（国家电投集团宁夏能源铝业中卫热电有限公司宁夏中卫市755000）
摘要：我国经济处于转型的主要时期，节能损耗也是转型期的重点工作。因此高压变频器技术在电力行业得到普遍运用。变频器应用的时候可以有效的对火电厂的用电率进行降低，此外也是可以对机组的安全运行水平进行提升，对其火电厂的高压变频器的故障效率可以得到提高，并且也能够促进发电机组可以高效稳定的运行。
关键词：火电厂；高压；变频器；故障分析
1导言
随着电力电子技术的迅速发展，高压变频器价格不断下降、可靠性不断加强，高压大容量变频器逐渐在发电厂辅机设备中得以应用。火电厂主要辅机设备有引风机、送风机、一次风机、二次风机、电动给水泵、凝结水泵和循环水泵等。为了降低厂用电率，减少发电成本，提高上网电价竞争力，国内火电厂纷纷采用高压变频调速系统以实现节能。
2相关要求分析
设备安全可靠性的运行主要是企业安全生产的一个重要的保障，若是火电厂的大功率电动机因为变频器存在故障问题进而停运，那么将会使其发电机组非计划停运，带来不必要的经济损失。所以火电厂对高压变频器的安全稳定运行有较高要求，必须引起足够重视。
一是关于高压变频器的工变自动互切的分析。对于高压变频器的保护动作而言，如果存在着较为严重的故障问题，或者是高压变频器需要检修，但是高压电动机没有办法停运，这个时候高压变频器便能够完成变频器运行时切换到工频运行，此外并不会对其发电机正常运行带来影响。但是如果高压电机处于在工频状态下运行，要想重新投入到变频之中，高压变频器便能够自动的去完成工频运行状态下直接切换到变频运行。
二是关于高压变频器的功率单元旁通分析。针对于高压变频而言，其某一个功率单元要是存在着故障问题，或者是允许进行旁通的时候，其高压变频器便是可以在最短的时间之内做好故障功率单元旁通的工作，也是可以对输出电压波的完整性提供相应的保障。
三是关于高压变频器控制电源的冗余配置。为了能够使其对高压变频器的安全运行提供相应的保障，控制电源必须要采取冗余化的配置，并且高压变频器便是可以独立的去配备相应的UPS电源，如果高压变频的控制电源在失去电能后可以直接的切换到UPS系统供电；或者高压变频器则能够配备着双路控制的电源切换的功能，一般是一路交流和一路直流，如果在交流失去电源之后，那么高压变频器则是可以切换到另外的一个直流控制电源上。
3火电厂对高压变频器的特殊要求
对于火电厂而言，设备的安全可靠运行是安全生产的重要保障。若火电厂大功率辅机电动机因变频器故障造成停运，往往会导致发电机负荷大幅度下降，甚至造成发电机停机、锅炉熄火停运等，从而导致发电机组非计划停机，其造成的影响及损失，远不是节能效益可以比较的，因此火电厂对高压变频器运行的安全可靠性具有非常高的要求。
3.1高压变频器的工变自动互切
当高压变频器保护动作或出现严重故障，以及高压变频器需要检修而高压电机不能停运时，高压变频器均可自动完成由变频运行状态切换至工频运行状态，且不影响发电机组的正常运行；当高压电机在工频运行状态时，若要重新投入变频，高压变频器可自动完成由工频运行状态切换至变频运行状态。
3.2高压变频器功率单元的旁通
当高压变频器某一个功率单元出现故障且在允许旁通的情况之下，高压变频器可以在最短的时间内实现故障功率单元的旁通，并保持输出电压波形的完整。
3.3高压变频器瞬时停电再起动
当火电厂高压母线电压暂降（相同母线上多台高压辅机电动机同时启动、电网电压波动造成的高压母线电压降低等）时，高压变频器停止输出，当电源电压恢复时（停电时间一般在3-10秒之间），高压变频器从检测到的电机转速开始驱动电动机回到原来运行的工况。
3.4高压变频器控制电源的冗余配置
为了保证火电厂高压变频器的安全可靠运行，其控制电源应采用冗余化配置。一方面，高压变频器可以配备独立的UPS装置，当高压变频器控制电源失电后，可以由UPS装置为控制系统供电；另一方面，高压变频器可以配备双路控制电源的切换功能（通常为一路交流、一路直流），当一路控制电源失电时，高压变频器可以无扰动的切换至另一路控制电源为控制系统供电。
3.5高压变频器的远方监控
高压变频器应将自身的开关量（通常为硬接点，如开关状态、变频器运行信号、故障信号等）、模拟量（通常为4-20mA量，如给定频率、运行频率、变频运行电流、工频运行电流等）送至DCS系统进行远方监控，同时DCS系统的控制命令也送至高压变频器，以便于高压变频器远方监视、调节、操作及故障分析等。
4火电厂高压变频器常见故障及原因分析
一是功率单元过压。主要原因有功率单元输入电压偏高、被其它功率单元充电、控制板过压检测功能异常、高压变频器降速时间设置过短。
二是功率单元输入缺相。主要原因有移相变压器对应绕组异常、熔断器损坏、控制板检测线异常、控制板缺相检测功能异常。
三是功率单元过热。主要原因有单元柜散热风机异常、单元柜滤网堵塞、温度开关损坏或误动作、温度开关连接线异常、功率单元控制板过热检测功能异常。
四是功率单元驱动故障。主要原因有IGBT损坏、IGBT短路、驱动板损坏、驱动板失电、驱动板与控制板连接线异常、控制板检测故障。
五是高压变频器输出过流。主要原因有电缆绝缘异常、高压电机绝缘异常或机械异常、负载存在堵转或机械损伤、高压变频器过流参数设定异常、移相变压器波形异常、移相变压器绝缘异常、霍尔元件损坏、高压变频器主板电流检测异常。
六是高压变频器输出过载。主要原因有高压电机堵转或负载超载运行、高压电机异常、高压变频器过载参数设定异常、高压变频器输出电压波形异常、霍尔元件损坏、高压变频器主板电流检测异常。
七是高压变频器瞬停失败。主要原因有高压变频器输入变压器信号异常、输入变压器信号连接线异常、主板电压检测功能异常、电机自由旋转停机时间过短。
八是过热故障分析。过热故障主要指的就是变频器在散热中的温度已经超出规定的整定值，会影响变频器在使用中的寿命，对电容带来严重损坏，而出现过热的主要因素是由于大功率晶体管出现散热不及时的现象，或者变频器使用的环境温度比较高，甚至温度传感器出现故障，散热风扇不工作一系列问题，其处理方式为：某变频器在实际运行一定时间内就出现过热现象，可以对变频器温度高这一因素进行分析，由于变频器在运行的状况下才出现过热现象，因此不用对温度传感器损坏的现象进行考虑，在给变频器通电后风机依然转动，但相对来说比较缓慢，这也不用分析风机损坏现象，所以考虑到是否防护罩比较脏被堵住导致的，对其风尘或者油泥清除后，风机得到正常运行。
九是短路故障分析。变频器短路故障通常发生在运行过程中，复位再次启动会失败。短路故障发生时变频器速断保护可以迅速动作，因此不会对变频器造成损坏。由于电机内部短路或电缆发生相间短路造成故障跳闸占短路保护中相当大的一部分；变频器自身内部器件也会造成短路故障，如环境温度高或逆变器本身老化等原因，使逆变器的参数发生变化，引起同一个电桥上、下导通，直流正负短路。
5结论
高压变频器近些年在电力系统得到了广泛的应用，使得泵和风机设备的使用寿命延长，节约大量能源，运行方式的灵活性使得机组的自动化水平得到提高。因此降低高压变频器的故障率须引起足够的重视，促进电厂自身的经济水平的提高。
参考文献：
[1]高云龙.火电厂高压变频器故障分析与探讨[J].山东工业技术，2018（01）：167.
[2]郭巍.火电厂高压变频器故障分析与探讨[J].山东工业技术，2016（17）：162-163.
[3]姜茹，解险峰.火电厂高压变频器控制与保护设计分析[J].电气应用，2014，33（06）：59-63+81.
[4]姜茹，李广正.火电厂高压变频器设计分析及应用研究[J].电工技术，2013（06）：30-32.
[5]雷达.火电厂高压电机变频控制改造[D].华北电力大学（北京），2010.
[6]王晨阳.高压大容量变频器在电厂节能改造中的应用[D].华北电力大学（河北），2006.