提高机组变频并网成功率专题分析

    侯桂欣 李珅 谷峥

    摘 要：十三陵电厂变频器控制系统改造后，一次主设备与控制系统的逻辑配合存在缺陷，导致改造完成后的一年当中变频器的启动成功率仅为98%。运维检修部成立攻关小组，反复论证，克服困难，最终解决了这个问题。

    关键词：变频器；并网；运维检修

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.167

    1 专题分析概述

    十三陵电厂于2013年2月完成了对变频器控制系统的更新改造，由于升级改造的范围不包括变频器一次主设备和冷却设备，变频器一次主设备与控制系统的逻辑配合存在缺陷，导致改造完成后的一年当中变频器的启动成功率仅为98%。为此我厂运维检修部成立攻关小组，反复论证，克服困难，最终解决了这个问题，并通过半年的抽水启动情况证明了逻辑修改的正确性，大大提高了我厂变频器启动抽水机组成功率。

    2 专题分析内容简述

    变频器改造后启动不成功原因故障类型分为以下四种：

    （1）二次差流闭锁故障机组跳闸 2nd BI FT；（2）可控硅故障 NB THYRISTORS ARM 2 FAULT；（3）starting FT；（4）网线干扰造成的风扇故障及AK03跳闸。

    3 专题分析内容

    3.1 二次差流闭锁故障机组跳闸 2nd BI FT

    终端keypad 显示故障编码 P2.5 故障描述 I NB1 FT，为网侧差流故障NB1 differential fault，此时脉冲闭锁pulse blocked，网侧电流I NB1下降为0，后重新恢复脉冲触发，网侧电流开始逐渐上升。

    程序逻辑及分析如下：

    变频器内部逻辑为网侧电流 I NB1 与机侧电流 I MB1电流值得差大于0.3时，当I NB1- I MB1>0.3时，出现P2.5 I NB1>I MB1 FT报警。

    I NB1- I MB1达到定值后延时0.02s输出为1，随后展宽脉宽2s，经0.25s延时输出1，之后如再发生一次I NB1- I MB1>0.3则报二次闭锁故障2nd BI FT，出口跳闸。与厂家进行静态试验后跳闸时间250ms。

    针对变频器多次出现差流甚至导致变频抽水调相启动失败的问题，考虑到二次差流闭锁故障保护为差动保护，能够正确的反映变频器可控硅整流逆变过程的差流故障，不能完全取消保护功能，我厂考虑通过更改参数的方案解决此问题。处理措施：

    （1）将REGUL逻辑中参数修改为：R2960：0.165；R2958：0.92；R2957：0.165。

    更改参数后，变频器启动速率身高，但此后仍没有解决网侧大于机侧电流故障。

    （2）考虑将参数 R99 从0.005秒改成10秒，即在强迫换相转自然换相后10s内闭锁差流检测，将保护暂时屏蔽一段时间。程序下装后，试验中机组抽水调相启动过程中未出现此故障。

    3.2 可控硅故障

    可控硅故障均为2号桥臂故障，报警名称为NB THYRISTORS ARM 2 FAULT。

    通过逻辑，可控硅故障通过两条并行的回路进行检测，一个是通过光纤进入process_Fault_memo分别报网侧与机侧桥臂ARM1-ARM6故障，故障编码P2.233-P2.248，另一个通过网线Ecat进入process_Fault_memo分别报网侧与机侧桥臂ARM1-ARM6故障，故障编码P2.457-P2.488，并且进入process_Alarm_memo分别报网侧与机侧桥臂ARM1-ARM6告警，故障编码P2.329-P2.456。

    3.3 starting FT

    针对故障，我方认真对程序及波形进行了分析，认为变频器变频抽水启动过程，强迫换相转自然换相过程中，由于我厂励磁系统的限制，11%转速时励磁会有一个下降，导致变频器检测到的机侧磁通量低于定值0.4，因此出现Starting fault。处理措施：

    对参数R1026 从0.4 改为0.2，降低磁通量跳闸门槛值，以躲避励磁磁通量下降超过定值导致的Starting fault，并于晚上进行了变频抽水启动四号机组。时至今日，此故障未出现过。

    3.4 网线干扰造成的风扇故障及AK03跳闸

    AK03合闸后几秒钟，变频器报I/O Station 1 FT、I/O Station 2 FT、CUC CB Supplies FT，AK03跳开，报警可复归。

    我厂新控制系统采用EtherCAT network的型式，通过RJ45网线将B&R APC620 CPU、PIBe 、BEKHOFF相连接，实现信号直接互联的通路。

    此故障出现后，攻关小组认真分析排查，模拟重现当时故障现象，将BEKHOFF与CPU之间的通信模块网线拔掉后便报上述故障，因此判断此故障为网线通信信号受到干扰所致。处理措施：

    （1）进行了设备异动，变频器整流电源仍取自1#厂高变，变频器冷却水阀门和变频器冷却风扇的电源由3D一段改动到3D二段，3D二段由2#厂高变提供电源，实现了变频器整流输入电源与辅助一次负荷分開。

    （2）进行了设备异动，将风扇启动SFC变频器控制柜F01+CUC2内加装一个双位置继电器，通过监控发令来控制继电器的励磁或失磁从而控制冷却风扇的启停，解决了AK03开关与风扇接触器同时合闸易产生干扰信号的问题。

    （3） 进行了设备异动，在变频器冷却水阀旁边加装一个冷却风扇控制箱，将CUC1与CUC3风扇控制回路均移到此控制箱内，包括4个空气开关及4个交流接触器，单独从3D室拉一根动力电缆为风扇提供380V电源，实现了控制盘一次电缆与二次电缆分开。

    经过以上措施后，AK03合闸成功率100%。

    经过最后一项措施的完成，截至2015年1月15日，变频器抽水启动开机次数133次，成功133次，启动成功率达100%。

    参考文献：

    [1]袁超.分布式风力发电机组远程监控系统的设计[D].西安理工大学，2017.

    [2]王鹏.基于SCADA系统的风力发电机组状态及故障诊断研究[D].河北科技大学，2018.