一起10kV高压变频器烧损事件的原因分析及解决措施张轩羽--中国期刊网

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一起10kV高压变频器烧损事件的原因分析及解决措施张轩羽

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：张轩羽王兴轩费俊章

[导读] 摘要:本文对西安利雅得电气股份有限公司生产的高压变频器故障时的特殊特性进行了简要介绍及分析。

        (青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司青海西宁 810000)
        摘要:本文对西安利雅得电气股份有限公司生产的高压变频器故障时的特殊特性进行了简要介绍及分析。文章就对事件后，针对设备结构进行详细分析，确定故障点的部位，所采取的措施。从而保障设备安全可靠稳定运行，提高设备的检修质量、维护经验的不断积累。
        关键词:高压变频器；损坏；原因分析；防范措施；施耐德
        1 引言
        2号机组凝结水泵变频器故障跳闸，由凝结水泵B变频器运行切换至凝结水泵A工频运行，同时导致10kV 2A段母线电压降低，厂用变2A分支电流增大；故障持续时间67ms后，10kV 2A段母线电压恢复。
        2 事件经过
        2.1 事件发生前状态
        2019年02月26日，2号机组负荷655.8MW；2号机组凝结水泵B变频运行，变频器输入电流86.9A，输出电流104.9A;10kV 2A段母线电压10.19kV,厂用2A分支电流1698A。
        2.2事件过程
        02月26日03时36分56秒，10kV 2A段2号机凝结水泵变频器电源开关高压过流I段保护动作，故障电流二次值25.98A(CT变比200/1),折算一次值5.196kA，联跳变频器输出B凝泵电机开关QF4；同时，联锁2号机凝结水泵A工频运行。
        03时36分56秒207毫秒，2号发变组故障录波启动，最大故障相电流一次值20.749kA，最低故障相电压一次值0.432kV。故障录波器显示：厂用2A分支三相电流Ia、Ib、Ic分别为20.24kA∠77.94°、20.069kA∠317.96°、20.124kA∠198.40°,三相对称。
        03时36分56秒289毫秒,2号厂用A分支电压恢复正常，03时37分03秒325毫秒，2号发变组故障录波结束。
        04:12，专业人员检查发现，2号机组凝泵变频器后柜体开裂变形，并有弧光放电痕迹，揭开柜体后盖板检查发现，变频器输入分压电阻盒内隔板绝缘击穿，分压电阻烧损，分压电阻盒三相采样电缆两端全部熔断掉落，电阻盒临近柜体有严重弧光放电痕迹；同时，移相变压器高压侧引线及接线柱三相烧损严重，其中B相全部熔断，低压侧绕组临近高压侧部分有不同程度电弧灼伤。
        对移相变压器绕组烧损部分打磨，进行相关电气试验，高压侧绕组直流电阻，AB:689.9mΩ，BC:688.7mΩ，AC:687.1mΩ,互差0.4%＜1%（合格）；高压侧对地绝缘电阻（5000V兆欧表）：1200MΩ＞10MΩ(合格)；铁芯绝缘合格。
        2.3设备损坏情况
        (1)变频器输入分压电阻盒隔板绝缘击穿，采样板及采样电阻损坏，三相采样电缆两端全部熔断。
        (2)移相变压器高压侧引线及接线柱三相烧损严重，其中B相全部熔断。
        (3)移相变低压侧绕组临近高压侧部分有不同程度电弧灼伤。
        (4)移相变柜体后盖板变形，有弧光放电痕迹。

        图1：设备损坏情况
        3 损毁原因及存在问题分析
        3.1直接原因
        2号机凝泵变频器输入分压电阻盒内A、B相之间隔板绝缘击穿短路，引发三相短路对柜体弧光短路，由于柜体密封，内部弧光经柜体反射进一步引发移相变三相弧光短路跳闸，柜内热量剧增无法释放，致使柜门严重鼓起变形。因此，变频器输入分压电阻盒内A、B相之间隔板绝缘击穿短路是发生此次事件的直接原因。

        图2：绝缘击穿位置
        3.2 间接原因
        2号机凝泵变频器输入三相分压电阻布置在同一采样板，并安装在电阻盒内，电阻盒相间以隔板进行绝缘。电路板设有两个等电位接线端子，未接线部分预留圆头螺钉，且接线端子紧贴绝缘隔板，长期运行中绝缘隔板受热碳化，绝缘性能下降，导致绝缘隔板击穿形成相间球隙放电短路，进一步引发弧光放电。若环境脏污严重，长期运行中绝缘隔板吸附灰尘，绝缘性能下降，也有可能会导致电晕放电。

        图3：整改处理后
        （2）对变频器高压电阻盒绝缘隔板间加装绝缘层，提高绝缘强度及耐受电压。
        （3）加强变频器滤网更换工作，以减少内部灰尘吸附。
        （4）定期协调停运变频器，对采样电阻进行检查，清理吸附灰尘，检查绝缘隔板是否有放电痕迹，若有立即更换，保证高压变频器安全稳定运行。
        5 结束语
        设备的检修是为了消除已存在的缺陷，查找设备隐患，掌握设备的运行方式，提高设备的健康水平和可靠性，不断完善设备检修台账，记录检修当中存在的问题。要求对质检点进行梳理，对检修文件包的关键工序、工艺做好H点部位的设置，点检人员要做到设备的风险评估，将与日常管理工作紧密结合，有效加强设备跟踪监测分析，及时消除缺陷隐患，不断强化设备管理水平。优化设备的巡检定期工作，定责任、定周期、定路线开展巡检工作，检查设备运行及备用状态，确保设备状态良好。认真开展监督检查项目、监督记录、异常告警等情况，并将监督检查记录、报表等资料台账及时录入至技术监督管理系统。通过辨识风险、危险分析、落实措施以及监督检查等环节加强设备的风险管控。
        参考文献：
        [1]陈化钢.电力设备异常运行及事故处理[M].北京：中国水利水电出版社，1999.
        [2]李建明，朱康.高压电气设备试验方法[M].北京：中国电力出版社,2001.
        [3]张建平.电气试验[M].北京：中国电力出版社,2004.