锅炉吸风机反转导致高压变频器跳闸故障分析.pdf

电机与控制：锅炉吸风机反转导致高压变频器跳闸故障分析程浩（中国石化仪征化纤有限责任公司,2 1 1 9 0 0,江苏仪征）A。高压变频器一次接线图如图2 所示。1热电厂烟气排放工艺2故障经过某热电厂烟气排放工艺流程示意图如图1所示。锅炉尾部烟道分2 路经空预器、电除尘由甲乙两侧吸风机抽风至脱硫系统。两侧烟道有挡板A、挡板B灵活调整烟气流通方式，部分烟气经干燥塔后回电除尘至脱硫系统。电除尘出口两侧吸风机采用6 kV高压变频调速系统，变频器为深圳英威腾GD5000-A0900-06-L，功率7 1 0 kW，额定电流8 72021年9 月2 8 日1 9 时3 4分，值班长报告：3 号炉吸风机甲起动过程中，其配套变频器转速至45 0 r/min时跳闸，锅炉控制系统显示“变频器重故障”。检查3 号炉吸风机甲变频器及相关断路器，无异常。故障复归后，再起动3 号炉吸风机甲，变频器运行正常。电气技术人员现场查看3 号炉吸风机甲高压变频1号2 号固化炉IP:192.168.0163号固化炉IP:192.168.0.03 IP:192.168.0.11 IP:192.168.0.23 IP:192.168.0.244号固化炉5号固化炉6号固化炉S7 TCP/IP协议Modbus TCP14号干燥房协议Modbus RTU协议网卡AIP:192.168.20.101网卡BIP:192.168.0.3S7 TCP/IP协议网卡AIP:192.168.20.108网卡BIP:192.168.0.2Modbus TCP协议IP:192.168.20.39转运车IP:192.168.20.109IP:192.168.20.254IP:192.168.20.2531号车式窑電世男(2 0 2 3 -3)2号车式窑图1 系统集成拓扑图3号车式窑4号车式窑(编辑志皓）18157电机与控制空预器入口一自锅炉出口挡板门入口挡板门入口调节门出口去蒸发塔入口干燥塔调节门-自蒸发塔出口图1 热电厂烟气排放工艺流程示意图3检查分析过程高压母线QF图2 英威腾GD5000高压变频器一次接线图器的故障记录（见图3），显示“硬件过电流故障”，变频器功率单元及控制部分无故障，运行频率尚未到达设定频率，变频器未正常起动运行即过电流跳闸。故障信息：2 0 2 1/0 9名称时间DSP故障ARM故障单元故障当前故障单元号当前故障加减速状态当前故障运行频率当前故障设定频率当前故障输出电流当前故障输出电压当前故障输入电流当前故障输入电压当前故障单元母线电压当前故障单元温度当前故障系统输入端子状态当前故障用户输入端子状态当前故障系统输出端子状态当前故障用户输出端子状态1当前故障用户输出端子状态2电除尘吸风机甲出口挡板门空预器电除尘吸风机出口挡板门QS1GD5000系列高压变频调速系统QS3数值2021/09/2819:36:12硬件过电流故障无故障无故障0恒速21.8923.05130.627761.86144102327.8313264出口挡板门A至脱硫系统出口挡板门B来自脱硫系统废水箱QS29月2 9 日上午，锅炉技术人员到达现场，M试运行3 号炉吸风机甲，变频器运行正常，转高压电动机故障数3速从0 缓升至1 0 0%，变频器无异常，电流、转速跟踪显示正常；再将变频器降速至0，变频器未跳闸。电气技术人员会同锅炉技术人员调出9 月2 8 日1 9 时2 3 分1 秒甲乙2 台吸风机电流与转速的曲线，如图4所示。图4是从运行DCS趋势图中截取的吸风机变频器电流及转速曲线，重点关注吸风机甲当前位置：3单位描述上一月故障图3 变频器故障信息58182一月故障上一条下一条返回電世界（2 0 2 3-3)电机与控制吸甲变频转速吸乙变频转速吸乙变频电流吸甲变频电流吸乙断路器电流吸甲断路器电流吸风机甲起动跳闸过程图4甲乙2 台吸风机电流及转速曲线起动跳闸过程。（1）吸风机甲变频器起动后，因变频器有充电时间，故变频电流滞后断路器电流发生。（2）待变频器按V/F起动曲线正式起动升速，可以看到变频转速滞后变频电流上升。此时，应该有吸风机甲出口挡板不严，出现电动机反转力矩过大，电动机无法建立正转磁场状况的发生。（3）待变频转速和电流上升到某个数值时，操作员开启吸风机甲出口挡板，电动机反转的情况更加严重，变频器V/F起动曲线仍然无法正常建立电动机正转磁场。因起动时间过长、电流无法下降，故变频器主控制器封锁变频输出电流，造成变频电流不升反降。（4）变频器V/F曲线继续增加，直到吸风机甲变频器主控制器报过电流跳闸，吸风机甲断路器电流和吸风机甲变频转速才降为0（变频转速为变频器按V/F曲线内部计算的数据），非电动机实测转速数据，吸风机甲变频电流也非正常起动电流曲线。图4中吸风机乙变频器为正常起动，变频转速与变频电流动作一致，没有时间差，吸风机乙变频电流有起动电流尖峰，但很快下降至正常数值，变频器按V/F起动曲线加速时，電世男(2 0 2 3-3)变频电流与断路器电流也有同步起伏的曲线。9月2 9 日上午，用枕木刹停吸风机甲风机后再取走枕木，变频器正常起动，其趋势图与图4中吸风机乙变频器类似。4故障原因2021年9 月2 8 日，3 号炉吸风机甲起动时吸风机挡板关闭不严（经查，开度约5%），吸风机甲存在反转现象（变频器转速与变频器电流不同步）。起动过程中挡板打开较早，吸风机甲反转严重。3 号炉吸风机甲高压变频器未能克服反转力矩拖动电动机正转起动，变频器因起动时间过长而过电流跳闸。5预防措施（1）在锅炉吸风机起动之前，运行人员应检查吸风机是否存在反转现象，检查吸风机挡板是否关严实。若确认锅炉吸风机存在风机反转现象，应采用人为关紧电动挡板及人为加枕木刹停风机转子的应急措施，待电动机停止转动后，再变频起动。（2）检查挡板状况，对关不严的挡板进行改造，使其能严密闭合。（3）高压变频器应定期检修、维护，确保其运行良好。(编辑志皓）18359