高壓變頻器常見(jiàn)故障的處理及防范措施

熊 莉

(大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司,河北 邯鄲 056044)

高壓變頻器常見(jiàn)故障的處理及防范措施

熊 莉

(大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司,河北 邯鄲 056044)

針對(duì)高壓變頻系統(tǒng)構(gòu)成龐大、元器件較多,運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)故障的問(wèn)題,分析輸入電源、輸出回路、調(diào)制板回路、外部通信、冷卻相關(guān)回路、輸入變壓器溫度相關(guān)回路、系統(tǒng)I/O相關(guān)回路、單元旁路相關(guān)回路等引起的故障,介紹故障實(shí)例和防范措施,力求減少變頻器故障的發(fā)生。

高壓變頻器;常見(jiàn)故障;維護(hù)

1 概述

大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“馬頭電廠”)安裝有2臺(tái)220 MW,2臺(tái)300 MW國(guó)產(chǎn)燃煤機(jī)組,目前總裝機(jī)容量為1 040 MW。目前,已完成4號(hào)岸邊泵,7號(hào)鍋爐甲吸風(fēng)機(jī)、7號(hào)鍋爐乙吸風(fēng)機(jī)、8號(hào)鍋爐甲吸風(fēng)機(jī)、8號(hào)鍋爐乙吸風(fēng)機(jī)、8號(hào)鍋爐甲送風(fēng)機(jī)、8號(hào)鍋爐乙送風(fēng)機(jī)、8號(hào)機(jī)組甲復(fù)水泵高壓變頻器的改造;9號(hào)機(jī)組凝結(jié)水泵、10號(hào)機(jī)組凝結(jié)水泵變頻器為機(jī)組投運(yùn)時(shí)新安裝設(shè)備。其中,9、10號(hào)機(jī)組凝結(jié)水泵采用哈爾濱九州電氣股份有限公司生產(chǎn)JZE系列變頻器;7號(hào)鍋爐吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)采用西門(mén)子羅賓康變頻器;8號(hào)鍋爐吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)2014年改造前采用羅賓康變頻器,改造后采用西門(mén)子羅賓康變頻器;4號(hào)岸邊泵采用羅賓康變頻器。

這些高壓變頻器的投入使用,取得了顯著的節(jié)能降耗效果,但由于高壓變頻系統(tǒng)構(gòu)成龐大,元器件較多,在運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障,導(dǎo)致變頻器跳閘,從而對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響。

2 輸入電網(wǎng)電源引起的故障

2.1 故障介紹

此類(lèi)故障包括,輸入缺相、輸入接地、輸入過(guò)壓、輸入欠壓、輸入單循環(huán)、輸入相不平衡。這類(lèi)缺陷在運(yùn)行中出現(xiàn)的較少,而且如果出現(xiàn)時(shí)比較容易查找。故障時(shí)可重點(diǎn)檢查輸入側(cè)熔斷器和連接線,用示波器測(cè)試三相輸入電壓,以判斷輸入側(cè)電壓是否存在問(wèn)題。

2.2 實(shí)例分析

2010年5月19日,馬頭電廠8號(hào)鍋爐乙吸風(fēng)機(jī)變頻器故障,乙吸風(fēng)機(jī)變頻器顏色由紅變灰,就地UPS裝置報(bào)警,冷卻風(fēng)機(jī)停運(yùn)。經(jīng)檢查測(cè)試為裝置浪涌吸收器損壞導(dǎo)致電源保險(xiǎn)熔斷。為此,更換了浪涌吸收器。浪涌吸收器是抑制雷擊浪涌

電壓,電源投入時(shí)異常的電壓波形會(huì)導(dǎo)致變頻器內(nèi)部的浪涌吸收器損壞。

2.3 防范措施

電源電壓容許波動(dòng)范圍為+10%、-15%,過(guò)高電壓的輸入會(huì)導(dǎo)致變頻器損壞。監(jiān)測(cè)變頻器輸入電源電壓尤為重要,應(yīng)保證變頻器在運(yùn)行時(shí)電源電壓波動(dòng)在允許范圍內(nèi)。設(shè)備檢修時(shí)可重點(diǎn)檢查電源輸入側(cè)接線緊固情況,并在變頻器傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)用示波器測(cè)試三相輸入電壓,觀察電源波形是否正常。

3 電機(jī)/輸出回路引起的故障

3.1 故障介紹

此類(lèi)故障包括,超速故障、輸出接地故障、電機(jī)熱過(guò)載故障、電機(jī)過(guò)壓故障、變頻器瞬時(shí)過(guò)流故障、欠載故障、輸出相不平衡、輸出相開(kāi)路、最小轉(zhuǎn)速跳閘、變頻器損耗過(guò)大、CPU溫度故障、A/D硬件故障等。這類(lèi)缺陷中較常出現(xiàn)的為變頻器瞬時(shí)過(guò)流故障。

3.2 實(shí)例分析

2012年10月29日,8號(hào)鍋爐乙吸風(fēng)機(jī)掉閘,發(fā)“乙吸風(fēng)機(jī)變頻故障”信號(hào),RB動(dòng)作正常。乙吸風(fēng)機(jī)變頻出IOC瞬時(shí)電流故障信號(hào)。將變頻器斷電,檢查開(kāi)關(guān)、電纜、電機(jī)等一次回路無(wú)異常;變頻器控制電源上電后檢查面板參數(shù),轉(zhuǎn)速、電壓反饋均為0,顯示正常;電機(jī)電流反饋在0.4～13.8A之間隨機(jī)變化,顯示異常。將檢測(cè)電機(jī)電流的霍爾元件去掉電源后,電機(jī)電流反饋仍異常,判斷霍爾元件本身是正常的。檢查信號(hào)轉(zhuǎn)換板二次回路接線緊固無(wú)異常,判斷變頻器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作異常。更換模數(shù)轉(zhuǎn)換板后,電機(jī)電流反饋在0.2～1.6A之間隨機(jī)變化,顯示恢復(fù)正常。

原因分析,V相和W相輸出端安裝有2個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器以檢測(cè)輸出電機(jī)電流,送到信號(hào)轉(zhuǎn)換板進(jìn)行調(diào)理。系統(tǒng)接口板收集變頻器輸入和輸出反饋信號(hào)并把它們送到模數(shù)轉(zhuǎn)換板。模數(shù)轉(zhuǎn)換板以指定的周期執(zhí)行轉(zhuǎn)換并將反饋信號(hào)的數(shù)字量值送到微機(jī)板。這次故障為模數(shù)轉(zhuǎn)換板故障導(dǎo)致電機(jī)電流反饋增大,致使變頻器電機(jī)電流反饋值超過(guò)過(guò)流設(shè)置值引起變頻器跳閘。

3.3 防范措施

變頻器檢修時(shí),重點(diǎn)檢查模數(shù)轉(zhuǎn)換板表面有無(wú)粉塵、油污吸附,有無(wú)腐蝕及銹蝕現(xiàn)象。粉塵吸附時(shí)可進(jìn)行吹掃,油污吸附可采用絕緣清洗劑擦拭,出現(xiàn)腐蝕及銹蝕現(xiàn)象時(shí)要采取防潮、防蝕措施。對(duì)外表檢查無(wú)明顯問(wèn)題的板件,可根據(jù)故障現(xiàn)象,使用替換板件的方法排除故障,控制柜內(nèi)的單塊印刷線路板件發(fā)生故障最好更換整塊板。

4 調(diào)制板回路引起的故障

4.1 故障介紹

此類(lèi)故障包括,調(diào)制器配置故障、調(diào)制器板故障、單元配置故障、調(diào)制器“看門(mén)狗”故障、調(diào)制板電池電量低。這類(lèi)缺陷在運(yùn)行中出現(xiàn)的極少?？筛鶕?jù)變頻器軟件檢測(cè)調(diào)制板是否故障,如故障則更換調(diào)制器板。

4.2 實(shí)例分析

2012年8月20日,8號(hào)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)。8號(hào)鍋爐甲吸風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)由檢修位置轉(zhuǎn)工作位置,開(kāi)啟時(shí)出“變頻器異?！薄白冾l器故障”光子牌,開(kāi)關(guān)跳閘。原因?yàn)榧孜L(fēng)機(jī)調(diào)制板故障,更換該調(diào)制板。

4.3 防范措施

高壓帶電時(shí)千萬(wàn)不要斷開(kāi)控制電源,這將導(dǎo)致嚴(yán)重的單元板件損害。檢修時(shí)檢查板件上電容有無(wú)鼓肚現(xiàn)象,大修時(shí)應(yīng)聯(lián)系廠家對(duì)變頻器電容進(jìn)行檢測(cè),項(xiàng)目包括,電容容量、絕緣電阻、頻率特性、溫度特性、損耗、耐壓值、漏電流、反向電壓。對(duì)老化及特性不好的元件進(jìn)行更換。要加強(qiáng)高壓變頻器備件管理,便于及時(shí)排除故障,縮短變頻器停運(yùn)時(shí)間。

5 外部通信引起的故障

5.1 故障介紹

此類(lèi)故障包括,通信報(bào)警、通信故障。這類(lèi)缺陷較為常見(jiàn),需要根據(jù)變頻器故障報(bào)文檢查。采取插拔光纖接口連線,測(cè)試光纖衰耗,更換通信板件等手段來(lái)逐一排查。

5.2 實(shí)例分析

2016年5月9日,9號(hào)機(jī)組凝結(jié)水泵變頻器運(yùn)行中掉閘。故障報(bào)文顯示為通信故障。

故障后對(duì)變頻器回路各元件顯示狀態(tài)確認(rèn),無(wú)異常,復(fù)位信號(hào)后故障消失。試投9號(hào)機(jī)組凝結(jié)水泵變頻器恢復(fù)正常運(yùn)行。運(yùn)行24h后,變頻器再次跳閘,故障報(bào)文顯示通信故障。處理過(guò)程

如下:

a.將變頻器斷電,檢查通信接口板件無(wú)異常,采用替換法更換通信接口板,故障未消失,排除通信接口板故障。

b.將變頻器斷電,拔下通信接口板件至工控機(jī)連接光纖,用光功率計(jì)測(cè)試光纖衰耗,在正常范圍內(nèi),均小于20dB。排除光纖連線故障故障。

c.將變頻器斷電,拆下變頻器采集板,采用替換法更換變頻器采集板,故障未消失,排除變頻器采集板故障。

d.將變頻器斷電,拆下變頻器工控機(jī),采用替換法更換變頻器工控機(jī),故障未消失,排除變頻器工控機(jī)故障。

e.將變頻器控制柜控制電源投上,觀察變頻器裝置,發(fā)現(xiàn)電源板指示燈閃爍,斷電后,重新上電后,電源板指示燈不亮,判斷為電源板損壞,更換電源板,故障消失,裝置恢復(fù)正常。

9號(hào)機(jī)組凝結(jié)水泵變頻器于2010年投運(yùn)已運(yùn)行5年,電源板長(zhǎng)期帶電運(yùn)行,元器件老化,造成電源板輸出異常,不能維持變頻器正常運(yùn)行。

5.3 防范措施

在高壓變頻器工作時(shí)要保證冷卻風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行,千萬(wàn)不要斷開(kāi)風(fēng)機(jī)電源,否則將引起變頻器過(guò)熱,造成電源板件過(guò)熱損壞。根據(jù)反措要求,裝置電源運(yùn)行4-6年要及時(shí)更換。

6 冷卻相關(guān)回路引起的故障

6.1 故障介紹

此類(lèi)故障包括,1臺(tái)風(fēng)機(jī)故障、所有風(fēng)機(jī)故障、過(guò)濾器堵塞、1臺(tái)泵故障、所有泵故障。

6.2 實(shí)例分析

2012年5月29日,10號(hào)機(jī)組凝結(jié)水泵變頻器故障掉閘。原因10號(hào)機(jī)組凝結(jié)水泵變頻器風(fēng)機(jī)負(fù)荷電纜接線松動(dòng),引起風(fēng)機(jī)熱偶動(dòng)作。緊固接線后,復(fù)位熱偶,變頻開(kāi)啟正常。

6.3 防范措施

定期對(duì)變頻器風(fēng)機(jī)電源進(jìn)行切換試驗(yàn),保證風(fēng)機(jī)電源供電可靠性。檢修后對(duì)變頻器風(fēng)機(jī)回路接線進(jìn)行緊固,保證風(fēng)機(jī)回路正常工作。

7 輸入變壓器溫度相關(guān)回路引起的故障

7.1 故障介紹

此類(lèi)故障包括變壓器超溫報(bào)警、變壓器超溫跳閘報(bào)警、變壓器超溫故障。

變頻器對(duì)環(huán)境溫度要求較高,室溫不能超過(guò)40℃,否則會(huì)引起變壓器超溫跳閘。

變壓器所有二次繞組的溫度用2套串連的溫度開(kāi)關(guān)(常閉點(diǎn))監(jiān)視。當(dāng)溫度超過(guò)170℃時(shí),第一套溫度開(kāi)關(guān)接點(diǎn)打開(kāi),而另一套在溫度超過(guò)190℃時(shí)打開(kāi)。當(dāng)1個(gè)或多個(gè)150℃接點(diǎn)斷開(kāi)時(shí),發(fā)出“變壓器溫度報(bào)警1”,當(dāng)1個(gè)或多個(gè)190℃接點(diǎn)斷開(kāi)時(shí),發(fā)出“變壓器溫度報(bào)警2”信號(hào),當(dāng)這2個(gè)條件同時(shí)出現(xiàn)30s,發(fā)出“變壓器超溫”信號(hào)并使變頻器跳閘。

7.2 實(shí)例分析

2012年7月12日,4號(hào)岸邊泵變頻器故障跳閘。原因?yàn)?號(hào)岸邊泵變頻器小間空調(diào)故障跳閘,導(dǎo)致室溫超過(guò)40℃,變頻器運(yùn)行一段時(shí)間后,由于變壓器超溫導(dǎo)致變頻器跳閘。

7.3 防范措施

應(yīng)定期檢查高壓變頻器小間室內(nèi)溫度、通風(fēng)情況,注意室內(nèi)溫度不要超過(guò)40℃。定期對(duì)高壓變頻器濾網(wǎng)進(jìn)行清理。清理前可用一張A4紙檢查變壓器柜、功率柜進(jìn)風(fēng)口風(fēng)量,若A4紙被過(guò)濾網(wǎng)牢牢吸住,則證明過(guò)濾網(wǎng)及風(fēng)扇回路無(wú)問(wèn)題。運(yùn)行中清理濾網(wǎng),應(yīng)防止功率單元柜柜門(mén)接點(diǎn)抖動(dòng),造成變頻器跳閘。

8 系統(tǒng)I/O相關(guān)回路引起的故障

8.1 故障介紹

此類(lèi)故障包括,給定信號(hào)(1～24)丟失、WAGO模塊通信報(bào)警、Wago通信故障。此類(lèi)故障應(yīng)重點(diǎn)檢查開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊,模擬量輸入/輸出模塊狀態(tài)是否正常,用萬(wàn)用表測(cè)試某一路0～20 mA輸入,檢查CPU板和Wago通信模塊的連接是否正常,如異常,可更換損壞的模塊。

8.2 實(shí)例分析

2012年7月6日,8號(hào)鍋爐甲送風(fēng)機(jī)變頻器掉閘,發(fā)出“甲送風(fēng)變頻異?！薄凹姿惋L(fēng)變頻故障”信號(hào)光子牌。原因?yàn)閃ago通信故障。更換Wago通信模塊后恢復(fù)正常。

8.3 防范措施

檢修時(shí)測(cè)試Wago模塊0～20mA,判斷Wago模塊是否損壞,若損壞則及時(shí)更換。另外加強(qiáng)Wago模塊備件管理,便于及時(shí)消缺。

9 單元旁路相關(guān)回路引起的故障

9.1 故障介紹

此類(lèi)故障包括,單元旁路故障、單元旁路鏈接報(bào)警。此類(lèi)故障應(yīng)重點(diǎn)檢查主控系統(tǒng)與中壓旁路板有沒(méi)有通信,旁路系統(tǒng)是否投入。

9.2 防范措施

主要檢查主控系統(tǒng)與旁路板、旁路板和接觸器之間的連線是否緊固,以確保主控系統(tǒng)與旁路板之間通信正常,旁路接觸器工作正常。

10 結(jié)束語(yǔ)

高壓變頻器不僅節(jié)電效果顯著,而且在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)壓力或風(fēng)量更平穩(wěn),被控量調(diào)節(jié)更及時(shí)、準(zhǔn)確。對(duì)電機(jī)或機(jī)械無(wú)啟動(dòng)沖擊。有效降低機(jī)械磨損,提高了機(jī)械壽命,降低了維護(hù)成本。加強(qiáng)高壓變頻器的維護(hù),減少變頻器故障的發(fā)生,縮短變頻器故障的處理時(shí)間,對(duì)提高電廠節(jié)能降耗有積極作用。

本文編輯責(zé)任:齊勝濤

表1 2015年三相電能表自動(dòng)化檢定流水線設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)

b.多功能檢定異常42次,占三相電能表自動(dòng)化檢定流水線設(shè)備故障44.7%。表計(jì)建檔錯(cuò)誤9次,主要原因是建檔信息與表計(jì)實(shí)物不符,導(dǎo)致表計(jì)上線后無(wú)法正常檢定;由于表位原因,造成部分檢定倉(cāng)不合格表計(jì)數(shù)量增多的異常事件28次,主要原因是長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn),部分表位磨損嚴(yán)重;上線表計(jì)信息核對(duì)異常5次,主要原因是部分上線表計(jì)無(wú)法通過(guò)信息核對(duì),經(jīng)檢查此類(lèi)表計(jì)非待檢表計(jì)。

c.輸送線異常12次,占三相電能表自動(dòng)化檢定流水線設(shè)備故障12.7%。倍速鏈輸送線故障5次,主要原因是三相電能表自動(dòng)化檢定流水線24 h不間斷生產(chǎn),導(dǎo)致倍速鏈輸送線磨損加劇,有斷裂;上下料區(qū)Flex輸送線故障7次,主要原因是三相電能表自動(dòng)化檢定流水線24h不間斷生產(chǎn),流水線現(xiàn)有布局導(dǎo)致上下料區(qū)域Flex輸送線長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)致導(dǎo)軌磨損嚴(yán)重。

綜上所述,通過(guò)加強(qiáng)建檔人員培訓(xùn)、重點(diǎn)巡視、降低交互信息失敗率、及時(shí)更換易損件、優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式、優(yōu)化子站布線、加強(qiáng)部門(mén)之間溝通配合等一系列措施,可以明顯降低三相電能表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)故障率,加快故障處理速度,減少停產(chǎn)時(shí)間,進(jìn)一步提升自動(dòng)化檢定系統(tǒng)實(shí)用性。

3.3 應(yīng)用效果

運(yùn)用“人機(jī)料法環(huán)分析法”對(duì)三相電能表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行分析,可以很直觀看出影響自動(dòng)化檢定系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的人員、機(jī)器、材料、方法、環(huán)境5個(gè)因素,進(jìn)而可以從故障源頭把控系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況,提出解決措施?，F(xiàn)信息交互異常故障基本消除,設(shè)備故障率大幅降低,自動(dòng)化檢定系統(tǒng)實(shí)用性進(jìn)一步提升。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用“人機(jī)料法環(huán)分析法”對(duì)三相電能表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行詳實(shí)分析,有效地降低了三相電能表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)的故障率,消除了大部分設(shè)備、軟件故障,使三相電能表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)以更高的效率參與計(jì)量中心生產(chǎn),更好的服務(wù)智能電表推廣工作。同時(shí),在生產(chǎn)應(yīng)用中,還有些故障現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn),要想將“人機(jī)料法環(huán)分析法”更好地運(yùn)用在生產(chǎn)實(shí)際中,還需現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員和相關(guān)部門(mén)加強(qiáng)溝通配合,提出高效可行的解決措施。

本文責(zé)任編輯:楊秀敏

Treatment and Prevention Measures for Common Faults of High Voltage Frequency Converter

Xiong Li
(Datang Hebei Power Co.Ltd.,Matou Thermal Power Branch,Handan,056044,China)

In view of the high voltage inverter system constitute a huge,many components,operation often has failure problems.This paper analysis input power,output circuit,modulation circuit,external communication,cooling circuit,input transformer temperature circuit,I/O system circuit,and considers that the failure is caused by unit bypass circuit,introduces the failures examples and preventive measures,and strives to reduce the occurrence of inverter fault.

high voltage inverter;common faults;maintenance

TM921.51

B

1001-9898(2016)04-0059-04

2016-06-22

熊 莉(1972-),女,工程師,主要從事繼電保護(hù)技術(shù)管理等工作。