李紅芳，張德飛

(中國(guó)十五冶金建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430075)

0 引 言

東營(yíng)方圓銅業(yè)有限公司(以下稱甲方)二期維修保運(yùn)行項(xiàng)目是在十五冶(以下稱乙方)新建該公司年處理1 000 kt多金屬礦項(xiàng)目后，甲方委托乙方要求做好1 000 kt多金屬礦項(xiàng)目維修保運(yùn)行，保證該廠的開車率和提供設(shè)備的完好率。其中變頻器是該項(xiàng)目重點(diǎn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)裝置。這些設(shè)備的好壞直接關(guān)系到生產(chǎn)運(yùn)行正常與否，影響開車率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該項(xiàng)目共有變頻器156臺(tái)，是監(jiān)護(hù)和維修工作的重點(diǎn)。根據(jù)乙方維保工作中發(fā)現(xiàn)的變頻器實(shí)際故障情況，現(xiàn)針對(duì)各種故障檢修方法進(jìn)行總結(jié)。

1 變頻器常見故障及檢修方法

1.1 變頻控制柜安裝位置引起故障

1.1.1 故障現(xiàn)象及原因

變頻器是通過(guò)規(guī)律改變電源頻率，電流及電壓控制電氣設(shè)備，由于頻率，電流電壓的改變，變頻柜周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化，對(duì)周圍的電氣控制設(shè)備，特別是電流電壓檢測(cè)設(shè)備及控制回路產(chǎn)生電磁干擾，影響較大，如果變頻控制設(shè)備也安裝在旁邊會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行并引發(fā)一系列的電氣設(shè)備故障，例如指示燈故障閃爍，設(shè)備誤動(dòng)作，有時(shí)會(huì)引起電氣控制元器件燒毀。這些故障點(diǎn)往往在大型重要設(shè)備出現(xiàn)比例較大。

1.1.2 故障解決方法

(1)安裝變頻柜時(shí)合理選擇適當(dāng)位置，不能與控制柜并排，如果實(shí)際安裝空間受到限制時(shí)，一定要保證1 m以上的間距，使干擾源不能影響控制設(shè)備。

(2)到設(shè)備的電源電流要采取隔離，控制電纜和動(dòng)力電纜不能共用同一電纜橋架，且電纜敷設(shè)完畢后一定要蓋上橋架蓋板隔離，使磁場(chǎng)不能形成回路，產(chǎn)生感應(yīng)電流。

(3)可靠保證所有電氣設(shè)備工作接地和保護(hù)接地。

(4)電纜采用專用變頻電力電纜，控制電纜采用屏蔽電纜，使影響源對(duì)電纜影響減少。

(5)如果還有一定電磁干擾，可以通過(guò)兩種方法處理：一是將控制燈及按鈕更換為防電磁干擾的指示燈及相關(guān)元器件；二是在這些元器件上并聯(lián)一些電容消除電磁干擾產(chǎn)生的多余電能。

1.2 外部設(shè)備故障引起的變頻器報(bào)警

與變頻器連接的設(shè)備，或者外部檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不好，或者故障可能引起變頻器報(bào)警及跳車。

1.2.1 外部因素引起故障跳車檢查

(1)供給電源質(zhì)量不合格裝置報(bào)警

電源供給質(zhì)量不合格，例如：電壓過(guò)低，缺相，頻率不規(guī)則，有諧波出現(xiàn)等。

(2)控制線路電壓等級(jí)不對(duì)，控制信號(hào)方式不對(duì)及通訊線路信號(hào)中斷。

1.2.2 故障處理方法

(1)電源質(zhì)量故障一般會(huì)在變頻器顯示板上有故障代碼，這類故障一般只能檢查線路是否出現(xiàn)故障，如果處理線路不能消除這些故障，只能改善電源質(zhì)量，增加無(wú)功補(bǔ)償或者隔離變壓器消除電源諧波。

(2)檢查變頻器電路，按照正確電壓等級(jí)取電壓電流信號(hào)，例如：電位器的電壓信號(hào)是5 V還是24 V，給到變頻器的是電壓信號(hào)還是電流信號(hào)；緊固所有控制電纜的接線端子和通訊控制線插接頭，避免接觸不良引起的信號(hào)失真。

(3)檢查控制系統(tǒng)的啟動(dòng)方式，是遠(yuǎn)程控制還是就地控制，設(shè)置驅(qū)動(dòng)模式要與實(shí)際工況一致。

1.3 變頻器內(nèi)部問(wèn)題引起的故障

1.3.1 主板溫度高及處理方法

IGBT溫度高即主板溫度高，主要原因是環(huán)境溫度過(guò)高或者IGBT發(fā)熱量大，熱量不能及時(shí)發(fā)散，造成局部溫度高。變頻器的IGBT的運(yùn)行溫度一般在90 ℃以下。

處理方法主要有以下幾點(diǎn)：

(1)檢查環(huán)境溫度。變頻器運(yùn)行環(huán)境溫度應(yīng)控制在40 ℃以內(nèi)，如果長(zhǎng)期高溫會(huì)增加變頻器的故障率，且會(huì)降低設(shè)備壽命。

(2)檢查并保證設(shè)備的通風(fēng)流量合適，風(fēng)扇運(yùn)行良好。

(3)電機(jī)設(shè)備功率是否大于變頻器的容量，如果超額定功率則要更改變頻器的容量，使其和設(shè)備容量相匹配。

(4)由于變頻器運(yùn)行年份長(zhǎng)，內(nèi)部集灰嚴(yán)重，容易引起主板溫度高，此類情況要定期對(duì)變頻器內(nèi)部清理。

1.3.2 電機(jī)溫度高及處理方法

電機(jī)溫度過(guò)高，除了電機(jī)本身原因外，和變頻器有關(guān)的主要是電機(jī)過(guò)載，電機(jī)功率低或者冷卻裝置不行，散熱效果不好。還有一個(gè)方面原因是電機(jī)啟動(dòng)數(shù)據(jù)不對(duì)，降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)間太長(zhǎng)，啟動(dòng)電流長(zhǎng)時(shí)間過(guò)大，造成電機(jī)溫度過(guò)高。

處理方法：檢查電機(jī)通風(fēng)是否良好，如果通風(fēng)良好，則檢查變頻器內(nèi)部設(shè)置參數(shù)是否正確，特別是啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短是否符合規(guī)定。

1.3.3 變頻器啟動(dòng)故障告警及處理方法

變頻器啟動(dòng)時(shí)故障燈閃爍，瞬間又不跳車，需要檢查設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，看參數(shù)設(shè)置是否符合設(shè)備啟動(dòng)條件及設(shè)備參數(shù)是否正確，故障復(fù)位后，如還有故障信號(hào)，則可能是變頻器本身質(zhì)量有問(wèn)題，需要聯(lián)系變頻器設(shè)備生產(chǎn)廠家咨詢處理故障方法。

1.3.4 變頻器啟動(dòng)或者運(yùn)行時(shí)跳車及處理方法

設(shè)備啟動(dòng)時(shí)報(bào)警或者運(yùn)行時(shí)報(bào)警。出現(xiàn)這種故障，先檢查故障代碼，對(duì)照設(shè)備說(shuō)明書，檢查故障代碼是什么，根據(jù)故障代碼處理相應(yīng)故障，這類情況大部分是電機(jī)運(yùn)行啟動(dòng)電流過(guò)大或者電機(jī)運(yùn)行時(shí)電壓過(guò)低或者不穩(wěn)定。

1)電機(jī)運(yùn)行啟動(dòng)電流過(guò)大

出現(xiàn)此種情況時(shí)，要檢查變頻器功率容量和電機(jī)參數(shù)是否正常，檢查變頻器啟動(dòng)電流是否在3～5倍額定電流；電力電纜絕緣及電機(jī)絕緣是否良好。如果變頻器安裝環(huán)境溫度在40℃以上時(shí)變頻器必須降容使用。

2)電機(jī)運(yùn)行時(shí)電壓過(guò)低或者不穩(wěn)定

電機(jī)運(yùn)行時(shí)電壓過(guò)低或者不穩(wěn)定，主要有兩個(gè)方面的原因。

(1)設(shè)備功率過(guò)大或者輸送線路過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致設(shè)備啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)電壓下降，設(shè)備運(yùn)行允許電壓達(dá)不到，設(shè)備故障跳車。

這類故障處理方法一般是檢查設(shè)備功率容量是否合適，如果合適，檢查設(shè)備運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間是否過(guò)短，設(shè)備沒有達(dá)到轉(zhuǎn)速后全壓?jiǎn)?dòng)，造成大功率設(shè)備啟動(dòng)拉低電網(wǎng)電壓。

(2)中間電路直流電壓高，引起中間直流電壓過(guò)高，這種故障在大功率設(shè)備啟停時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)。例如：冶金爐體、大冶金行車、水泵等設(shè)備驅(qū)動(dòng)經(jīng)常出現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)此類故障，頻率較高。其原因有：

①過(guò)電壓保護(hù)控制器工作不正常；

②制動(dòng)斬波器或者制動(dòng)電阻動(dòng)作不正?；蛘唠娮璨还ぷ鳎?/p>

③減速時(shí)間設(shè)置不對(duì)。

主要處理方法如下：

①檢查過(guò)電壓保護(hù)器是否正常，主要看輸出電壓是否平穩(wěn)，如果不平穩(wěn)更換過(guò)電壓保護(hù)器；

②檢查設(shè)備制動(dòng)電阻或者斬波器是否完好，或者制動(dòng)器是否正常打開或者關(guān)閉，如果制動(dòng)器工作不正常會(huì)引起這類故障發(fā)生；

③檢查制動(dòng)減速時(shí)間，如果減速時(shí)間比機(jī)械制動(dòng)時(shí)間短會(huì)引起中間電路直流電壓升高，如果減速時(shí)間比機(jī)械制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)會(huì)引起制動(dòng)電阻或者變頻器制動(dòng)單元發(fā)熱嚴(yán)重。

1.3.5 帶載試車時(shí)設(shè)備故障跳車及處理方法

設(shè)備載重量原因，如設(shè)備負(fù)荷過(guò)大，造成啟動(dòng)電流過(guò)大或者啟動(dòng)時(shí)間超時(shí)，對(duì)于爐體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶爐體運(yùn)行時(shí)，因?yàn)闋t體是不規(guī)則體，如果冷態(tài)狀況下，爐體容易出現(xiàn)偏心情況，啟動(dòng)時(shí)會(huì)因偏心出現(xiàn)爐體過(guò)力矩或者過(guò)流情況發(fā)生，出現(xiàn)這類情況需要機(jī)械配重改變重心，或者更改變頻器參數(shù)使其轉(zhuǎn)到正常位置處理。這類故障在爐體停爐維修過(guò)程中經(jīng)常性出現(xiàn)。

1.3.6 缺相故障報(bào)警及處理方法

這類故障主要有電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)不正常，電力線路存在絕緣或者斷開情況，還有就是電源質(zhì)量或者變頻器整流逆變電源模塊故障，輸出電壓不對(duì)。

此類故障處理方法為：檢查電機(jī)設(shè)備參數(shù)是否正常，電力電纜是否絕緣良好和通斷情況，以及檢查變頻器逆變模塊輸出電壓數(shù)值是否正確。

1.3.7 變頻器報(bào)接地故障處理方法

這類故障先檢查電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)是否正常，主要用絕緣搖表檢查絕緣情況和用直流電阻測(cè)試儀測(cè)量電機(jī)直流電阻；用絕緣搖表測(cè)量電力線路絕緣情況；如果電機(jī)和電纜沒有問(wèn)題，需要檢查變頻器內(nèi)部元器件并清理變頻器內(nèi)部集灰，保證內(nèi)部干凈干燥。

1.3.8 變頻器不同步故障及處理方法

不同步主要是兩臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)機(jī)械設(shè)備情況，例如主廠房大型冶金行車，兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主鉤運(yùn)行，如果行車電機(jī)運(yùn)行時(shí)間不同步或者轉(zhuǎn)速不同步，就會(huì)造成該故障出現(xiàn)。出現(xiàn)該故障時(shí)，先檢查電機(jī)及變頻器內(nèi)部參數(shù)是否設(shè)置正確，且兩臺(tái)變頻器設(shè)置要一致；檢查電機(jī)抱閘系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，如果抱閘不打開或者打開關(guān)閉不同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)該故障；檢查電機(jī)運(yùn)行檢測(cè)參數(shù)是否一致，特別是編碼器數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)相差大，檢測(cè)編碼器是否工作正常。

2 結(jié) 語(yǔ)

以上論述的低壓變頻器故障是在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的，出現(xiàn)新故障時(shí)我們能及時(shí)到達(dá)，但是處理時(shí)間比較長(zhǎng)，一般要3～4 h，主要是故障原因判定需要時(shí)間較長(zhǎng)，再次重復(fù)出現(xiàn)或者后期重復(fù)出現(xiàn)能在0.5 h內(nèi)處理完成。現(xiàn)在通過(guò)故障處理的分析總結(jié)，希望對(duì)日后項(xiàng)目的電氣維修提供一定技術(shù)支持，通過(guò)借鑒總結(jié)故障處理方法，對(duì)日后的維修施工效率的提高有一定的幫助；通過(guò)技術(shù)總結(jié)對(duì)施工班組人員進(jìn)行培訓(xùn)，有利于提高維修人員的技術(shù)水平。