广东红海湾发电有限公司 广东省汕尾市 516623
摘要：本文主要针对红海湾电厂3、4号炉电除尘高频电源控制柜由于室外运行环境恶劣、柜内电子元件损坏导致高频电源控制柜频繁故障停运、无法启动的事件，对其控制回路原理及故障产生的可能原因进行了简要的分析总结，希望能够为同类型的故障处理提供一定的参考，对该类型设备的日常维护提供依据。
关键词：电除尘；高频电源；电子元件
概述
电除尘的作用：在火力发电厂电除尘是必须配套的环保设备，它主要功能是将燃煤电厂锅炉燃烧产生的烟气中颗粒粉尘清除，从而降低排入大气中的粉尘量，以便改善空气质量的重要环保设备。电除尘是在两个曲率半径相差很大的金属阳极和阴极上，通过高压直流电，维持一个足以使气体电离的静电场。气体电离后所生成的电子，阴离子和阳离子吸附在通过电场的粉尘上而使粉尘获得荷电，荷电后粉尘在电场力的作用下，便向电极性相反的电极运动而积在电极上，从而达到粉尘和气体分离的目的。当沉积在电极上的粉尘达到一定厚度时由振打机构使粉尘落入下部灰斗中进行清除。
采用高频电源是因为它相比工频电除尘的除尘效率更高，这主要是高频电除尘因采用了高频供电，供电波形在相对时间内产生了更多的电压峰值，这些峰值更容易在除尘极板间产生电晕放电，这样，高频电除尘无需输出太大的功率，就可以达到良好的除尘效果，所以高频电源除尘的效率要高些。高频电除尘控制柜逆变出来的是高频交流电，其峰值电压很容易起晕，粉尘更容易荷电而吸附，在同样的除尘效果之下，它要比工频电除尘节约电能，这也是高频电除尘的节能原理。高频电源相对于工频电源唯一缺点在于其高频电源控制柜要装在室外，其柜内元件容易锈蚀、积灰损坏，故障频繁，而工频电源控制柜可安装在室内，工作环境好，工作可靠。
原理分析：
在进行故障分析处理之前有必要对高频电源控制回路进行分析说明，故障分析的前提必须结合控制回路的运行方式来说明，主回路原理图如本文末附图。
1.高频电气主回路：在高频一次主回路中，三相交流380V电源经断路器QF1，接触器KM1，经三相整流桥整流后，经电阻R5为电解电容（C4-1、C4-2、C4-3、C5-1、 C5-2、C5-3）充电，大约需要50秒；充电完成后，接触器KM2得电吸合，断开R5，这时主控板给脉冲板提供脉冲信号，脉冲板进行信号处理，送出两路驱动信号至IGBT器件；IGBT与串联谐振电感Ls、串联谐振电容Cs、并联电感Lb组成全桥串并联混合谐振变换器工作，实现直流到高频交流的转换；高频交流再经高频高压硅整流变整流输出直流负高压给除尘器提供电源。
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图1 高频电气主回路
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图2 高频电气启停回路
2.高频电气启停回路：(1) 继电器KA1：按下启动按钮SB1后，KA1动作，接触器KM1得电吸合，运行指示灯HR1亮，主回路接通。(2) 继电器KA2为远方继电器：当SA1打至远方位时，KA2动作，辅助接点KA2.1接通，设备进入远方操作。(3) KA3为跳闸报警继电器。当设备因故障跳闸时，KA3动作，报警指示灯HY1亮，同时交流接触器KM1断开，切断主电路电源。(4) KA4为远程启动继电器。当用户在远方上位机进行启动操作时，KA4动作，KA1动作、KM1吸合，设备进入运行状态。
电除尘高频电源控制柜故障停运、无法启动现象及可能原因：
1.无故障跳闸（故障率70%以上）
现象：运行中自动停运，无故障报警。
原因（1）：高频电气启停控制回路元件（继电器、按钮开关、指示灯等）损坏，触点腐蚀、氧化严重，有虚接，导致启动回路无法保持。
处理措施：检查启动回路元件，测量阻值是否接通，打磨触点，更换相应元件。
原因（2）：主控板反馈回路KM1、KM2、KM3接触器辅助触点吸合后经XP1、XP2插头无法将状态信息反馈给主控板，从而自检出错，自动停运。
处理措施：测量接触器辅助触点是否接通，打磨XP1、XP2插头触点，短接XP1、XP2插头。
原因（3）：R5充电电阻熔断，一次电压取样、检测板有问题。
正常运行方式下，经电阻R5为电解电容充电，充电完成后，一次电压取样、检测板采集到电压值达到550V后才允许吸合KM2接触器。一旦是电阻或板件有问题导致KM2接触器无法正常吸合，在主控板反馈回路中KM2接触器辅助触点不吸合无法将状态反馈给主控板，则会导致停运。
处理措施：检查R5电阻，测量一次电压取样板检测板阻值，正常阻值在1000Ω左右，如果偏高则应考虑换板。
原因（4）：P1、P2开关电源损坏，导致主控板无电源；P3开关电源损坏，导致主控板反馈回路无电压，主控板无法接受信息。
处理措施：检测开关电源有无电压输出；更换开关电源。
原因（5）：主控板板件自身问题，板件逻辑故障，插口接点无法接通，跳闸回路故障引起的误动作。
处理措施：更换主控板。
2. IGBT（晶体管）温度超限
现象：CRT上报“IGBT温度高”报警
原因：温度贴片开关是检测IGBT温度、串联谐振电容、电感温度超过85℃时报警
处理措施：检查高频柜后柜风扇有无正常运行，查找发热源，主回路元件逐一检查，检查温度贴片开关是否自身故障导致误报，对相应元件进行更换。
3. IGBT（晶体管）无触发（无法升压）
现象：一次电压正常，一次电流、二次电压、电流都没有。正常运行方式下，主控板给脉冲板发指令，由脉冲板给触发信号用驱动板进行驱动功率器件（IGBT）工作。
原因（1）脉冲板无法触发驱动板，由控制变压器给脉冲板供电（J1、J2、XP2触点氧化，接触不好导致脉冲板电压不够，无法正常工作）（2）脉冲板、驱动板、主控板板件相应损坏。处理措施：打磨J1、J2、XP2触点，逐一更换板件进行排除。
4.火花率太高
现象：电场内部闪络，升压升不上去。
火花率是指每分钟放电的个数，火花率太高会形成电弧放电。
原因：（1）电场内部极板、极线积灰严重，导致极板间距不够，灰斗积灰产生火花；（2）火花灵敏度设定太灵敏，限制了电压的输出；（3）火花率虚高，主控板无火花指示灯不亮，板件有问题，火花监测回路故障。
处理措施：加强振打，通知机务输灰；在主控板上重新调节火花灵敏度；更换主控板。
5.负载短路
现象：二次电压、电流波动大，二次电流偏大，二次电压升不高，接近于零。
原因：（1）灰斗积灰，输灰不畅；（2）极线、极板裹灰严重，使实际两极间距缩小，引起频繁闪络；（3）阴极线断线；（4）绝缘柱被击穿。
处理措施：清灰、加强振打；修复或更换损坏的绝缘柱和极线。
6.负载开路
现象：二次电压高，二次电流偏小。
原因：粉尘浓度过大出现电晕闭塞；阴阳极积灰严重；接地电阻过高，高压回路不良；高压回路电流表测量回路短线；高压输出与电场接触不良；毫安表指示卡住。
处理措施：改进工艺流程，降低烟气的粉尘含量；加强振打；使接地电阻达到规定要求；修复断线；检修接触部位；修复毫安表。
7.通讯异常
现象：CRT上显示通讯异常，远方无法启停，CRT上数据保持在通讯异常时那一刻不变化。
正常运行方式下，主控板上的通讯发送、接收指示灯在通讯正常时闪烁（绿灯闪7次，红灯闪1次）。高频是通过通讯分配板TXFPB上的XS103（IPC）经电源就地控制回路中的X103端子的20、21、22、23、24接点与上位机通讯的，实现上位机IPC显示和远程控制。下位机的电源控制终端通过XS102同样从通讯分配板TXFPB上以通讯方式对高频设备进行实时监控，修改控制参数，获得运行数据和工况参数并在终端的大屏幕LCD上以表格、曲线等形式实时显示。
原因（1）通讯分配板故障；（2）主控板上端子T-、T+、R-、R+、GCOM不能正常输出；通讯端子氧化；（3）主控板与通讯分配板TXFPB间的连接线311、312、313、314在主控板处有松动。
处理措施：紧固通讯线；打磨触点；更换通讯分配板。
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图3 通讯回路
结语
现如今高频电除尘已经广泛用于生产实际，大大提高了除尘效率以及降低能耗。但由于其环境布置特殊，而且柜内一些电子元件造价高昂，很容易损坏，其日常维护的要求便会越来越高，如何提升和保障其设备运行的可靠性也是一大难题，对于沿海电厂来说其室外设备很容易锈蚀，柜内一些电子元件需定期更换打磨其触点，清除板件灰尘，检查柜内散热是否正常，汛期做好室外防护检查等等。本文也是对红海湾电厂电除尘高频电源常见故障进行总结，希望可以对同类型设备维护做一定参考。