台山电厂某燃油泵变频器动作跳闸技术研究

1、台山电厂某燃油泵变频器动作跳闸技术研摘要：以国华台山电厂一期1号燃油泵变频器启动过程中 跳闸故障为例，深入分析了燃油泵变频器跳闸保护动作的过 程及其原因。通过对变频器保护动作的原因及处理措施进行 分析，以提高此类油泵变频器的运行和维护管理技术水平， 做到有效预防同类事件的发生。关键词：燃油泵变频器 跳闸过电压保护 动作出口国华台山电厂一期1、2号炉共有3台燃油泵，正常情 况下2台泵运行工作，1台泵作为备用油泵，当运行中有一 台油泵故障跳闸或停运时，立即联启备用油泵。1、事故前工况1、2号机负荷均为600mw，锅炉系统运行正常，脱硫系 统运行正常，事件发生前2号燃油泵和3号燃油泵运行，1 号燃油

2、泵处于检修后备用状态。2011年1月20日04： 50分 左右，1号燃油泵检修工作结束后启动跳闸，2、3号燃油泵 运行正常，未影响系统正常运行。2、事故发生概况及情况分析2. 1事故发生概况2011年1月20日4： 50左右，运行人员告知，1号燃 油泵变频器启动以后40s左右自动停运，转速最高达1670r/m,变频器显示故障代码"34 overvoltage"。经电气二次技术人员开票进行检查，1号燃油泵变频器 使用施奈德altivar68型变频器，1号燃油泵电机的铭牌参 数为额定功率11okw、额定电流203ao电气一次人员检查1 号燃油泵电机直阻为：ab 0. 01765

3、 q、bc 0. 017655 q、bc 0. 017650q,三相绝缘值为500mq。电气二次技术人员对1 号燃油泵变频器进行上电检查，检查1号燃油泵变频器运行 情况良好，定值准确无误、装置无任何异常告警，接线紧固 无松动。在dcs ±查看启动记录为启动42秒后跳闸，变频 器跳闸前最大电流为213a,变频器跳闸时故障电流170a, 变频器反馈正常。检查dcs历史曲线，1号燃油泵电机曾经 于1月份正常起动三次，起动情况良好，未发生任何异常， 其中1. 15-1. 17号曾连续运行两天。本次故障前，锅炉专业 曾经进行过检修工作（工作内容：1号燃油泵入口滤网清洗, 轴承加油脂）。检查变频

4、器、电机无故障后重新起动1号燃 油泵变频器运行正常。2. 2事故情况分析通过变频器的故障记录我们可以清楚地看出此次变频 器的跳闸是因为34 overvoltage中间直流过电压引起的， 其直流电压达到为f3. 08 815v,中间电路（直流母线）的实 际电压显示精度为2%。同样的情况也曾经出现2010年11 月2日1号燃油泵电机及其冷却风扇电机检修工作结束后第一次起动过程中。经认真核对变频器产品说明书，变频器过 电压故障保护是变频器中间直流电压达到危险程度后采取 的保护措施，变频器产生过电压有如下几种可能：2. 2. 1来自电源输入侧的过电压正常情况下的电源电压为380v,允许误差为-5%+1

5、0%, 经三相桥式全波整流后中间直流的峰值为591v,个别情况下 电源线电压达到450v,其峰值电压也只有636v,并不算很 高，一般电源电压不会使变频器因过电压跳闸。经检查dcs历史曲线，给变频器供电的1bhe母线电压始终在400v左右，波动很小,电源电压在允许范之内。现场检查未发现故障时电源有缺相的现象，可以排除电源输入侧引起过电压的可 能。2. 2.2来自负载侧的过电压主要是当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设定的 比较小，在减速过程中，变频器输出频率下降的速度比较快, 而负载惯性比较大，靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电 动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动 机处于发

6、电状态，而变频器没有能量处理单元或其作用有 限，因而导致变频器中间直流回路电压升高，超出保护值， 就会出现过电压跳闸故障。变频器负载突降也会使负载的转 速明显上升，使负载电机进入再生发电状态，从负载侧向变 频器中间直流回路回馈能量，短时间内能量的集中回馈，可 能会中间直流回路及其能量处理单元的承受能力引发过电 压故障。通过对本次变频器故障过程中dcs记录的电流和转速等 参数曲线进行分析，结果见图1。从上图可以推断出本次故障过程：1号燃油泵在本次故 障前进行入口滤网清洗和轴承加油脂工作，1号燃油泵机械 性能可能有较大变化，轴承油脂阻力较大。1号燃油泵电机 检修后由于某种机械原因(如机械卡涩、轴承

7、润滑油脂阻力、 设备部件缺乏磨合等)，机械阻力较大，变频器在适应初始 机械阻力以后起动加速，经过一个平台期电流和转速同步稳 步上升后电流和转速开始快速提升。此时母管压力开始下 降，负载电流随之显著下降，但变频器负载转速持续上升。负载电流经过变频器自动调节后开始缓速上升，当变频器转 速与输出电流大小背离达到一定阶段时，负载电机进入再生 发电状态。从负载侧向变频器中间直流回路回馈能量，短时 间内能量的集中回馈，使中间直流回路及其能量处理单元的 承受能力引发过电压故障。此外，对1号燃油泵近几次启动情况进行统计分析，情况如表1:经对上表燃油泵几次启动情况的曲线记录进行对比分析后得如下结论：(1) 在启

8、动后的最初一段时间内，启动成功的燃油泵 均有较高的转速，而在两次跳闸事件中，在相同的给定量下, 转速明显较低。(2) 两次启动跳闸的事件记录非常相似，均是在转速 突然上升同时电流上升而又下降，再升速的过程中跳闸。(3) 在两次启动跳闸的事件中，当给定量发生微小的 增量(和几次启动成功的给定量增量相同)时，转速有大幅 的增大，而在启动成功的事件记录中，相同的给定量下，转 速增量显得较为平缓和幅度小。通过对1号燃油泵的几次启动情况进行统计分析后发 现，燃油泵变频器几次跳闸的情况都很相似，都是在对油泵 或电机进行检修(清洗滤网和加油脂)后发生的，而没有进 行检修的情况下启动就没有发生类似的情况。由此

9、，可以推 断燃油泵变频器的跳闸与对油泵进行的相关检修工作存在 必然的联系，检修工作导致油泵的机械特性发生变化是导致 变频器启动时过电压的主要原因。3、总结原因3. 1事故的直接原因1号燃油泵启动过程中跳闸的直接原因为燃油泵变频器 启动过程中中间直流过电压保护跳闸动作出口所致。3. 2根本原因分析1号燃油泵变频器几次启动后跳闸中，变频器负载有卡 涩现象导致在启动的初始阶段转速较低，而变频器输出转矩 较大，使直流母线电压升高。而在给定量稍微增加时，变频 器出力突破卡涩临界值而导致转速突升（此时电流会有所下 降），此时电动机短时变为发电机给变频器直流母线充电， 使直流母线电压进一步升高。在随即而来的较大增幅的给定 量作用下，变频器出力激增，为满足转矩的要求，变频器直 流母线电压必然升高，此时过电压保护动作，变频器跳闸。4、结语通过对国华台山电厂一期1号燃油泵变频器几次保护动 作原因的分析，发现此类故障均出现在机务或电机检修工作 完成后，检修工作导致油泵的机械特性发生变化是导致变频 器启动时过电压的主要原因。鉴于此，建议机务和电气一次 检修人员在对燃油泵进行检修工作后，增加机械部分人工盘 动等工作内容，保