【摘要】 本文簡(jiǎn)要介紹了江蘇鎮(zhèn)江電廠2*600MW機(jī)組電除塵供電用高頻電源的日常應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù),結(jié)合高頻電源啟停等操作,分析自投產(chǎn)以來(lái)發(fā)生的異常原因,并提出有效的預(yù)防及處理方法,說(shuō)明高頻電源具有高效除塵及節(jié)能環(huán)保的作用。
【關(guān)鍵詞】高頻電源；運(yùn)行維護(hù)；高效除塵
1 江蘇鎮(zhèn)江電廠高頻電源技術(shù)性能參數(shù)
1.1 產(chǎn)品規(guī)格和技術(shù)參數(shù)
產(chǎn)品型號(hào)： EHC-II。
額定直流輸出電壓： 80kV，電壓調(diào)節(jié)范圍：0~100%。
額定直流輸出電流：1600mA，輸出電流調(diào)節(jié)范圍：0~100%。
輸入電壓：三相電壓380V，±10%。
輸入電壓頻率：50Hz ±2%。
電能轉(zhuǎn)換效率≥93%,功率因數(shù)＞92%(額定負(fù)載條件)。
變壓器油溫升：≤40℃。
2 工作原理
2.1電源控制原理
高頻電源將三相工頻交流電通過(guò)三相全橋整流濾波形成低壓直流電，再經(jīng)過(guò)全橋IGBT等逆變電路形成高頻交流脈沖，經(jīng)過(guò)變壓器升壓后形成高頻脈動(dòng)電流送給電除塵器，其工作頻率為35kHz-38kHz,如圖1所示。
圖1 高頻電源原理圖
2.2工作方式說(shuō)明
2.2.1自動(dòng)跟蹤控制方式
高頻控制器根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況自動(dòng)控制IGBT逆變器頻率(0-20KHz),從而調(diào)節(jié)輸入到電除塵電廠的功率,提供合適的電暈電壓電流。
2.2.2充電比節(jié)能控制方式
高頻控制器不但調(diào)節(jié)IGBT逆變器頻率,而且對(duì)電除塵電廠粉塵荷電時(shí)間進(jìn)行控制,脈沖寬度為電場(chǎng)粉塵荷電時(shí)間,脈沖周期減去脈沖寬度為電場(chǎng)荷電粉塵在陽(yáng)極板的放電時(shí)間。通過(guò)不同充電比脈沖寬度與脈沖周期的組合，可以適應(yīng)各種類型的粉塵比電阻，降低及杜絕反電暈的發(fā)生，同時(shí)極大的降低了電除塵的能耗。
2.2.3變頻控制方式
通過(guò)改變高頻電源的工作頻率，改變高頻電源的輸出電流電壓。由于可以輸入任意的頻率（0-30KHz）數(shù)值，從而可以細(xì)微地調(diào)節(jié)輸出功率，達(dá)到最佳的效果。
圖2為工作方式示意圖
圖2 高頻電源原理圖
3 運(yùn)行環(huán)境
3.1環(huán)境溫度
高頻電源的環(huán)境溫度是指高頻電源斷面附近的溫度。由于高頻電源控制電路主要由極易受高溫影響的電力電子元件組成，因此高頻電源的壽命及可靠性等因素很大程度取決于溫度，環(huán)境溫度為最高+40℃,高于此值時(shí),降低二次參數(shù)設(shè)定值的50%繼續(xù)運(yùn)行。
3.2環(huán)境濕度
高頻電源對(duì)其周圍環(huán)境相對(duì)濕度要求不大于90%（表面無(wú)結(jié)露）。
3.3振動(dòng)和沖擊
高頻電源在安裝運(yùn)行的過(guò)程中，要避免受到振動(dòng)和沖擊。以防止高頻電源內(nèi)部元件連接焊點(diǎn)及零件松動(dòng)，導(dǎo)致電路故障,通常要求安裝場(chǎng)所的振動(dòng)加速度被限制在0.6 g以下，特殊場(chǎng)所可加防震橡膠等耐震措施。
3.4安裝場(chǎng)所
安裝場(chǎng)所保證垂直傾斜不超過(guò)5度。而海拔高度超過(guò)1000 m，高頻電源的散熱能力將下降，故一般要求安裝在海拔1000 m以下。
圖3為高頻電源安裝布置示意圖
4 高頻電源的操作及使用
隨著高壓整流電源的更新?lián)Q代,目前新一代高頻電源均配備新一代智能操作終端,簡(jiǎn)稱“手操器”,具備操作靈活,顯示直觀可靠,就地檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)EHC-II硬件設(shè)施檢查完畢，通上電后，不能直接點(diǎn)擊【運(yùn)行】(圖4)來(lái)啟動(dòng)EHC-II，而需要先對(duì)EHC-II進(jìn)行充電，才能運(yùn)行；同樣的，當(dāng)需要對(duì)EHC-II或電場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，需要先對(duì)EHC-II停機(jī)，然后放電，才能對(duì)其進(jìn)行操作。
圖4
4.1 EHC-II高頻電源開(kāi)機(jī)步驟
點(diǎn)擊手操器上【直流母線】按鈕，進(jìn)入直流母線操作畫(huà)面（如圖5），此時(shí)“母線預(yù)充電回路”和“直流母線接觸器”都處于【斷開(kāi)】狀態(tài)，點(diǎn)擊【預(yù)充電開(kāi)啟】按鈕，預(yù)充電回路交流接觸器吸合（有輕微響聲），“母線預(yù)充電回路”由【斷開(kāi)】變?yōu)椤鹃]合】，EHC-II母線開(kāi)始充電，在圖5可看到母線充電曲線，當(dāng)母線電壓達(dá)到430V時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，電壓達(dá)到520V左右時(shí)，主交流接觸器吸合（有較大響聲），母線電壓直接到570V，“直流母線接觸器”由【斷開(kāi)】變?yōu)椤鹃]合】，充電完成，觸摸屏上顯示【母線充滿正常】狀態(tài),點(diǎn)擊【運(yùn)行】,一次電流、二次電壓、二次電流緩慢上升，運(yùn)行狀態(tài)顯示為“上升”，當(dāng)U2或I2上升到設(shè)定值時(shí)，停止上升，運(yùn)行狀態(tài)顯示為“二次限制”，當(dāng)頻率升滿時(shí)，也會(huì)停止上升，EHC-II正常啟動(dòng)完成。
圖5
4.2 EHC-II高頻電源停機(jī)步驟
點(diǎn)擊手操器上的【停止】,運(yùn)行狀態(tài)顯示為停止。此時(shí)EHC-II仍然帶電，只是EHC-II停止輸出,點(diǎn)擊手操器上的【直流母線】按鈕，進(jìn)入直流母線操作畫(huà)面（如圖5），此時(shí)“母線預(yù)充電回路”和“直流母線接觸器”都處于【閉合】狀態(tài)，點(diǎn)擊【斷開(kāi)直流母線】按鈕，交流接觸器KM1A和KM2A同時(shí)斷開(kāi)（有較大響聲），“母線預(yù)充電回路”由【閉合】變?yōu)椤緮嚅_(kāi)】，“直流母線接觸器”由【閉合】變?yōu)椤緮嚅_(kāi)】，點(diǎn)擊【開(kāi)啟放電】按鈕，母線開(kāi)始放電，直至母線電壓降到20V以下，點(diǎn)擊【停止放電】，放電完成。
圖6為開(kāi)關(guān)機(jī)操作示意圖
圖6
5高頻電源的故障及分析
5.1高頻電源的外部故障
5.1.1 輸出開(kāi)路
當(dāng)高頻處在開(kāi)路狀態(tài)時(shí)，實(shí)際二次輸出電壓瞬間超過(guò)額定電壓，手操器或上位機(jī)上不會(huì)顯示數(shù)值，高頻電源立即自動(dòng)停止，并且提示輸出開(kāi)路故障。需檢查隔離開(kāi)關(guān)是否斷開(kāi)，電場(chǎng)連接線緊不緊，取樣回路及高壓硅堆斷開(kāi)等原因。
5.1.2 輸出短路
當(dāng)高頻處在短路狀態(tài)時(shí),實(shí)際二次電壓不顯示,導(dǎo)致該故障可能由于除塵器電場(chǎng)內(nèi)部積灰嚴(yán)重,或者陰極線與陽(yáng)極板搭接,另外應(yīng)檢查隔離開(kāi)關(guān)是否接地，電場(chǎng)是否短路，取樣回路是否正常。
5.1.3 輸入過(guò)流
當(dāng)三相輸入電源不平衡時(shí),設(shè)備會(huì)報(bào)輸入過(guò)流故障,應(yīng)檢測(cè)三相輸入電壓及輸入電流是否平衡。
5.1.4 拉弧保護(hù)
除塵器電場(chǎng)內(nèi)部局部頻繁擊穿或者絕緣瓷瓶純?cè)谂离姮F(xiàn)象。
5.1.5運(yùn)行溫度高
高溫及散熱系統(tǒng)工作異常會(huì)導(dǎo)致高頻電源報(bào)警,例如散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行模式分為溫控、高壓?jiǎn)⑼！⑼Ｖ埂Ｏ募緫?yīng)選擇高壓?jiǎn)⑼ＤＪ?，同時(shí)風(fēng)機(jī)正反轉(zhuǎn)散熱風(fēng)力不同，保證風(fēng)機(jī)為正轉(zhuǎn)模式。
5.1.6 安全連鎖斷開(kāi)
隔離開(kāi)關(guān)柜柜門未關(guān)緊、刀閘未打運(yùn)行位置。
5.2高頻電源的內(nèi)部故障。
5.2.1 母線電壓故障
當(dāng)設(shè)備報(bào)警為“母線電壓低”時(shí)應(yīng)檢查交流接觸器是否有效吸合，預(yù)充電電阻是否斷開(kāi)，濾波電容是否正常，整流模塊是否正常。當(dāng)充電過(guò)程時(shí)間比較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)直流電壓低報(bào)警，這是由于當(dāng)母線電壓達(dá)到“母線電壓吸合值”時(shí)，PLC開(kāi)始計(jì)時(shí)，半分鐘內(nèi)母線電壓未充滿，即會(huì)報(bào)母線電壓低故障，這是正常狀況，解除報(bào)警即可。
5.2.2 主回路故障
通常為IGBT模塊損壞，變壓器損壞，硅堆擊穿。
5.2.3 IGBT故障
IGBT模塊、IGBT接口板、IGBT驅(qū)動(dòng)板損壞。
5.2.4 信號(hào)采樣故障
例如：高頻電源一次電壓、一次電流、二次電壓、二次電流等采樣模塊接線松動(dòng)，采樣模塊24V工作電源缺失或模塊本身故障。
6 高頻電源的保養(yǎng)與維護(hù)
6.1 日常維護(hù)與檢查
要有專門的設(shè)備人員，實(shí)時(shí)監(jiān)視高頻電源的各種運(yùn)行參數(shù)，對(duì)重要的運(yùn)行參數(shù)如一次電壓、一次電流、二次電壓、二次電流、IGBT溫度、變壓器溫度等，至少每小時(shí)做一次記錄。
6.2 定期巡檢
利用定期檢修、大型檢修、年度檢修等較長(zhǎng)時(shí)間的檢修工作中來(lái)檢查高頻電源在日常檢查中不能檢查的元器件，重要部件如下：
6.2.1定期檢查高頻電源外殼有無(wú)破損，密封件是否完好。
6.2.2定期檢查高頻電源周圍有無(wú)漏油。
6.2.3定期檢查高頻電源有無(wú)異常聲音，高壓輸出端有無(wú)異常放電。
6.2.4定期檢查散熱風(fēng)機(jī)出風(fēng)口風(fēng)量，有無(wú)異響，風(fēng)機(jī)出口無(wú)堵塞。
6.3 小修維護(hù)和保養(yǎng)。
6.3.1變壓器油無(wú)須檢測(cè)，建議九年后，更換整體變壓器。
6.3.2每次大修測(cè)量一次接地電阻，不應(yīng)大于2Ω。
6.3.3檢查確認(rèn)主動(dòng)力電纜，電纜接頭是否緊固。
6.3.4檢查確認(rèn)高頻電源機(jī)械安裝是否緊固、可靠。
6.3.5檢查確認(rèn)高頻電源與高壓隔離開(kāi)關(guān)的安裝是否緊固、可靠，高壓隔離開(kāi)關(guān)與電場(chǎng)、高頻電源等所有連接線是否正確，符合規(guī)范。
6.3.6拆除高頻電源的防護(hù)罩，打開(kāi)逆變箱及控制箱門，檢查配電箱、控制箱及逆變箱內(nèi)各回路上（特別是主動(dòng)力回路）的螺絲是否有松動(dòng)，檢查完畢后關(guān)閉逆變箱門及控制箱門。
每次大、小修對(duì)設(shè)備進(jìn)行清灰處理，特別是對(duì)散熱片、諧振電容以及二次取樣板（二次取樣板安裝在變壓器油箱蓋上）進(jìn)行清灰。
6.3.7每次大、小修對(duì)逆變箱風(fēng)機(jī)濾網(wǎng)進(jìn)行更換。
6.3.8用2500V兆歐表檢查負(fù)載（電除塵器電場(chǎng)）絕緣，阻值一般在100MΩ以上。用2500V兆歐表檢查高頻電源輸出電阻，阻值在150MΩ左右
7 結(jié)束語(yǔ)
高頻電源的維修工作是一項(xiàng)理論知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與操作水平的結(jié)合的工作，為保證設(shè)備能安全穩(wěn)定的工作，務(wù)必在工作中及時(shí)維護(hù)和保養(yǎng)。文中談及的方法都是在學(xué)習(xí)和實(shí)際工作中總結(jié)的，可能有更多好的、簡(jiǎn)便的維修方法。要經(jīng)常閱讀一些有關(guān)的書(shū)報(bào)雜志，開(kāi)拓思路，給維修工作以啟迪，并將這些學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作中，不斷提高，降低高頻電源的故障率。
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