【摘要】 本文简要介绍了江苏镇江电厂2*600MW机组电除尘供电用高频电源的日常应用及运行维护,结合高频电源启停等操作,分析自投产以来发生的异常原因,并提出有效的预防及处理方法,说明高频电源具有高效除尘及节能环保的作用。
【关键词】高频电源；运行维护；高效除尘
1 江苏镇江电厂高频电源技术性能参数
1.1 产品规格和技术参数
产品型号： EHC-II。
额定直流输出电压： 80kV，电压调节范围：0~100%。
额定直流输出电流：1600mA，输出电流调节范围：0~100%。
输入电压：三相电压380V，±10%。
输入电压频率：50Hz ±2%。
电能转换效率≥93%,功率因数＞92%(额定负载条件)。
变压器油温升：≤40℃。
2 工作原理
2.1电源控制原理
高频电源将三相工频交流电通过三相全桥整流滤波形成低压直流电，再经过全桥IGBT等逆变电路形成高频交流脉冲，经过变压器升压后形成高频脉动电流送给电除尘器，其工作频率为35kHz-38kHz,如图1所示。
图1 高频电源原理图
2.2工作方式说明
2.2.1自动跟踪控制方式
高频控制器根据现场工况自动控制IGBT逆变器频率(0-20KHz),从而调节输入到电除尘电厂的功率,提供合适的电晕电压电流。
2.2.2充电比节能控制方式
高频控制器不但调节IGBT逆变器频率,而且对电除尘电厂粉尘荷电时间进行控制,脉冲宽度为电场粉尘荷电时间,脉冲周期减去脉冲宽度为电场荷电粉尘在阳极板的放电时间。通过不同充电比脉冲宽度与脉冲周期的组合，可以适应各种类型的粉尘比电阻，降低及杜绝反电晕的发生，同时极大的降低了电除尘的能耗。
2.2.3变频控制方式
通过改变高频电源的工作频率，改变高频电源的输出电流电压。由于可以输入任意的频率（0-30KHz）数值，从而可以细微地调节输出功率，达到最佳的效果。
图2为工作方式示意图
图2 高频电源原理图
3 运行环境
3.1环境温度
高频电源的环境温度是指高频电源断面附近的温度。由于高频电源控制电路主要由极易受高温影响的电力电子元件组成，因此高频电源的寿命及可靠性等因素很大程度取决于温度，环境温度为最高+40℃,高于此值时,降低二次参数设定值的50%继续运行。
3.2环境湿度
高频电源对其周围环境相对湿度要求不大于90%（表面无结露）。
3.3振动和冲击
高频电源在安装运行的过程中，要避免受到振动和冲击。以防止高频电源内部元件连接焊点及零件松动，导致电路故障,通常要求安装场所的振动加速度被限制在0.6 g以下，特殊场所可加防震橡胶等耐震措施。
3.4安装场所
安装场所保证垂直倾斜不超过5度。而海拔高度超过1000 m，高频电源的散热能力将下降，故一般要求安装在海拔1000 m以下。
图3为高频电源安装布置示意图
4 高频电源的操作及使用
随着高压整流电源的更新换代,目前新一代高频电源均配备新一代智能操作终端,简称“手操器”,具备操作灵活,显示直观可靠,就地检修方便等优点。
当EHC-II硬件设施检查完毕，通上电后，不能直接点击【运行】(图4)来启动EHC-II，而需要先对EHC-II进行充电，才能运行；同样的，当需要对EHC-II或电场进行作业时，需要先对EHC-II停机，然后放电，才能对其进行操作。
图4
4.1 EHC-II高频电源开机步骤
点击手操器上【直流母线】按钮，进入直流母线操作画面（如图5），此时“母线预充电回路”和“直流母线接触器”都处于【断开】状态，点击【预充电开启】按钮，预充电回路交流接触器吸合（有轻微响声），“母线预充电回路”由【断开】变为【闭合】，EHC-II母线开始充电，在图5可看到母线充电曲线，当母线电压达到430V时开始计时，电压达到520V左右时，主交流接触器吸合（有较大响声），母线电压直接到570V，“直流母线接触器”由【断开】变为【闭合】，充电完成，触摸屏上显示【母线充满正常】状态,点击【运行】,一次电流、二次电压、二次电流缓慢上升，运行状态显示为“上升”，当U2或I2上升到设定值时，停止上升，运行状态显示为“二次限制”，当频率升满时，也会停止上升，EHC-II正常启动完成。
图5
4.2 EHC-II高频电源停机步骤
点击手操器上的【停止】,运行状态显示为停止。此时EHC-II仍然带电，只是EHC-II停止输出,点击手操器上的【直流母线】按钮，进入直流母线操作画面（如图5），此时“母线预充电回路”和“直流母线接触器”都处于【闭合】状态，点击【断开直流母线】按钮，交流接触器KM1A和KM2A同时断开（有较大响声），“母线预充电回路”由【闭合】变为【断开】，“直流母线接触器”由【闭合】变为【断开】，点击【开启放电】按钮，母线开始放电，直至母线电压降到20V以下，点击【停止放电】，放电完成。
图6为开关机操作示意图
图6
5高频电源的故障及分析
5.1高频电源的外部故障
5.1.1 输出开路
当高频处在开路状态时，实际二次输出电压瞬间超过额定电压，手操器或上位机上不会显示数值，高频电源立即自动停止，并且提示输出开路故障。需检查隔离开关是否断开，电场连接线紧不紧，取样回路及高压硅堆断开等原因。
5.1.2 输出短路
当高频处在短路状态时,实际二次电压不显示,导致该故障可能由于除尘器电场内部积灰严重,或者阴极线与阳极板搭接,另外应检查隔离开关是否接地，电场是否短路，取样回路是否正常。
5.1.3 输入过流
当三相输入电源不平衡时,设备会报输入过流故障,应检测三相输入电压及输入电流是否平衡。
5.1.4 拉弧保护
除尘器电场内部局部频繁击穿或者绝缘瓷瓶纯在爬电现象。
5.1.5运行温度高
高温及散热系统工作异常会导致高频电源报警,例如散热风机运行模式分为温控、高压启停、停止。夏季应选择高压启停模式，同时风机正反转散热风力不同，保证风机为正转模式。
5.1.6 安全连锁断开
隔离开关柜柜门未关紧、刀闸未打运行位置。
5.2高频电源的内部故障。
5.2.1 母线电压故障
当设备报警为“母线电压低”时应检查交流接触器是否有效吸合，预充电电阻是否断开，滤波电容是否正常，整流模块是否正常。当充电过程时间比较长时，会直流电压低报警，这是由于当母线电压达到“母线电压吸合值”时，PLC开始计时，半分钟内母线电压未充满，即会报母线电压低故障，这是正常状况，解除报警即可。
5.2.2 主回路故障
通常为IGBT模块损坏，变压器损坏，硅堆击穿。
5.2.3 IGBT故障
IGBT模块、IGBT接口板、IGBT驱动板损坏。
5.2.4 信号采样故障
例如：高频电源一次电压、一次电流、二次电压、二次电流等采样模块接线松动，采样模块24V工作电源缺失或模块本身故障。
6 高频电源的保养与维护
6.1 日常维护与检查
要有专门的设备人员，实时监视高频电源的各种运行参数，对重要的运行参数如一次电压、一次电流、二次电压、二次电流、IGBT温度、变压器温度等，至少每小时做一次记录。
6.2 定期巡检
利用定期检修、大型检修、年度检修等较长时间的检修工作中来检查高频电源在日常检查中不能检查的元器件，重要部件如下：
6.2.1定期检查高频电源外壳有无破损，密封件是否完好。
6.2.2定期检查高频电源周围有无漏油。
6.2.3定期检查高频电源有无异常声音，高压输出端有无异常放电。
6.2.4定期检查散热风机出风口风量，有无异响，风机出口无堵塞。
6.3 小修维护和保养。
6.3.1变压器油无须检测，建议九年后，更换整体变压器。
6.3.2每次大修测量一次接地电阻，不应大于2Ω。
6.3.3检查确认主动力电缆，电缆接头是否紧固。
6.3.4检查确认高频电源机械安装是否紧固、可靠。
6.3.5检查确认高频电源与高压隔离开关的安装是否紧固、可靠，高压隔离开关与电场、高频电源等所有连接线是否正确，符合规范。
6.3.6拆除高频电源的防护罩，打开逆变箱及控制箱门，检查配电箱、控制箱及逆变箱内各回路上（特别是主动力回路）的螺丝是否有松动，检查完毕后关闭逆变箱门及控制箱门。
每次大、小修对设备进行清灰处理，特别是对散热片、谐振电容以及二次取样板（二次取样板安装在变压器油箱盖上）进行清灰。
6.3.7每次大、小修对逆变箱风机滤网进行更换。
6.3.8用2500V兆欧表检查负载（电除尘器电场）绝缘，阻值一般在100MΩ以上。用2500V兆欧表检查高频电源输出电阻，阻值在150MΩ左右
7 结束语
高频电源的维修工作是一项理论知识、实践经验与操作水平的结合的工作，为保证设备能安全稳定的工作，务必在工作中及时维护和保养。文中谈及的方法都是在学习和实际工作中总结的，可能有更多好的、简便的维修方法。要经常阅读一些有关的书报杂志，开拓思路，给维修工作以启迪，并将这些学到的知识应用于实际工作中，不断提高，降低高频电源的故障率。
参考文献
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