华电包头电厂高压变频设备综合保护系统的研究及应用

摘要

近年来为了提高机组运行经济性，各发电厂积极进行了变频改造，均取得了良好的经济效益。变频改造优点明显，但在使用过程中也暴露出一些问题。原因在于电厂原设计出于成本考虑没有设计电机变频拖动，而后随着节能要求进行了变频改造，后期进行的技改往往会存在新、旧设备的适配问题。因为原有高压变频设备的保护是齐全的，高压电机的综保装置与热工连锁设计是成熟的，之所以搭配在一起出现保护交叉发生误动甚至出现保护的盲区问题，主要原因是现场工程实践存在瑕疵，如何解决变频装置与电机综保、电气设备与热工保护及机务设备之间的协调配合是迫切需要解决的问题。
　　 华电包头发电厂作为一个新厂，在高压电机变频改造方面收到了成效，但同时也受困于变频器与原电机的保护配合、变频运行方式下机务系统与电机的配合，以及异常状况下自动联锁可否实现等问题。经过精心准备，利用两次机组检修的机会对两台机组4台吸风机的电机保护与变频器保护进行梳理，试验最终重新修订了保护定值；利用采样值差动原理重新设计了变频方式下的电动机差动保护构成；改变变频器接入方式，使得变频器故障情况下变频-工频的切换得以实现，大大提高了变频设备运行的安全性与经济性。
　　 经过改造后吸风机变频系统运行更加平稳，变频操作也更方便，收到了良好效果。本文从高压变频装置的原理入手，简述了选型依据以及使用效果。对实际使用过程中暴露出的手动旁路方式下无法实现变频-工频切换；变频方式下差动保护无法投运；变频装置与高压电机综保保护参数不合适等三方面问题进行了深入研究，提出了适合的解决方案。另外通过此次改造使得我们对变频器的运行要求及保护配置有了更深理解，对于生产现场如何使用高压变频设备服务于节能生产实践有着十分重要的借鉴意义。