（国家能源集团谏壁发电厂）
摘要：某电厂一次风机变频器使用西门子（上海）电气传动设备有限公司生产的6SR3502-5GH44-5BF0变频器，于2013年变频器投产，2016年因故停运后便一直恢复工频运行。为了节能及满足设备可靠性需要，对原变频器供电方式进行了改造，增设变频器工/变频无扰切换功能。在改造调试结束后，机组正常启动时，发生变频启动一次风机时变频器电源开关合闸失败的情况。本文对开关合闸失败的原因进行了详细分析，并提出了优化建议。
关键词：一次风机；工/变频无扰切换改造；电源开关；合闸闭锁；优化
引言
一次风机工、变频切换改造后，一次接线方式如图（1）所示，其中：QS1为改造前原有一次风机高压开关（自带综保）；变频器输出开关QS2、工频开关QS3为新增加高压开关，其中工频开关QS3配备综保装置；供电母线为原机组主厂房6kV段。
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图（1）
工、变频无扰切换分为“主动模式”切换和“被动模式”切换。
“主动模式”由人员手动启动，切换是双向的，可以由变频切工频，也可以由工频切变频；切换方式是并联切换、自动完成。
“被动模式”是机组正常运行时模式，是事故切换，由变频器重故障启动（自动启动），切换是单向的，只能是变频切工频。切换方式是串联残压切换。
1无扰切换改造后变频器电源开关合闸闭锁情况说明
某日，机组启动，在锅炉进行炉膛吹扫后准备变频启动A、B一次风机，在DCS画面合闸一次风机变频器电源开关QS1时发生开关合闸失败。
变频启动A、B一次风机前，DCS画面变频器电源开关QS1、输出开关QS2、工频开关QS3及变频器状态正常，各信号显示正常，无异常报警。
至现场检查后，发现变频器电源开关QS1综保装置有“保护动作”信号灯，液晶屏显示‘“非电量保护”动作；开关柜内保护动作扩展继电器K21动作。
复归变频器电源开关QS1综保装置保护动作信号、及开关柜内保护动作扩展继电器K21后，变频启动A、B一次风机正常。
2变频器电源开关合闸闭锁原因分析
2.1开关合闸闭锁电气回路分析
变频器电源开关QS1为原一次风机电源开关（原为工、变频共用开关），开关电气硬接线回路跳闸有4个触发条件：开关综保装置动作、变频器重故障、事故按钮、MFT，如图（2）所示。
在一次风机进行工、变频无扰切换改造前，事故按钮、MFT跳闸条件均如图（2）所示为直跳方式。在一次风机工、变频切换改造后，事故按钮、MFT跳闸条件异动为接入开关综保装置非电量保护接口，通过综保装置出口跳闸开关，已非原先的直跳方式。
锅炉正常停炉时，解列微油枪，MFT保护动作，MFT硬接线跳闸继电器跳闸一次风机指令送入一次风机变频器电源开关QS1综保装置非电量保护接口，一次风机跳闸。开关综保装置保护动作后，一将直接切断开关合闸回路，禁止合闸；二将启动开关柜内保护动作扩展继电器K21再次切断开关合闸回路，见图（3）。
图（3）
开关综保装置保护动作信号是自保持方式，即使保护动作信号消失，也需人为进行复位后才能重新开放开关合闸回路；保护动作扩展继电器K21为双位置继电器，在保护动作条件消失后，也需人为手动复归继电器以重新开放合闸回路。
K21继电器作为保护动作后闭锁开关合闸为纯电气硬接线回路闭锁，就地无继电器动作显示，只能通过查看继电器状态进行人为判断；
其动作信号也不送至DCS系统显示或报警。在开关正常送电后，DCS系统对开关的状态显示正常，而其实开关并不具备合闸能力。
机组启动时，锅炉进行炉膛吹扫后自动复位MFT已跳闸信号及MFT硬接线跳闸继电器，MFT硬接线跳闸继电器作用于各设备的动作行为复归，此时，MFT硬接线跳闸继电器跳闸一次风机变频器电源开关QS1指令将消失。跳闸指令虽然消失，但开关综保装置及K21继电器的动作行为需要人为复归后才能重新开放合闸回路。而且炉膛吹扫前MFT跳闸指令是一直触发的，在吹扫前对开关综保装置及K21继电器的动作行为进行复归也是没有意义的，这是设备改造后带来的新问题，是本次变频器电源开关QS1合闸失败的根本原因所在。
2.2开关DCS“合闸允许”条件分析
DCS系统对于负载电源开关的合闸允许，均有“无开关保护装置动作跳闸”条件。那么一次风机变频器电源开关QS1在综保装置有非电量保护动作信号的行为下为什么DCS开关“合闸允许”是开放的？
开关的合闸允许中的“无开关电气保护装置动作跳闸”信号是综保装置自身的电气量保护，只有自身电气量保护动作，这一信号才会触发。而非电量保护对于综保装置而言，其认为是外部跳闸行为，所以不触发这一信号至DCS系统。由此可以得出，综保装置自身的电气量保护与外部接入的非电量保护共用跳闸出口，但不共用信号，所以开关的“合闸允许”被开放。这也解释了变频启动一次风机前各信号均正常，无异常报警的情况。
3开关电气回路优化
一次风机工频开关QS3的电气回路及保护设置同变频器电源开关QS1。
一次风机电源开关电气回路中事故按钮、MFT跳闸条件异动为非直跳方式后，一是在机组启动时增加了人为操作量，必须在炉膛吹扫结束MFT复位后、启动一次风机前至现场进行复位；二是由于开关综保装置非电量保护及保护动作扩展继电器K21动作后无远方报警行为，人员不易发现，若在启动时未及时复归，将带来一定的安全隐患；三是正常运行中开关综保装置电源失去，事故按钮、MFT将无法作用于开关跳闸。事故按钮、MFT跳闸条件异动为非直跳方式唯一的好处是能够便于采集非电量动作行为。综合利弊，采用原改造前直跳方式较好，直跳方式减少了经综保跳闸的过渡环节，也更符合安保的要求。
4结束语
一次风机工、变频无扰切换改造后，对开关电气回路部分跳闸条件的跳闸方式进行了变更，从现场实际情况看，既增加了机组启动时人员操作量，也存在一定的安全隐患，恢复原跳闸方式将更加安全有利。
作者简介
王程（1977-），男，大专，助工，技师，国家能源集团谏壁发电厂发电部单元长。