16静止变频器检修规程版.docx

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16静止变频器检修规程版

Q/GDW46

国网新源湖北白莲河蓄能电厂企业标准

Q/GDW4654-001—2012-12216

静止变频器检修规程

2012-12-07发布

2012-12-07实施

国网新源湖北白莲河抽水蓄能有限公司发布

目  次

目次I

前言II

静止变频器检修规程3

1范围3

2规范性引用文件3

3系统概述3

3.1SFC设备组成3

3.2SFC技术参数4

4维护检修项目、周期5

4.1定期维护项目及周期5

4.2小修项目6

4.3SFC控制电源检查参考7

5维护检修工艺及质量要求7

5.1SFC检修安全隔离措施7

5.2SFC控制柜停送电操作7

5.3SFC电气回路绝缘电阻测量8

5.4SFC控制板卡更换8

5.5晶闸管触发板卡SCN666更换11

5.6晶闸管导通测试11

5.7内冷回路补水12

5.8更换去离子瓶12

5.9电流、电压测量回路检查13

5.10调试便携机使用说明15

6维护检修记录表格15

6.1SFC控制电源及电源转换装置检查记录15

6.2电流、电压测量记录表16

6.3SFC设备检测项目表17

7设备检修总结、评价阶段工作及要求20

7.1检修总结20

7.2检修评价20

前  言

本规程依据Q/GDW46–003—2012–00701《国网新源控股有限公司电站运行规程编写规范》编制。

《电站检修规程》分为26册。

本册为《电站检修规程》的第16分册。

本规程由国网新源湖北白莲河抽水蓄能有限公司标准化委员会提出。

本规程主要起草部门：

维护分场。

本规程主要起草人：

阚朝晖。

本规程审核人：

刘　英、景　城。

本标准审定人：

杨洪涛、胡志平。

本规程批准人：

陈　秋。

本规程由国网新源湖北白莲河抽水蓄能公司生产技术部归口并负责解释。

本规程首次发布。

静止变频器检修规程

1　范围

本检修规程规定了湖北白莲河抽水蓄能静止变频器的设备技术规范、检修标准项目、检修前的准备、检修工艺及要求、试运行和验收、总结和评价等要求。

本检修规程适用于国网新源湖北白莲河抽水蓄能电站静止变频器检修。

2　规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T1.1标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写

GB/T15497企业标准体系技术标准体系

GB/T19001质量管理体系要求

GB/T24001环境管理体系规范及使用指南

GB/T28001职业健康安全管理体系规范

GB/T12668.4-2006/IEC61800-4：

2002《调速电气传动系统第4部分：

一般要求交流电压1000V以上但不超过35kV的交流调速电气传动系统额定值的规定》

GB/T3859.1-1993《半导体变流器基本要求的规定》（eqvIEC60146-1-1：

1991）

GB/T3859.2-1993《半导体变流器应用导则》（eqvIEC60146-1-2：

1991）

GB/T3859.3-1993《半导体变流器变压器和电抗器》（eqvIEC60146-1-3：

1991）

GB/T3859.4-2004《半导体变流器包括直接直流变流器的半导体自换相变流器》（IEC60146-2：

1999，IDT）

GB/T15291-1994《半导体器件第6部分晶闸管》（eqvIEC60747-6:

1983）

DL/T1066水电站设备检修管理导则

DL/T838发电企业设备检修导则

DL/T5164水力发电厂厂用电设计规程

DL/T5208-2005《抽水蓄能电站设计导则》

国家电网安监﹝2008﹞23号电力安全工作规程（水电厂动力部分）

国家电网安监﹝2009﹞664号电力安全工作规程（变电部分）

Q/GDW003—2012–00701标准编写规范

Q/GDW544—2010抽水蓄能电站检修导则

国网新源公司技术标准体系表（2012年版）

厂家技术说明书

3　系统概述

3.1　SFC设备组成

静止变频装置（SFC，STATICFREQUENCYCONVERTER），主要由功率部分和控制保护部分组成，包括布置于主变洞SFC设备室的由5个盘柜及一个布置于柜外的直流平波电抗器。

SFC现地第1个盘柜用于控制（+GA01）和冷却单元（+GA06，与外冷却水相连）；第2个盘柜（+GA02）为网桥；第3个盘柜（+GA04）分别连接降压变和DC电抗器；第4个盘柜（+GA03）为机桥；第5个盘柜（+GA05）为升压变和发电机间回路的刀闸柜。

网桥包含有2个串联连接的6脉冲整流单元（NB1和NB2），分别与主电源侧连接成三角形的三绕组降压变压器的次级绕组连接。

机桥（MB）仅一个，其输出通过刀闸柜的QBS与启动母线相连或由QDS与升压变低压侧绕组相连。

3.2　SFC技术参数

主要技术参数：

项目

参数

SFC基本参数

输出电压（0～110%）×15.75kV=17.325kV（折算至SFC输出变高压侧）

输出频率0-52.5Hz

加速时间（设计值）250s

实际启动时间约280s（包括QDS、QBS切换）

启动成功率（设计值）98.5%（1年）

使用寿命（设计值）40年

变频单元

额定功率19.6MW

直流回路短时电流3500A

设计工作温度0℃-40℃

三相六臂网桥（NB1、NB2）2+1个串联晶闸管/臂

三相六臂机桥（MB）3+1个串联晶闸管/臂

晶闸管型号及参数

型号：

ABB,5STP3452N0021

反向瞬态峰值电压VRSM，断态不重复峰值电压VDSM

5200V（f=50Hz,tp=10ms）

反向最大重复电压VRRM，断态重复峰值电压VDRM4400V（f=50Hz,tp=10ms）

通态平均电流峰值ITAVM3600A（正弦半波，Tc=70°C）

维持电流IH125mA（Tj=25°C）/75mA（Tj=125°C）

擎住电流IL500mA（Tj=25°C）/250mA（Tj=125°C）

斜率电阻Rt0.16mΩ（Tj=125°C）

直流电抗器参数

型式

户内、空芯、铜绕组、干式

电感

2.2mH

额定电压

7.2KV（DC）

额定电流Idp

3500A

最大短路电流Icc

37kA（DC），1s

直流耐压

20KV（DC）

热耗

56980W

最高环境温度

45℃

允许温升

80℃

冷却方式

自然空冷

工作循环（热循环）

持续运行36分钟，停止30分钟

输出刀闸参数

输出刀闸名称

QDS（S1）

QBS（S2）

类型

三相电动开关

三相电动开关

额定电压

4.2kV

15.75kV

最高电压

7.2kV

24kV

电压绝缘水平（工频耐压/雷电冲击耐压）

20/60kV

50/125kV

额定电流

3200A

1600A

电动机控制

AC220V

AC220V

SFC控制器主要组成

项目

功能

数目

VMIVME7750-734

主CPU板

1

LUW2569

散热（风扇）板

1

PIB100E

从控制板

4

PIB101C

输入输出板（模拟量输入、数字量输入及输出）

4

PIB101A

输入输出板（模拟量输入、数字量输入及输出）

2

DAU232

输入输出板（模拟量输出）

1

BIO232

输入输出板（数字量输入及输出）

2

控制器背板及机架

数据传输

1套

4　维护检修项目、周期

4.1　定期维护项目及周期

检查项目

说明

周期

SFC运行检查

在SFC运行时检查以下项目：

柜内是否有异常声响；

供水和通风冷却回路工作正常，水温、水压、水流正常，无明显漏水。

1个月

SFC控制电源回路及水内冷回路外观检查

1、SFC控制电源回路检查：

检查交流电源开关及备自投装置动作测试；

2、SFC水内冷回路外观检查：

做好隔离措施后，开柜检查电气柜内顶部主供水管、晶闸管和电感的热交换器应无渗漏。

3个月

SFC设备检测

螺栓和插拔件的紧固

电容元件漏油检查

功率部件和控制单位附着物检查

功率部件和控制单位断线、锈蚀、老化等检查

设备清洁

必要时进行部件的更换及备件检查

具体项目见6.3

3个月

SFC水内冷回路检查

1、冷却柜内清扫（包括清洁水回路热交换器不锈钢外壳）

2、当去离子效果不佳时考虑更换去离子瓶。

6个月

4.2　小修项目

序号

项目名称

备注

1

电压、电流测量回路检查及测试

每年进行

2

晶闸管触发板卡SCN666及晶闸管导通特性检查：

1、晶闸管电阻测量（根据需要进行晶闸管导通测试）；

2、检查晶闸管阻容保护回路：

检查有无短路现象，电阻阻值正常且连接完好；

3、触发板卡SCN666及晶闸管导通测试。

每年进行

3

SFC电气回路绝缘电阻测量

每年进行

4

SFC控制回路检查，包括：

检查端子连接完好、牢固；

检查继电器工作是否正常；

检查照明、加热器及风扇工作正常；

检查SFC控制电源及电源回路变送装置；

检查柜内UPS电源装置并进行带负荷运行测试。

每年进行

4.3　SFC控制电源检查参考

电源

测点（电源开关）

电压

备注

交流进线电源1:

QF373

XT4:

2/3/4

（1）

400V15%

需同时检查以下项目：

电压表PV374的指示值；

电压检测继电器FV375动作正常；

测试备自投装置的电源检测回路正常，指示灯指示正常，进行电源断电模拟测试切换正常。

交流进线电源2:

QF374

XT4:

6/7/8（5）

400V15%

GS422

Q382

230V5%

需同时检查机箱指示正常

GS424

Q424

24V5%

绿色指示灯常亮

GS435

Q427

24V5%

绿色指示灯常亮

5　维护检修工艺及质量要求

5.1　SFC检修安全隔离措施

根据SFC输入输出开关和SFC电器柜钥匙闭锁系统，在进行SFC安全隔离措施时，应按如下流程：

1）摇出SFC输入开关05至试验位置，取出钥匙1；

2）摇出SFC输入开关06至试验位置，取出钥匙2；

3）在SFC开关柜东侧锁盒上用钥匙1、2、3（未用）锁入，以取出钥匙4；

4）在SFC输入地刀057柜上，用钥匙4解锁后，插入地刀操作手柄，投入地刀，取出钥匙5及连在一起的SFC解锁钥匙A。

5）在SFC刀闸柜上，在左侧锁盒内用钥匙A置换出钥匙B；

6）在SFC柜内地刀操作锁定装置上，将钥匙B锁入，退出地刀ST合闸插销，投入地刀；再用钥匙C投入地刀ST分闸插销，然后取出钥匙C；

7）将钥匙C从SFC刀闸柜的右侧锁盒内置换出电气柜门钥匙K（4把）。

注：

恢复流程反之。

5.2　SFC控制柜停送电操作

运行人员进行SFC控制柜停送电操作时，事先应通知维护人员，并由维护人员做好柜内设备元件停电、检查等工作后方可进行，具体如下：

1）控制柜停电前，维护人员确认内冷水泵等辅设停运后，应先停止控制器，再停止UPS装置GS422，并断开其进线交流开关Q382；确认GS422指示灯全部熄灭后，将交流电源备自投装置AP377切自STOP位置以断开交流电源开关QF373、QF374（两开关切MANU位置后手动断开），可根据实际需要断开AP377上的两路电源检测开关。

2）恢复送电时，先应确认厂用电两路供电开关供电正常，确认柜内小开关均断开；检查交流电源开关QF373、QF374为分位，且为AUTO位置；检查备自投装置AP377的两路电源检测开关合位，再将AP377切自AUTO位置，检查交流开关自动投入后，然后逐个恢复柜内设备电源开关。

UPS装置GS422的电源开关Q382合上后，GS422自动进入旁路供电模式，需长按启动后方可进入逆变供电模式，检查GSS恢复正常工作状态后，对控制器重新上电。

3）正常情况下，应最后进行控制器上电。

上电后，主CPU板与从控制板需完成系统初始化。

一般，当从控制板PIB100E上状态指示灯由“2”先变为“d．”，最后显示为“-1．”后，进行第一次复归操作清除初始化后的故障信息，但此时仍存在报警信息“P3.103Integr.notready”；稍后进行第二次复归操作可清除改报警信息，恢复SFC正常状态。

4）上电时，应确认内冷去离子水回路监测装置恢复供电，检查电导率是否过高使去离子回路电磁阀打开及内冷水泵启动；水温信号是否使三通阀动作。

5）控制柜恢复正常工作后，应检查控制键盘KEYPAD的语言和时间设置、控制方式等。

5.3　SFC电气回路绝缘电阻测量

试验目的：

测量电气回路绝缘以便于发现绝缘受潮和脏污、绝缘击穿和严重热老化等缺陷。

试验仪器设备:

1000V绝缘电阻表

试验方法：

试验电压：

1000Vdc

1）完成安全隔离措施，打开SFC柜门；

2）解开SFC电气柜内网桥侧交流外连电缆；解开机桥输出侧测压模块PIB701（UA203、UA205、UA206）的X1+端子。

3）检查QDS、S2在分位，申请用SFC备用钥匙打开地刀；

4）将被试回路设备用铜绕线缠绕短接，用绝缘电阻表测量SFC电气部分对地的绝缘电阻值（应>2M，参考调试记录：

5.9M）。

注意事项:

试验时内冷回路充水，电导率值应正常。

5.4　SFC控制板卡更换

试验目的：

通过更换故障卡件来恢复SFC系统正常可靠运行

试验仪器设备:

万用表

试验方法：

1）切除SFC所有的工作电源，找到已确认坏的板卡，拔除其外连端子后取出，仔细检查有无明显损坏点。

2）找到相同规格和型号的板卡，仔细检查备板上的跳线应与原板卡完全一致。

3）插入备板，仔细检查SFC内部的接线情况，并对盘内的端子逐一紧固，确认无误后，投入SFC工作电源，复归SFC报警信号。

4）若该板卡为输入输出板卡，应对各输入输出点进行测试。

注意事项:

1）操作时避免用手触碰板卡上的元器件和端子，如电阻、电容、电位器等。

2）更换主CPU板VMIVME7750时，应注意确认该板卡故障是否为内置CF卡（64MB）损坏所致，若如此，仅更换CF卡即可；若CF卡正常，更换主CPU板时宜仍用原卡，并注意做好CF卡备份。

控制器恢复运行后，应用调试电脑检查主CPU板内程序与当前所用程序版本一致，否则应进行下载更新。

3）更换从控制板PIB100E前，应确认卡件内部固件版本与所用版本相符（U1:

v3.b;U9:

v1.a;U11:

v2.l;U30:

v1.aforThyr），否则控制器将不能完成初始化并恢复正常，具体现象为：

控制器上电后进入初始化阶段，当从处理卡PIB100E与主CPU板卡VMIC7750进行配置信息交换时，4个子单元的PIB100E前面板数码管显示在“2”、“3”间跳变，即系统配置错误，PIB100与主CPU板卡VMIC间的配置不匹配（configurationerror:

PIB100don’tacceptVMICconfiguration）；控制器不能成功完成初始化。

但调试电脑可与VMIC7750连线正常，此时应检查控制程序Regul.FG\InPIBNB（T20[3]）及Regul.FG\InPIBMB（T20[4]）中的INP_PIB模块（共4个）两端参数，系统在线获取的参数（GetConfig）应与参考参数（SetConfig）保持一致,参见下图中，4块卡件的INP_PIB模块两侧配置值均相同，且为16#112C2032。

以第2块卡（37）未写入配置文件的情况为例，在线获取的参数如下图：

以第以第4块卡（77）出现异常时的情况为例，在线获取的参数如下图：

5.5　晶闸管触发板卡SCN666更换

试验仪器设备:

万用表、扳手、螺丝刀

试验方法：

1）完成安全隔离措施后打开柜门；

2）拔出待更换的SCN666板卡上的光纤，解开所有端子，注意在端子上做好标识；

3）松开紧固螺栓，取出板卡；

4）插入新的板卡，紧固螺栓；重新连接好端子和光纤；

5）锁紧柜门，恢复隔离措施。

注意事项:

禁止用蛮力拉扯或扭曲光纤，若光纤头长时间不接，应用护帽盖住。

5.6　晶闸管导通测试

试验目的：

检查各晶闸管脉冲触发卡SCN666工作正常；检查控制器工作正常，脉冲触发回路正常；检查光纤接线正确，状态良好。

试验仪器设备:

示波器、临时电源接线及控制开关、保护电阻

试验方法：

1）按钥匙闭锁流程完成相关安全措施后，打开功率柜门；

2）在被测晶闸管的阳极和阴极间接入试验电源（200Vac~500Vac），回路应串接电阻；

3）将控制键盘KEYPAD切为LOCAL，在菜单5中选择该晶闸管所在的桥臂进行测试；

4）用示波器监测晶闸管的门极触发电流和晶闸管压降。

5）记录的门极触发电流波形应满足以下要求：

Pulseduration:

14µs

I1:

I14A

I2:

I22A

lgat0.5µs（t）:

Ig2A

注意事项：

一般可先通过测量晶闸管阳极和阴极间的电阻来初步判断晶闸管是否已损坏，正常时电阻数量级约为105欧，若短路则晶闸管已损坏。

5.7　内冷回路补水

试验目的：

当进行维护检修操作或设备运行使内冷水回路静压下降至1.0bar时，为防止内冷水压低报警（0.7bar）影响SFC启动，应对内冷水回路补水。

仪器设备:

加压泵及管路接头、扳手

试验方法：

补水前应对内冷水管路进行全面仔细检查，确认无漏水点，膨胀水箱无漏气。

补水水源应采用纯净的低电导率的水，操作如下：

1）断开内冷水泵电源；拔除电导率监测装置的电源（以免电导率高使电磁阀长时间导通而过热）；

2）检查排水阀V090、注水阀VG140关闭，手动阀VG030打开；并关闭阀VG040、VG031。

3）连接注水设备（水源和加压泵）到注水快速接头P0；

4）打开阀VG140注水；然后拧开去离子瓶上的螺口（宜将排气螺口外连软管以排水），排水排气后关闭；

5）检查压力计PG040上的静压，可逐阶段使管路稳压；

6）注水过程中，可打开阀VG040后微开阀门VD090排水，然后关闭；

7）在静压达到2bar并稳定时停止注水；

8）注水后，应确保各阀门状态恢复正常，取下外接注水设备；并可待水泵电源恢复后手动启泵。

注意事项:

加压泵的水压应大于1.5bar；排气排水时应用容器收贮，避免地面或柜内积水。

5.8　更换去离子瓶

试验目的：

检查去离子装置去离子效果不佳时考虑更换。

仪器设备:

扳手

试验方法：

更换前，新瓶应注满纯净的低电导率的水；

1）检查注水阀VG140关闭，关闭去离子瓶前后手阀VG031、VG030；

2）打开旧瓶上端中间的螺口排水泄压；

3）取下旧瓶上的C6、C7连接软管，接入新瓶；

4）打开手阀VG031，可微开新瓶螺口排气；

5）打开手阀VG030，可手动启泵进行水路循环。

注意事项:

若更换完毕后水压下降较多，应进行补水。

5.9　电流、电压测量回路检查

试验目的：

检查CT、PT及其二次侧引出回路（包括信号适配回路）、相关输入输出板卡是否工作正常、相序是否正确。

仪器设备:

示波器、万用表、临时电源接线及控制开关、

试验方法：

电流测量回路测试方法：

需进行测试的电流量包括：

NB1、NB2的两相进线（即输入变低压侧）电流（Iu、Iw）；MB的两相输出电流（Iu、Iw）；至启动回路电流的两相值（Iu、Iw）；输入变高压侧三相电流。

操作如下：

①从CT的二次侧注入测试电流；若测试信号为输入变高压侧三相电流，则通过SFC开关柜上的CT二次注入接口注入测试电流。

②用万用表测量PEC输入输出板卡上相应测点的电压值，并记录；将示波器接至相应输入板卡对应测点；比较示波器记录的电流波形与控制器内波形是否一致，注意检查相位和幅值。

电流测值参考下表：

电流测量

板卡

测点

理论值

（允许偏差+/-10%）

TA121、TA122

网桥1交流侧电流

4KA/1A，CL1

PIB101C（13）

Iu1-T10

二次侧1A→4.965V

Iw1-T14

PIB101C（33）

Iu1-T10

Iw1-T14

TA128、TA129

网桥2交流侧电流

4KA/1A，CL1

PIB101C（13）

Iu2-T16

二次侧1A→4.965V

Iw2-T12

PIB101C（33）

Iu2-T16

Iw2-T12

TA201、TA202

机桥交流侧电流

4KA/1A，CL1

PIB101C（53）

Iu-T10

二次侧1A→4.965V

Iw-T14

PIB101C（73）

Iu-T10

Iw-T14

TA233、TA234

SFC输出变出线电流

4KA/1A，CL1

PIB101A（49）

Iu-T6

二次侧1A→4.978V

Iw-T8

TA86、TA87、TA88

SFC输入变进线电流测量（将两开关进线电流取和）

1A/1A，CL1

PIB101A（29）

Iu-T10

二次侧1A→1.998V

Iv-T14

Iw-T16

2）电压测量回路的测试方法：

需进行测试的电压量包括：

NB的进线电压（输入变d0低压侧）；至启动回路的电压；MB的输出电压。

操作如下：

①在主回路或二次回路上接入试验电压源；

②用万用表测量PEC输入输出板卡上相应测点的电压值，并记录；将示波器接至相应输入板卡对应测点；将示波器接至相应输入板卡对应测点；比较示波器记录的电压波形与控制器内波形是否一致，注意检查相位和幅值。

电压测值参考下表：

电压测量

板卡

测点

理论值

（允许偏差+/-10%）

TV124.1、TV124.2

网桥交流侧电压

2.5KV/100V，CL1

PIB101C（13）

（线电压-相电压）

Vu-T2

二次侧100V→7.996V

Vv-T4

Vw-T6

PIB101C（33）

（线电压-相电压）

Vu-T2

Vv-T4

Vw-T6

TV234、TV2341

SFC输出线电压测量

18.00KV/100V，CL1

PIB101A（29）

（线电压-相电压）

Vu-T2

二次侧100V→7.996V

Vv-T4

Vw-T6

UA206、UA205、UA203

机桥交流侧电压测量

7200V/20mA

（测压板卡PIB701）

PIB101C（53）

Vu-T2

二次侧20mA→6.658V

（相当于：

一次侧400V→0.214V）

参考PERTU波形如后。

Vv-T4

Vw-T6

PIB101C（73）

Vu-T2

Vv-T4

Vw-T6

说明：

各测点的公共零点为T0（也可取T1），