余鸿鹏

【摘 要】三门核电某空气处理机组多次出现风量流量高跳闸。本文根据现场收集的数据，分析得出变频器加速时间参数设置与系统工况不匹配导致这一故障的发生，最终通过调整变频器合适的加速时间，验证分析，并解决故障。

【关键词】变频器;施耐德;加速时间;流量高

中图分类号： TG315;TM921.51文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）10-0230-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.101

Analysis and Treatment of High Flow Trip of an Air Processing Unit in Sanmen Nuclear Power Plant

YU Hong-peng

（Sanmen Nuclear Power Co.，Ltd.，Sanmen Zhejiang 317112，China）

【Abstract】Several trips of high air volume and flow occurred in an air treatment unit of Sanmen Nuclear Power Plant.In this paper，according to the data collecting from the site，confirm that the setting of the acceleration time parameters of the frequency converter doesnt match with the condition of the system，and finally adjust the appropriate acceleration time to solve the fault.

【Key words】Frequency converter;Schneider;Acceleration time;High flow rate

1 故障现象

三门核电某空气处理机组在启动过程中，发现风机流量持续增加，最大值达到8495m3/h后风机跳闸（跳闸流量定值为8210m3/h），查阅历史数据得知该风机在历次启动过程中多次由于风量高跳闸，在正常启动中风机流量均接近跳闸流量。

2 故障分析

查阅该空气处理机组流程图，对该通风机组的流程图简化如下：

其中：M为净化机组风机，V为出口风阀，FT为风量探头。

根据空气处理机组流程图及查阅相关设计文件，可以得出该空气处理机组通过风量闭环控制，将其启动控制过程简化如下：风机接收到启动命令后，电机变频启动，然后出口风阀打开。风机产生的风量传至风量探头，风量探头将风量反馈给变频器闭环调节风量的大小。

查阅该空气处理机组此次空气处理机组启动正常的风量变化曲线，历次启动风量变化曲线类似，其启动过程风量变化曲线简化如下：

在历次空气处理机组启动中，选取其中一组曲线对重要参数整理数据表如下：

根据上述表格，我们可知：风机在启动后85s风量到达最大值，随后风量下降至正常运行风量。由于正常运行工况下风机的风量满足需求，由此我们可以得出阀门开度、风机功率均满足运行要求。

结合图1、图2及表1，我们可以同时得出：风机启动阶段风量超过需求是由于变频电机超过需求频率运行引起。而变频电机超过额定频率运行一般是由于两个原因引起：1）变频器参数设置与系统工况不匹配，导致变频器输出频率升速过快;2）风量闭环反馈滞后导致变频器输出频率超过预计需求。

根据上述分析：我们可以进一步假设此次故障是由于下述三个原因因子的一个或多个引起：

1）变频器加速时间设置过短，导致变频器实际输出功率比需求功率大，导致空气处理机组送风量大。

2）风量探头离风机电机距离较远，导致风量需要一段时间才能到达风量探头，从而导致风量反馈存在一定滞后，进而导致启动时风量超过需求风量。

3）阀门开启速度较慢，导致風量没有及时传递至风量探头。

对上述分析出的三个假设的原因因子进行进一步验证，通过查阅资料和现场验证，分析如下：

1）变频器加速时间实际设置为15s，远小于风机启动至风量到达峰值时间78s。由此可以得出，第一个假设的原因因子成立。

2）风量探头与空气处理机组安装在同一房间内，风量探头与风机电机存在一定距离，但此距离还不会造成风量反馈存在较大的滞后。由此可以得出，第二个假设的原因因子不成立。

3）查阅此阀门的调试记录，此阀门开启时间为60s，开启速度较慢。由此可以得出，第三个假设的原因因子成立。

由此可以得出两个验证后的原因因子：

1）变频器加速时间设置过短。

2）阀门开启速度较慢。

根据上述分析，对此风机启动过程进行分析如下：

通风机组接收到启动信号后，电机启动同时风阀打开，电机在15s内升至额定频率，而此时阀门开度较小，风量探头接收到的风量较小。阀门继续打开，风量探头接收的风量逐渐增大。当阀门开到一定程度时，风量探头接收到了满足需求的风量，此时反馈给风机减小风量，而此时风压较大且电机减速需要一定时间，此时风量继续增大，导致风量超过需求风量。此时电机继续降低频率至需求频率，此时风量将至需求风量，空气处理机组转至正常运行工况。

3 应对措施

根据上述分析结果，在不改变空气处理机组所设置的保护定值前提下，可以制定相应的改进措施，如下：

1）变频器加速时间设置过短

措施一：延长变频器加速时间，使变频器加速时间匹配空气处理机组运行工况。

措施二：缩短变频器减速时间，使变频器加速时间匹配空气处理机组运行工况。

2）閥门开启速度较慢

措施三：加快阀门开启速度。

对上述制定的三个措施进行进一步分析可执行性：

措施一：延长变频器加速时间

经咨询厂家，该变频器加减速时间是根据风机的惯性特性设置。但该加速时间不匹配整个工艺系统的运行工况。延长变频器加速时间至85s（到达风量峰值）以上，可以实现在风量达到额定风量时，风机的频率还未升至50Hz，从而降低风量峰值。根据上述分析，本次可以尝试调整变频器加速时间。

措施二：缩短变频器减速时间

由于当前变频器减速时间是根据风机的惯性特性设置，进一步缩短该江苏时间可能造成变频器过电压跳闸。故此次暂不调整变频器减速时间。

措施三：加快阀门开启速度

现场查阅该阀门开启速度不可调整，如需调整则需更换电动执行机构。执行此项措施需要产生更换电动执行机构的费用及变更相应的文件。此项措施在执行上存在一定难度，如果前述措施没有效果，则此项措施可以作为备选措施来执行。

4 实施及验证

根据上述分析，对变频器加速时间进行调整。根据历次启动过程的风量变化曲线分析，风量在85s能达到最大，风量在稳定后变频器运行在30Hz左右，可以初步得出变频器加速时间应设置的值t=85/（30/50）=142s。如果不考虑风阀影响，电机运行频率在142s时能升至30Hz，此时刚好提供满足需求的风量。考虑到风阀的影响，实际加速时间应更长。

本次按照加速时间为90s、142s、180s、210s对变频器加速时间进行调整，验证风量峰值是否会降低，得出如下数据：

根据上述分析可以得出：随着变频器加速时间增加，风量峰值存在明显降低。但加速时间增加到一定时间时，电机启动电流过小，电流互感器无法监测到启动电流报缺相故障。

本次将变频器减速时间由15s修改为180s后，多次启动风机，流量均稳定在7800m3/h以下，未再报出风量高故障。

5 结论

在新电厂调试过程中，大量变频设备由厂家调试。厂家在调试变频设备时只关注到变频器与所带的变频设备性能匹配，但未关注到变频器与整体工艺系统的匹配情况。变频器加减速时间设置对变频设备很重要，加减速时间不正确可能造成各种故障。加减速时间的设定必须与所带负载的转动惯量、整个工艺系统运行工况、电气配置的保护所匹配，保障变频设备的可靠运行。