变频器管理规定.doc

.关于进一步加强高压变频器管理的通知省公司各发电企业、直属电厂：目前省公司高压变频器主要应用在一次风机、送风机、引风机、凝结水泵和循环水泵等变频调速系统中。近几年，由于高压变频器在运行过程中突发故障，导致重要风机、水泵的降出力、跳闸，甚至发生机组非停事故。为了做好高压变频器的运维和技术管理，省公司安生部特组织召开变频器故障原因分析专题会议，并邀请有关变频器厂家技术人员参加会议，研究提高高压变频器可靠性的措施。现就主要情况通报如下：一、高压变频器故障情况近两年，系统各单位高压变频器共计发生故障544次，其中功率单元引发故障246次，主板（含工控机）引发故障187次，参数设置不合适引发故障26次，环境影响引发故障21次，冷却风机损坏引发故障18次，自带UPS损坏引发故障16次，传感器（互感器）损坏引发故障10次。2015年发生了两次因重要辅机变频器故障导致的机组非停。二、高压变频器管理存在的问题（一）变频器工作环境恶劣。省公司各企业高压变频器间的管理不重视，导致变频器工作环境十分恶劣，这已经成为影响变频器安全运行的一个重要因素。各企业高压变频器间普遍采用空调机制冷，但空调机功率不足，夏季要开窗通风或增加通风孔，夏季变频器工作温度常常超过40；冬季停机时变频器间温度存在低于0的情况；而且工作环境粉尘较多。高压变频间粉尘较多，尤其是炉侧的变频器间工作环境非常恶劣，高温、灰尘大等因素造成变频器电子元件老化加速引起的故障较多（二）不掌握技术标准，维护不及时。各企业检修人员不了解变频器的维护要点和标准，造成各企业对于高压变频器老化的电子元器件未及时更换、重要的定期工作未进行。例如：内部积灰清理、电路板三防漆、UPS、冷却风机轴承、光纤故障等等。（三）缺少自动监视手段，巡检内容及运行管理措施不明确。一是高压变频器的工作温度没有有效的监视手段,运行人员不能及时监控变频器运行环境变化的情况。二是变频器运行管理措施不明确，巡视检查内容单一，造成设备在不合理的状态下运行。如高压变频器运行时加减负荷过快，导致变频器跳闸；高压变频器在停运以后，与变频器UPS装置有关的电源停电时，未对变频器UPS停电，导致UPS装置过放电，造成高压变频器短时间无法启动；高压变频器在停运以后，运行人员直接断开冷却风机电源，此时高压变频器内仍有大量余热，不易于余热散发，造成内部元件过热损坏；长期未运行的高压变频器，未定期通高压电，易导致高压变频器内电容失效；不能及时发现冷却风机的故障；带刀闸的变频器操作完毕后刀闸本体未到位，造成刀闸操作位置指示不正确、偏刀或接触不良。（四）高压变频器功率单元缺少必要的旁路保护功能。早期投运的高压变频器没有设计功率单元旁路功能，在单个功率单元故障时就会触发变频器跳闸，进而引起辅机跳闸，影响机组的安全运行。（五）缺少高压变频器跳闸时保护机组安全运行的必要措施。高压变频器跳闸时未设置自动切换至工频状态及稳定调节策略，完全依靠运行人员手动处理，依赖于运行人员素质高低产生的结果。如一次风机高压变频器故障跳闸时未实现交流旁路自动切换功能，变频与工频之间相互相切换时调节挡板（或动叶）开度应根据当时机组运行工况进行自动调节。三、变频器运维管理的建议（一）运行环境1、各企业要根据自身设备的实际运行情况，采取切实有效的方式，保证变频器运行环境温度处于0-40范围内。2、采用空调制冷的变频器间，必须保证空调的功率满足工作环境的要求，对于在锅炉区域、厂房外等粉尘量较大、环境较为恶劣的区域布置的高压变频器室，宜采用空水冷散热方式，不得采用类似自然通风的冷却方式，以防止增加高压变频室内的粉尘量。3、在高压变频器运行期间，要使用手持式风速仪检测滤网进风口的风速（大于3米/秒），掌握滤网进风口堵塞情况，进行定期清理。要制定详尽的高压变频室内卫生及进风口滤网的清洁管理及考核办法，保证高压变频器运行环境的清洁。4、在阴雨季节及大雾天气等空气湿度较大的气候情况下，可增加除湿设备，保证高压变频器运行环境湿度70%。5、在DCS上增加变频器运行温度在线监测模块，对运行异常的模块及时进行预警。（二）高压变频器运行管理1、加强对高压变频器的运行巡视，对变频器间及变频器及附属设备运行的巡视检查及调整。2、带刀闸的变频器操作完毕后必须确认刀闸本体到位，防止刀闸操作位置指示不正确、偏刀或接触不良。3、长期不运行的变频器每月通一次高压电，激活电容性能和排放潮气。4、变频器停机时不能马上停止高压电，要用风机排除热量，至少半小时后停用高压电。5、长期47.5HZ以上运行建议使用工频运行，降低变频器故障对系统的影响。6、高压变频器启动及运行过程中，要与高压变频器本体保持6米以上的安全距离，避免发生人身安全事故。（三）高压变频器的维修管理1、将高压变频器的移相变压器、高压电缆等一次设备纳入各厂的一次设备台账中，按照检修周期，对其开展变压器绝缘电阻测量、直阻测量、电缆绝缘电阻测量、耐压等试验。2、高压变频器在运行一至两年内把所有功率单元拆除彻底清扫一次，清扫功率单元内部时要带静电环，防止损坏IGBT，并检查单元插头和一二次接线的紧固情况。3、测量光纤通道损耗，清理光纤插头、孔槽避免积灰，在环境恶劣的条件下将光纤插头封好，并检查光纤插头是否有缩头现象。4、停机前要对UPS装置性能进行测试，断电后检查UPS装置能否保证运行5分钟，UPS装置每三年更换一次，停机时供给变频器的380V厂用电不停或者停用380V厂用电时先停用变频器UPS装置，防止UPS装置过放电（目前运行人员停变频装置电源时，通常作法是停交流380V电源，而不是先停变频器内部的UPS）。5、对控制板电源板进行清灰，用绝缘清洗剂对其进行清洗，存在腐蚀的现象的，要在清洗后喷三防漆。6、人机操作界面如果长期停用时应将其放在0以上的环境或者长期运行。7、各冷却风机的控制回路要分开，应单独配置控制开关，防止风机整组故障，并确认风机故障是否跳变频器，环境恶劣的地方要定期检查风机风叶，防止风叶质量偏心。定期检查时，能够看到冷却风机转向的，要仔细观察，即使某一冷却风机跳闸，由于附近风机的影响，也在转动，但与正常运行的风机转速差别较大；如冷却风机经风道一体，可以巡视时，观察变压器各相温度，如某一项温度明显高于其它两相温度，说明冷却风机有问题或变压器有问题。加强对冷却风机的检修工作，每各三年更换一次冷却风机的轴承。8、高度关注变频器元件老化造成的故障频发问题。变频器中的控制单元中的电子元件寿命基本在10年左右，电子元件老化将造成变频器的故障发生率大幅升高。对于长期在恶劣的工作环境下工作的要做好变频器的寿命评估，尤其是故障频发的变频器要及时进行升级改造。9、电缆沟封堵必须要严密，防止电缆沟积灰和潮气进入变频器。如经下进线进入变频器，变频器小间内的电缆沟盖板采用二块左右的隔栅板，防止潮气进入变频器中。（四）高压变频器设备优化1、高压变频器功率单元不带旁路的，要进行改造，增加功率单元的旁路功能，提高高压变频器的工作稳定性。2、一次风机高压变频器跳闸时要增加自动切换至工频状态功能及稳定调节策略，变频与工频之间相互相切换时调节挡板（或动叶）开度应根据当时机组运行工况进行自动调节。对于送风机、引风机、排粉机等其他辅助系统，各企业可根据自身机组实际情况，酌情进行高压变频器的交流旁路自动切换改造工作；调速系统的结构优化应该在系统改造阶段就要充分考虑，在系统优化调试阶段应该进行相应功能的试验。对于电厂关键设备，如风机，电泵等如采用变频系统应设计交流自动切换旁路开关并定期进行切换试验操作，确保变频系统故障时可以迅速切换至交流供电状态，保证机组安全运行。3、在高压变频器柜内，增加可靠的测温电阻，将实时温度值传至DCS画面显示，并设置报警值，在故障发生前期，运行人员根据实时温度值的变化趋势，及时采取应对措施。4、事故按钮要安装防止误碰的防护装置。5、在高压变频器室不得安装玻璃等易碎裂材质的门窗，若发生移相变压器、功率单元等元件爆炸事故，极易扩大损伤范围。四、总体要求1、各企业立即召开专题会议，部署高压变频器技术及管理工作，制定工作计划表，上报省公司安生部；2、各企业编制各变频器检修规程，制定各变频器定期维护表，并进行维护记录；制定各变频器定期试验表，并进行台账式记录；3、各企业编制各变频器运行规程；规定变频器冬季或某时段退出运行要求，提高变频器使用寿命；规定变频器加减负荷速率幅度；制定和演练变频器跳闸导致辅机跳闸、防止跳机的事故措施；制定变频器巡回检查卡；4、制定各高压变频器改造计划，包括运行环境改造计划、设备升级改造计划、高压变频器旁路改造计划等。5、要求在7月份完成以上工作，安生部最迟在秋检中进行检查。附件：高压变频器运行与维护的重点要求 安全生产部 二一六年七月六日附件高压变频器运行与维护的重点要求（暂行）大唐黑龙江发电有限公司安全生产部2016年6月8日前 言随着节能减排工作的不断开展，各企业在风机和水泵等重要辅机上使用高压频器不断增多，在节能方面和降低厂用电率等方面取得了很大的收益；但由于高压变频器为新型技术，目前日常维护与运行方面经验还没有完善，各企业在这些方面的经验还存在着一定的差距，随着高压变频运行年限的不断增加，高压变频器的故障和异常时有发生，甚至造成了机组停运事件，为此省公司继电专业组和高压绝缘专业组经讨论后，结合现场实际工作情况，特制定本要求。本规定主要引用以下规章制度，其它标准以最新版本为准。1.防止电力生产事故的二十五项重点要求(国能安全2014161号)2.GB 50171-2012 电气装置安装工程 盘、柜及二次回路接线施工及验收规范3.集团公司隐患排查表4. DLT 1195-2012 火电厂高压变频器运行与维护规范5. DLT994-2006火电厂风机水泵用高压变频器6. Q/CDT 107 001-2005 电力设备交接和预防性试验规程高压变频器运行与维护的重点要求（暂行）一、 高压变频器运行场所的要求1、高压变频器应安装在室内（建议使用实体墙），应标明设备的名称和运行编号，在高压变频器柜门上应有明显的“高压危险”的标示牌；变频器上方采取防漏水措施；变频器附近不应有暖气、水管或液体管道；变频器附近不应有热源；变频器周围不应有腐蚀性气体或严重灰尘源。保证室内温度在0度-40度之间；变频器工作环境的相对湿度为0 70（无结露现象 ）。根据情况需要安装热风幕、轴流风机、空调等调节温度设备。2、采用空调制冷的变频器间，必须保证空调的功率满足工作环境的要求，对于在锅炉区域、厂房外等粉尘量较大、环境较为恶劣的区域布置的高压变频器室，宜采用空水冷散热方式，不得采用类似自然通风的冷却方式，以防止增加高压变频室内的粉尘量。3、在阴雨季节及大雾天气等空气湿度较大的气候情况下，可增加除湿设备，保证高压变频器运行环境湿度85%。4、高压变频器室应安装检修电源箱，并配备消防灭火设施。5、 高压变频器室门口需要有挡鼠板，电缆沟及电缆孔洞应封堵良好，防止小动物进入。6、在高压变频器运行期间，要使用手持式风速仪检测滤网进风口的风速（大于3米/秒），掌握滤网进风口堵塞情况，进行定期清理。要制定详尽的高压变频室内卫生及进风口滤网的清洁管理及考核办法，保证高压变频器运行环境的清洁，高压变频室内卫生，每月至少彻底清理一次。7、高压变频器安装基础应固定牢固、可靠，变频器室的工作接地和保护接地与火电厂接地网可靠连接，接地电阻不大于0.5欧，接地点至少两点。高压变频器的金属机壳应与接地网可靠连接，接地点应有明显的接地标志。8、在高压变频器内部应装设温度测量装置，并将温度上传至集控盘前，以便实时监控及发出报警信号。9、在高压变频器室不得安装玻璃等易碎裂材质的门窗，若发生移相变压器、功率单元等元件爆炸事故，极易扩大损伤范围。二、高压变频器日常检查要求1、在运行中要注意观察变频器输入、输出电压、电流的情况要与变频器输出端电流，不应超过额定电流，且相电流差应小于10%；输出端线电压其差值小于最大电压的2%。2、值班人员每班对变频装置进行巡视检查，检查时对变压器、风机、隔离刀闸（开关）声音、温度、气味、进行判定，是否处于正常状态；隔离刀闸需单独对触头是否到位、有无过热等异常现象；变频间内温度是否符合要求，检查室内积灰情况并及时处理，墙壁风机、室内空调、百叶窗、热风幕是否处于正常状态。要定期对变压器进行巡视、检查，记录变压器绕组的温度值。3、高压变频器运行时应主要观察散热风机是否正常转动正常，界面应无报警提示，观察三相变压器温度应基本一致（如相差10度以上，可能冷却风机有停运现象），不能有超温现象。4、对于一用一备的设备，当A电机处于变频运行时，B电机必须处于工频热备用状态。5、在启停高压变频器和试运使高压变频器柜门前严禁有人停留，防止事故时造成人身伤害；严禁人员长期停留在运行中的变频器附近。变频器相关保护投退软压板和硬压板要投入正确（部分变频器无硬压板，要检查变频器参数设置）。6、高压变频器运行中不得随意解除柜门连锁，不得随意打开功率柜、变压器柜、旁路柜柜门；高压变频器停电后，要确认功率单元电容放电无电后，再进行检修或故障处理，避免人身触电。7、在非事故情况下，不宜通过分断变频器输入侧开关或工频电源开关的方法停止变频器运行；启动变频器时，高压上电一段时间（根据变频器特点而定）后再启动变频器。8、在变频器带高压电后不得断开控制电源。变频器停运需停用控制电源时，应注意将内部不间断供电电源（UPS）同时停用, 停机前要对UPS装置性能进行测试，断电后检查UPS装置能否保证运行5分钟，UPS装置每三年更换一次，停机时供给变频器的380V厂用电不停或者停用380V厂用电时先停用变频器UPS装置，防止UPS装置过放电。9、变频器运行后，要针对所带负荷各种工况下进行测量电机、风机或水泵振动与温度，掌握变频器运行状态，当在某个频率段电机振动大时，应与变频器厂家、风机或水泵厂家、专业人员一起研究振动原因，是否更改变频器内部参数或设跳转频率，是否需要采购相关措施；当变频器低频运行时，如电机过热，应采取相关措施。10、当变频器有轻故障报警时，运行人员及时到现场检查报警原因（由于温度高也是轻故障报警，如运行人员及时到现场采取相关降温措施，可以避免由于环境温度继续升高而造成变频器跳闸；如检修人员到现场可能由于路程长，时间也比较长），并及时通知检修人员。11、当一台变频器运行时，另一台工频设备为备用时（一般投变频器故障跳闸，DCS联起工频设备），应保证工频设备备用状态的可靠性，并定期试验工频设备联起的可靠性。12、当变频器故障跳闸时，要查明故障原因，防止未查明原因，强投变频器，加剧变频器或电机损坏程度。13、高压变频器停运后，要保持冷却风机运行30分钟以上之后，才可断开其电源。14、高压变频器长期48HZ以上运行建议使用工频运行。三、高压变频器维护及试验要求1、每年对变频器的所有螺栓进行一次全面检查，接线端子应无松动或变色，若松动则应重新紧固，变色则需要更换 。2、每一至两年对变频器进行一次全面的清灰处理，变频器应半个月左右清理一次柜门防尘滤网的灰尘，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，当更换变频器滤网时应及时更换。3、变频器所有开关应完好无损且动作灵活、可靠；变频器采用手动切换方式时，要认真检查刀闸运行情况，并进行正常维护；如变频器采用自动切换方式时，开关之间的闭锁要正确，开关各项试验符合相关规定。4、变频器主回路的绝缘电阻应至少大于6；变频器功率单元严禁使用绝缘电阻表测量绝缘电阻；严禁将工频电压加在变频器输出端，此种工况将会造成变频器严重损坏或爆炸。5、变频装置干式变交流耐压试验每2年进行一次。6、变频装置干式变其他试验（大修后）周期参照厂家说明书或大唐集团电力设备交接和预防性试验规程执行。7、变频装置内避雷器、开关、隔离刀闸、母线等设备交流耐压试验每3年进行一次。8、变频装置停运时，需对变频装置风机及干式变风机进行清扫及检查，每年对变频装置风机进行检查或更换。由于变频装置风机均为进口设备，建议各厂留有合适库存数量。9、变频装置使用时间在5年以内的（包含5年）干式变绕组直流电阻、绝缘电阻（吸收比）每3年测量一次，5年以上的应适当缩短试验周期，1-2年测量一次。每次试验后应于历次数据进行比较，当差异超过20%时，应查明原因。10、在具有故障时自动切换至工频运行功能的变频器，应检查变频器程序中应具备同期捕捉或无扰动切换功能（目前大部分变频器有自动旁路开关功能，但无同期捕捉或无扰动切换功能，采用自动切换后会对一次设备产生严重不良影响），保证切换后设备运行正常，并且在投运前要进行试验，并且切换可靠。无变频故障自动切换至工频功能的，应尽快进行技术改造，确保变频器故障时可自动切换至工频运行。11、停用时间较长（超过一年）时，要保证每月至少通高压电一次，激活电容性能和排放潮气，通电时间不得低于15分钟，并在投运前须进行充电试验，以使机内主回路滤波电容器的特性得以恢复，充电时，可使用调压器慢慢升高变频器的输入电压。直至额定输入电压，通电时间要在1-2小时以上。12、变频器主回路电阻、电容器的变色、变形，基板的变色、变形、脏污、焊接的老化等,由于部件小，抵御外力的能力差，因此在清洁时，应使用毛刷等擦试。13、高压变频器控制部分检修标准13.1 解体与检查13.2 必须断开装置供电电源及UPS装置电源；13.3 打开端盖将主电解电容通过电阻进行放电；13.4 拆除主回路输出端子的电缆，脱开电机负载；13.5 拆除主回路接线端子上的连线，拆除控制连线端子上的连线，检查端子绝缘是否老化，测量光纤通道损耗，清理光纤插头、孔槽避免积灰，光纤插头要采取密封措施，并检查光纤插头是否有缩头现象；13.6 拔下控制线路板的接插件，清扫控制线路板，检查表面有无短路、过热及机械损伤现象，若CPU、ROM、RAM等集成芯片管脚断、残、缺时更换并做好标记,检查电路板是否有腐蚀老化痕迹，可对电路板的三防漆进行修复；13.7 拆下控制线路板，拆下显示面板，清扫、检查、检修控制线路板；13.8 清扫壳体底部各类元器件，检测熔断器；13.9 检查变压器、滤波电抗器、互感器、继电器是否完好；13.10 检查瓷管式电阻是否损坏，拆下电解电容，检查有无泄漏；13.11 检查二极管模块是否有过热破裂现象；13.12 拆下导线及铜连接片，检查有无过热破裂现象，重点检查晶体管（或IGBT管）模块；13.13 拆下风扇，检查转动应平稳、无异声。13.14 经检查测试，确认完好后，可按解体的逆顺序进行组装。14、为保证变频器可靠运行，除定期保养、维护外，尚应对机内长期承受机械磨损的器件所有冷却用的风扇和用于能量缓存与交换的主回路滤波电容器以及印刷电路板等进行定期更换。15、运行中的变频器应有经过审批的定值单，并在每次检修后认真核对变频器的定值。四、新建或变频器技术改造的要求1.在新建或改造项目中，变频器控制柜和功率柜要分开、单独配置，以便于日常维护；变压器抽头应根据现场情况而定来选择，一般厂家设为-5%、0、+5%档，部分电厂用电电压在6.3KV左右，应选择+5%，避免变频器功率单元出现过压报警或无法启动。2.在新建或改造项目中，应要求变频器功率单元要带旁路功能，减少因模块故障造成变频器停运次数；变频器运行几年后，功率单元个体故障概率比较高，如具备技术改造条件，建议尽快改造。3.在新建或改造项目中，应要求变频器功率单元中IGBT一定要进口元件，保证变频器运行的可靠性。4.在新建或改造项目中，应要求变频器冷却风机电源要有两路，分别取自变频器本体变压器的自抽头和厂用电源，并且冷却风机要求进口设备。5.在新建或改造项目中，在标书中应要求变频器远方就地切换要无扰动切换，同时在定期试验中要进行此项目试验；部分厂家的变频器远方与就地切换试验时，远方切换至就地时，变频器频率从运行频率降至最低运行频率。6.在新采购变频装置时，应要求具有变频跳闸自动转工频功能（该功能用户可选择是否投入）7.变频器要有足够的备品备件，例如变压器冷却风机、功率单元、UPS电源等。8.变频装置改造前，必须充分考虑变频装置安装位置的合理性，应充分考虑周边环境的灰尘、温度、湿度、振动等不利因素对变频装置的影响。变频装置选型时，应充分考虑变频装置的裕度，电机运行的最低运行频率，变频同电机直接的匹配应慎重考虑。变频电机所带负荷的机械特性、运行工况等应同变频器的工作特性以及实际功能相吻合。9.变频装置电源进线开关至变频装置高压电缆及变频装置至电机高压电缆所需截面积需根据电机额定电流、短路容量等进行认真测算，保证留有足够裕度。尽量避免出现电缆中间接头，如出现，需登记在册，定期进行巡视及检查。电缆各项高压预试参照大唐集团电力设备交接和预防性试验规程执行。10.高压变频器的走线应采取防电磁干扰措施，控制电缆和信号电缆必须采用屏蔽电缆，电气设备之间电缆应两端接地，电气与热控之间电缆只在热控侧屏柜可靠接地。11.变频装置安装调试阶段，空载及带载试运时均需进行0-50HZ整套试运，确定变频装置及所带负载特性。最低频率设定、变频加减速时间设定需综合考虑。12.变频器投运前应根据变频器、电机、风机（或泵）运行特点，重新设定增速、减速时间，避免增减时间过短造成变频器过压或过流跳闸，增减速时间过长影响变频器调节速率。13、变频器面板上的急停按钮应有防护罩，防止误碰造成变频器事故停机。 14、变频装置应设有以下保护：过电压、过电流、欠电压、缺相保护、短路保护、超频保护、失速保护、变频器过载、电机过载保护、半导体器件的过热保护、瞬时停电保护等、严重过流、缺相并能联跳输入侧6KV开关；变频装置内部保护定值应与工频电源开关定值匹配。15、 高压变频器的控制系统电源应设计采用两路控制电源供电，两通道互为备用、无扰切换；控制电源具有UPS后备电源的，要求在切断控制电源后，UPS装置能保证变频器正常运行至少不少于5min。16、辅机高压变频器应提高外部故障承受能力，控制电源和一次电源有一定的低电压穿越能力，应可靠保