凝泵变频装置简介

发电运行安全屋

一、凝泵电机变频装置能起到的作用

1、凝结水泵采用变频后，电机的节能效果显著。

2、减少电机启动时的电流冲击

电机直接启动时的最大启动电流为额定电流的5～7倍；星角启动为4～5倍；电机软启动器也要2.5倍。采用高压变频装置后，电流从零开始，仅是随着转速增加而上升，不管怎样都不会超过额定电流。因此，凝泵变频运行解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统的冲击应力，降低日常的维护保养费用。

3、延长设备寿命

使用变频器可使电机转速根据转速特性曲线变化，没有应力负载作用与轴承上，延长了轴承的使用寿命。有关数据表明，机械寿命与转速的倒数成正比，降低凝泵转速可成倍的提高凝泵寿命。

4、降低噪音

采用变频器后，降低水泵转速的同时，噪音降大幅度地降低。同时克服了由于调节阀线性度不好，调节品质差，引起管道锤击和共振。

5、提高电动机的功率因数

二、凝泵变频器介绍（以某330MW机组凝泵变频器为例）

1、系统主回路控制方案：此方案是手动旁路的典型方案。如图所示，原理是由2个高压隔离开关QS1、QS2和高压开关QF1、电动机M组成。要求QS1和QS2之间存在机械互锁逻辑。变频运行时，QS2闭合，QS1闭合；工频运行时，QS1断开，QS2断开。高压开关QF1、电动机M为现场原有设备。

功能:在检修变频器时，有明显断电点，能够保证人身安全，同时也可手动使负载投入工频电网运行。

改造时，将高压变频器串联进现有高压开关柜与高压电机之间，正常工作时采用变频回路，QS1闭合，QS2闭合；工频运行时，采用原有的工频启动方式。

2、凝结水泵的变频器为东方日立生产的 DHVECTOL-HL 高压大功率变频调速系统，运行环境温度为 0℃-40℃。变频装置采用多电平级联技术，由旁通柜、移相变压器柜、功率单元柜和控制器柜等组成。

（1）、由 6KV12(22)段原＃12（22）凝结水泵电源间隔来电网电压(6kV)经过旁通柜内 QS1 刀闸向变压器供电，变压器降压后给功率单元（为基本的交-直-交单相逆变电路）供电，功率单元输出串联后经旁通柜内 QS2 双向刀闸向电机供电，实现变压变频的高压直接输出。6kV 输出电压每相有（8 ）个额定电压为 480V 的功率单元串联而成，输出相电压 3450V，线电压达到 6kV 左右，每个功率单元承受全部的电机电流，但只提供（1/8 ）的相电压和（1/24）的输出功率。

（2）、由#1(2)机 UPS 电源柜来 220V 交流电源经变频器柜内 QF3 小开关供给变频装置控制总电源，再经 FU1FU2FU3FU4 保险分配给变频器柜、旁通柜、变压器柜等作为控制电源使用。

（3）、由 400V11(21)段来 380V 电源经变频器柜内 QF1 小开关供给各功率单元电容初始充电，充电时间 5 秒钟。

（4）、变压器柜内冷却风扇电源由变压器自提供。

（5）、6KV#12（22）凝结水泵电源开关柜上设置”工频/变频”小开关，切至工频位置时方可在 DCS 上远方分合电源开关;切至变频位置时,在 DCS 上远方起变频器，由变频器判断无轻重故障及 QS1、2 状态正常后，给出请求运行信号，在得到启机指令后进行 10S 充电，充电完成后，提供 “高压合闸允许”信号，发出合分电源开关指令，如果变频器始终没有提供 “高压合闸允许”信号，请确认变频器控制电源是否合上，柜门是否关好，旁通柜隔离开关是否正确到位，变频器本身是否处于故障状态，以及和变频器相关的系统信号是否正确。远方停机时发出停机指令，由变频器给出高压开关分闸指令，且此指令为保持信号，必须”工频/变频”小开关切至“工频”来复归。

（6）、工频至变频的切换及变频至工频的切换为手动切换，即由操作人员在电机停止后，改变运行方式再投入运行。对变频器的起停操作通过切换开关（控制柜上”远方/就地”开关）既可以通过就地的按钮控制，又可通过远方的 DCS 控制来完成，变频装置根据 DCS 给出的速度调节信号自动控制电机转速，可在就地和远方监视变频装置的状态。为保护变频器，最低指令为 20％，即电机保证变频器安全运行的转速为 298 r/m.

变频器旁路柜内部QS1/QS2切换操作图

（7）、有“变频方式”、“请求运行”、“控制电源正常”、“远方控制”信号到，远方 DCS 才可启动变频器，10 秒充电时间，“充电中”信号到，变频器运行起来后，有“高压就绪”、“变频运行”，转速和电流信号正常显示。

（8）、旁通柜五防：6KV 开关在工作位置合闸后，旁通柜门的电磁锁不能被打开；6KV 开关在工作位置合闸后，旁通柜刀闸电磁锁不能动作，使得刀闸不能被拉动。

三、凝泵变频测绝缘送电原则步骤：

1、确认凝泵电源开关在试验位置

2、确认凝泵变频器单元控制柜已送电（电源在400V工作段上）

3、将凝泵旁通柜切至工频位置（QS1QS2刀闸均在分闸位置）

3、在凝泵电源开关下口测量凝泵电机及电缆绝缘

4、测量绝缘后将旁通柜刀闸QS1QS2切至变频位置（ （QS1QS2刀闸均在合闸位置）

5、将凝泵电源开关送至工作位置

6、将凝泵电源开关柜上工频变频开关切至变频位置

四、注意事项、日常维护及故障处理

（1）、注意事项

（a）、凝结水母管压力不能过低，以防止空气由排水阀经凝结水再循环管进入凝汽器中，而破坏真空。同时在凝结水再循环管处，当除氧器侧的压力大于凝结水母管水压时，则除氧器内的汽、水要通过再循环管返回凝汽器，这将使凝结水母管发生水击。因此，应控制好上水门开度，保证压力。

（b）、变频器发跳凝结水泵开关指令为保持信号，为防止开关跳闸继电器和跳闸线圈长期带电烧坏，在变频凝结水泵电源开关跳闸后应立即将“工频/变频”小开关切至“工频”位置，特别是变频器故障跳闸时不要忘记。

（c）、运行变频凝结泵掉闸备用的定速凝结泵启动后凝结水压力突然升高对凝结水供其它辅助设备影响很大，特别是给水泵机械密封冷却水系统，应注意调整。

（d）、变频器需要启动时，如果风机或水泵刚停机不久，应确认风机或水泵已经完全停转，否则容易引起变频器启动时单元过电压.并确认电机没有因为挡板或出口阀门不严和其他原因而反转，否则容易引起变频器启动时过流停机

（e）、变频器启动后，自动将电机加速达到 DCS 的给定速度。如果当时 DCS 的给定速度小于最低速度设定值，变频器将按最低速度运转

（f）、变频器为高压危险装置，任何操作人员必须严格遵守操作规程；运行中，不可打开变压器及功率柜门，以防变频器跳闸。

（h）、变频装置送电必须先给控制部分上电，得到高压合闸允许后，再上高压电；停电相反，先停高压电，最后停控制电源。

（i）、由于旁通柜内刀闸无灭弧功能，禁止带负荷操作。即变频器故障后需要手动旁路时，QS1刀闸及旁路刀闸 QS2 的倒换请在完全断电的情况下进行。

（2）、日常维护

（a）、半个月左右清理一次柜门防尘垫的灰尘，保证冷却风路的通畅。如果环境灰尘污染严重，定期清理的时间还应缩短。半年左右对变频器内部作一次清灰处理

（b）、值班人员或维护人员要定期对变压器进行巡视、检查，记录变压器绕组的温度值。在正常使用条件下运行时，保证变压器的线圈温升不超过限值 80℃。

（c）、夏季环境温度较高时，应加强变频器安装场地的通风，保证变频器良好的通风散热条件。工作温度为 0－40 ℃。

（d）、如果变频器停机后恢复运行，如果环境潮湿，请先打开各控制电源，使变频器通风半小时，以驱除变频器内部潮气，然后再通高压电投入运行。

（3）、故障处理

（a）、轻故障分类与报警

系统发生下列故障时,按照轻故障处理：

单元旁路运行、变压器轻度过热(缺省设定的变压器过热保护温度为 120℃。温度高于 80+5=85℃时启动风机，温度低于 80-5=75℃时停风机)、过载运行、柜门连锁故障、单元柜风机故障。

上述任何一个故障发生时，系统给出间歇的“音响报警”和间断的“故障指示”。报警状态下，如果用户发出“报警解除”指令，则系统撤消“音响报警”信号，只保留间断的“故障指示”。

对于轻故障的发生，系统不作记忆处理。故障存在时报警，如果故障自行消失，则报警自动取消。

系统运行时如果发生这类故障，变频器并不立即停机。但运行人员应该迅速对变频器进行检查，联系检修人员消除，并做好故障跳泵的事故预想，如为不能在线消除的故障应倒泵后检查处理。

（b）、重故障分类与报警

系统发生下列故障时,按照重故障处理：

过流、过载>1 分钟、高压失电 2 秒以上、MPU 异常、变频运行风扇停止工作（软件判）、风扇停止（硬件判）、输出电压异常、输出电流异常、预充电忙、接线端子插头未接好、接地、单元过热、控制柜掉电、变压器严重过热、变频运行柜门打开、单元重故障、闭环运行时给定和反馈掉线等。

上述任何一个故障发生时，系统给出连续的“音响报警”、“故障指示”、”停机”指令。用户可以用“报警解除”按钮清除报警的音响信号，但系统保持“故障指示”、“停机”指令。

以上重故障发生后，系统作记忆处理。故障一旦发生，系统报警并自动跳闸停机。如果故障自行消失，“故障指示”、”急停”等指令也都一直保持，故障原因被记录。只有故障彻底排除，并且用“系统复位”按钮将系统复位后才能重新开机。

重故障发生时，高压电源将自动分断。如果因为其他原因没有分断，用户可以用柜门的“急停”按钮将高压电源强行手动分断。

（c）、一般处理

变压器严重过热：

整流变压器严重过热节点闭合。请检查变压器副边接线绝缘是否完好，是否短路，装置是否过载运行，环境温度是否过高，变压器的冷却风机是否正常，风路是否通畅，温度控制器功能是否完好，温度控制器过热保护参数是否设定合理，参数是否被非法复位或修改。系统缺省设定的变压器过热保护温度为 130℃。

变频器不能开机：

变频器的开机必须在得到系统待机指示后才能进行。在控制器就绪、DCS 正常、柜门急停按钮释放，同时还必须没有任何重故障等条件都得到满足的情况下，系统给出 “高压合闸允许”。当系统收到“高压就绪”信号后，进入待机状态。如果系统在不报任何故障的情况下不能开机,请检查以上条件是否全部具备。另外，如果是 DCS 不能开机，请检查“远控/本控”选择开关是否处于远控位置。如果是工控机界面不能开机，请检查“远控/本控”选择开关是否处于本控位置。

不能调整运行频率：

远控时，变频器运行频率由 DCS 给定，工控机界面无法调整。本机控制时，变频器运行频率由工控机控制，DCS 不能调整。另外，如果变频器无法达到设定的频率值，可能是用户的设定频率超出了最高和最低频率限制值，或者设定频率落入跳转频率范围。

五、另外一种使用案例：

某电厂机组容量为2×1036MW，凝结水泵电机为1500KW/6KV，设计时有一定裕量，每台机组配备三台凝结水泵，两台运行，一台备用。采用了两台变频器分别拖动两台电机，另一台凝结水泵电机做工频备用。正常运行时，两台变频泵运行，当其中一台变频泵重故障时，变频器发出重故障信号，并跳掉对应的高压开关，同时将重故障信号发给DCS，由DCS发指令启动备用泵。

1、系统主回路控制方案：此方案是手动旁路的典型方案。如下图所示，原理是由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3和高压开关QF、电动机M组成。要求QS2和QS3之间存在机械互锁逻辑，不能同时闭合。变频运行时，QS3断开，QS1和QS2闭合；工频运行时，QS1和QS2断开，QS3闭合。高压开关QF、电动机M为现场原有设备。

2、功能:在检修变频器时，有明显断电点，能够保证人身安全，同时也可手动使负载投入工频电网运行。

3、将高压变频器串联进现有高压开关柜与高压电机之间，正常工作时采用变频回路，QS1和QS2闭合，QS3断开；工频运行时，采用原有的工频启动方式。

4、变频器厂家对凝泵变频运行中出现的异常处理的两个问题的回答：

（1）、当工作过程中，A、B泵任意一台跳闸（假如为B泵），此时需要启动C泵，由于A、B泵跳闸前的出力有可能在0~100%之间任意位置，那么当在非最大出力跳闸后启动C泵，必然存在A、C泵出力不一致的问题，请问此时对变频器的运行方式有什么要求？

回答：发生变频器发“重故障报警”或者凝结水泵突然跳闸等故障时，当前凝结水泵的高压合闸开关断开，并闭合工频备用凝结水泵高压合闸开关，备用泵工频启动。调节门自动切换到“自动”方式，当工频泵启动的瞬间，凝结水上水量会因此猛增，为防止除氧器水位超过规定值，两个调节门必须在最短的时间内关到合适的位置，这个开度也是工频正常运行时调整门的理想开度值。当调整门关到负荷计算值位置并且稳定后，从而完成整个凝结水变频故障的无扰切换。

（2）、当A、C泵已经正常运行后（1工频+1变频模式，此时变频泵为50HZ运行），此时需要将B泵切换回运行状态，即B、C泵需要切换，请问，此时对A、B泵的变频器工作有何要求？

回答：定速凝结泵运行时，变频凝结泵检修正常启动后，建议将变频的指令置100%使变频凝结泵在额定转速运行(此时变频泵上水阀门是关闭的)，正常后停止定速凝结泵，然后调整变频凝结泵的转速直至上水调整门开大，切除上水调整门的“自动”、变频凝结泵投入“自动”进行变频调节。

注:本平台所发表内容，标原创内容为本人原创。转载和分享的内容只以学习为目的，仅供参考，不代表本人的观点和立场。如有侵权，请联系删除，欢迎各位同行，共同交流学习！