郭軍

（中國(guó)石油大慶石化公司招標(biāo)中心，黑龍江 大慶 163000）

隨著當(dāng)下技術(shù)的進(jìn)步，低壓變頻器中可采用的技術(shù)種類越來(lái)越多，這些技術(shù)具有多樣性、先進(jìn)性，能提高低壓變頻器性能，保障其功能，滿足實(shí)際需求。在很多生產(chǎn)生活領(lǐng)域都應(yīng)用了低壓變頻器，市場(chǎng)上陸續(xù)出現(xiàn)了多種類型的低壓變頻器，在具體的工作中應(yīng)結(jié)合需求來(lái)選擇。各類低壓變頻器的有關(guān)技術(shù)雖越發(fā)成熟，但在使用中受到環(huán)境、操作等影響，時(shí)常面臨各種故障，增大了低壓變頻器的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，也帶來(lái)了一定的能源消耗。當(dāng)前及未來(lái)針對(duì)低壓變頻器，應(yīng)立足故障類型及特點(diǎn)，制定科學(xué)的運(yùn)行維護(hù)工作體系。

1 低壓變頻器的優(yōu)點(diǎn)

1.1 節(jié)能效果明顯

低壓變頻器在運(yùn)行過(guò)程中依賴電源頻率的調(diào)整自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，此種調(diào)節(jié)關(guān)系下幾乎無(wú)任何不必要的機(jī)械損耗。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，泵與風(fēng)機(jī)類型的負(fù)載比較常見(jiàn)，專業(yè)設(shè)備中流量與電機(jī)轉(zhuǎn)速、壓力與轉(zhuǎn)速平方、消耗功率與轉(zhuǎn)速立方之間均為正比關(guān)系。如在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中流量從100%下降到80%，消耗功率則降至51%，也就是說(shuō)，即使風(fēng)機(jī)或泵處于低效運(yùn)行狀態(tài)下，再綜合分析變頻器自身的性能及其他因素，依舊有一定的節(jié)能效果。

1.2 調(diào)節(jié)平穩(wěn)、準(zhǔn)確

低壓變頻器的調(diào)節(jié)具有平穩(wěn)性、準(zhǔn)確性，以流體為例，在實(shí)際的工作中為合理調(diào)節(jié)流量，一般利用閥門或擋板，實(shí)際流量不超額定流量的情況下意味著較大的節(jié)流損失；流量較小的情況下存在一定的節(jié)流損失，閥門或擋板的開度小，管路存在明顯的振動(dòng)現(xiàn)象且流量存在或大或小的波動(dòng)。針對(duì)生產(chǎn)領(lǐng)域的給粉機(jī)、給煤機(jī)等專業(yè)設(shè)備，在實(shí)際的運(yùn)行中主要為機(jī)械變速、電磁變速控制方式，這些調(diào)節(jié)方式常常無(wú)法達(dá)到均勻調(diào)節(jié)的目標(biāo)。而在使用了低壓變頻器以后，能改變上述問(wèn)題，因?yàn)槠湔{(diào)節(jié)方式的特殊性，能平穩(wěn)、準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

2 低壓變頻器的故障及處理措施

2.1 變頻控制柜安裝位置引起故障

（1）故障現(xiàn)象及原因。低壓變頻器的運(yùn)行期間，控制電氣設(shè)備依賴調(diào)節(jié)電源頻率、電流與電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)頻率、電流與電壓有所變化時(shí)，變頻柜周圍的磁場(chǎng)無(wú)法維持原狀，在控制電氣設(shè)備時(shí)面臨其他因素的干擾，這種干擾現(xiàn)象在控制回路、電流電壓檢測(cè)設(shè)備方面十分明顯，一旦變頻控制設(shè)備也安裝于附近，設(shè)備運(yùn)行中將面臨諸多干擾，如易發(fā)生各類故障，引起誤動(dòng)或者安全問(wèn)題。

（2）處理措施。針對(duì)上述故障，低壓變頻器的安裝階段需注意以下方面：在安裝變頻柜時(shí)，需遵守安裝規(guī)范，特別需注意選擇位置，不得使變頻柜與控制柜并排，如在安裝現(xiàn)場(chǎng)確實(shí)受到空間條件的限制，二者之間至少保持1m的距離，減小各自之間的干擾；接入設(shè)備的電源電流需采取隔離方式，控制電纜和動(dòng)力電纜嚴(yán)禁為同一電纜橋架，當(dāng)專業(yè)人員按照相應(yīng)規(guī)定敷設(shè)好電纜后，必須為其蓋上橋架蓋板隔離，避免磁場(chǎng)形成回路；全部電氣設(shè)備都需按照行業(yè)規(guī)定完成工作接地與保護(hù)接地；如還存在電磁干擾現(xiàn)象，應(yīng)替換原有的控制燈與按鈕，使用防電磁干擾的指示燈、元器件，并在有關(guān)元器件上并聯(lián)電容。

2.2 外部設(shè)備故障引發(fā)的變頻器報(bào)警

低壓變頻器使用過(guò)程中并非單獨(dú)存在，其往往與其他設(shè)備之間存在連接關(guān)系，一旦與變頻器連接的設(shè)備發(fā)生故障，也有可能引發(fā)變頻器的異常，如報(bào)警、跳車。

（1）外部因素引發(fā)的故障跳車檢查。外部因素為引發(fā)變頻器跳車檢查的一大原因，如供電電源的安全性和穩(wěn)定性不足，表現(xiàn)為電壓偏低、缺相、存在諧波；控制線路的電壓等級(jí)不匹配，或者控制信號(hào)的方式不符合要求。

（2）故障處理方法。對(duì)于低壓變頻器的錯(cuò)誤報(bào)警故障，在實(shí)際的工作中應(yīng)采取以下解決措施：①電源質(zhì)量故障往往會(huì)直觀呈現(xiàn)在變頻器顯示板上，一旦發(fā)生故障，顯示板上將呈現(xiàn)錯(cuò)誤代碼，如發(fā)生此類故障，應(yīng)安排專人進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)展開調(diào)研，檢查各線路是否存在異常情況，處理了線路故障后故障未消除，應(yīng)從根本上改變電源質(zhì)量，在原有基礎(chǔ)上增加無(wú)功補(bǔ)償或者配備隔離變壓器。②檢查變頻器電路是否正常，在無(wú)異常的情況下以正確電壓等級(jí)選定電壓和電流信號(hào)，確保全部控制電纜接線端子、通訊控制線插頭的緊固性，防止接觸不良。（3）檢查控制系統(tǒng)的啟動(dòng)方式，分析其為遠(yuǎn)程控制還是就地控制，對(duì)應(yīng)設(shè)置驅(qū)動(dòng)模式。

2.3 內(nèi)部問(wèn)題引發(fā)的變頻器故障

（1）主板溫度高及處理方法。低壓變頻器運(yùn)行過(guò)程中如IGBT的溫度較高，也就意味著主板溫度超出了正常標(biāo)準(zhǔn)，此現(xiàn)象由環(huán)境溫度過(guò)高所導(dǎo)致，或者也有可能是變頻器運(yùn)行期間IGBT的發(fā)熱量異常大，但散熱不佳所引發(fā)。根據(jù)大量的經(jīng)驗(yàn)，低壓變頻器運(yùn)行期間IGBT的溫度一般在90℃上下。針對(duì)主板溫度過(guò)高現(xiàn)象，需做好以下工作：①密切監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，將環(huán)境溫度保持在40℃以內(nèi)，如變頻器運(yùn)行時(shí)的環(huán)境溫度過(guò)高，變頻器可能發(fā)生各種故障；②檢查設(shè)備的通風(fēng)流量，將該參數(shù)控制在正常標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，并始終保持風(fēng)扇良好的運(yùn)行狀態(tài)；③比較電機(jī)設(shè)備功率值與變頻器容量值，一旦設(shè)備功率值超過(guò)額定功率，需立即調(diào)整變頻器容量，使其與設(shè)備容量保持一致；④定期安排專人清理變頻器。

（2）電機(jī)溫度高及處理方法。低壓變頻器運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)溫度過(guò)高也是比較常見(jiàn)的故障類型，這一故障情況不僅因電機(jī)本身的質(zhì)量或者性能問(wèn)題所導(dǎo)致，也與電機(jī)過(guò)載存在直接聯(lián)系，或者電機(jī)功率過(guò)小、冷卻裝置性能不達(dá)標(biāo)，無(wú)法發(fā)揮散熱現(xiàn)象，也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)溫度高于正常值。另外，一些特殊情形下電機(jī)啟動(dòng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間保持較大的啟動(dòng)電流，也會(huì)加劇此故障。針對(duì)這一類故障，相關(guān)人員在日常需檢查電機(jī)通風(fēng)情況，在通風(fēng)條件較為理想的情況下，檢查變頻器內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)，確保每一參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)。

（3）變頻器啟動(dòng)故障告警及處理方法。一些低壓變頻器在啟動(dòng)時(shí)故障燈閃爍，瞬間不跳車，對(duì)此故障現(xiàn)象，相關(guān)人員需檢查設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，將實(shí)際參數(shù)與正常參數(shù)相對(duì)比，分析是否具備啟動(dòng)條件；故障復(fù)位后如依舊存在故障信號(hào)，一般為變頻器自身質(zhì)量問(wèn)題引起異常，此時(shí)，有關(guān)人員需立即與變頻器廠家聯(lián)系，確定處理方式。

（4）變頻器啟動(dòng)或運(yùn)行時(shí)跳車及處理方法。如低壓變頻器啟動(dòng)或者運(yùn)行階段發(fā)生了報(bào)警現(xiàn)象，有關(guān)人員需理解查看故障代碼，將此代碼與設(shè)備說(shuō)明書中的內(nèi)容相對(duì)比，確定故障代碼所對(duì)應(yīng)的故障類型，再據(jù)此制定故障處理措施。一般來(lái)說(shuō)，低壓變頻器的啟動(dòng)、運(yùn)行報(bào)警現(xiàn)象，多為電機(jī)運(yùn)行啟動(dòng)的電流值過(guò)高、電壓過(guò)低或者穩(wěn)定性不足所引發(fā)。

首先，電機(jī)運(yùn)行啟動(dòng)電流過(guò)大，當(dāng)發(fā)生此現(xiàn)象時(shí)，有關(guān)人員需立即檢查變頻器的功率容量、電機(jī)參數(shù)、啟動(dòng)電流，保障這些參數(shù)無(wú)異常情況，能與實(shí)際要求相一致，在上述參數(shù)正常時(shí)，檢查電力電纜絕緣、電機(jī)絕緣是否與標(biāo)準(zhǔn)情況相符合。一旦變頻器的環(huán)境溫度超過(guò)40℃這一上限值，應(yīng)使變頻器降容。

其次，對(duì)于電機(jī)運(yùn)行時(shí)電壓偏低或者穩(wěn)定性不足的情況，其原因主要為：設(shè)備功率過(guò)大，輸送線路長(zhǎng)度長(zhǎng)，在設(shè)備啟動(dòng)的瞬時(shí)時(shí)間段內(nèi)，電網(wǎng)電壓持續(xù)減小，難以達(dá)到設(shè)備允許電壓值，引發(fā)設(shè)備跳車現(xiàn)象。針對(duì)這一方面的故障，有關(guān)人員需密切關(guān)注設(shè)備功率容量值，如該值能達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，再檢查設(shè)備運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間、轉(zhuǎn)速，在這些指標(biāo)不符合要求的情況下設(shè)備將全壓?jiǎn)?dòng)，大功率設(shè)備啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)電壓偏低。中間電路的直流電壓過(guò)高故障一般出現(xiàn)在大功率設(shè)備啟停階段，其故障原因?yàn)椋哼^(guò)電壓保護(hù)控制器的運(yùn)行異常，難以發(fā)揮應(yīng)有的作用；制動(dòng)斬波器或者制動(dòng)電阻動(dòng)作失效，電阻未正常工作；減速時(shí)間設(shè)置不符合要求。如在實(shí)際的工作中發(fā)生此現(xiàn)象，專業(yè)人員需立即檢查過(guò)電壓保護(hù)器的工作狀態(tài)，重點(diǎn)評(píng)估其輸出電壓值是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，如輸出電壓值頻繁變化，則需配備全新的過(guò)電壓保護(hù)器；檢查設(shè)備制動(dòng)器的電阻或者斬波器是否有故障，將檢查重點(diǎn)放在制動(dòng)器開啟和關(guān)閉是否正常上；檢查制動(dòng)減速時(shí)間，如減速時(shí)間短于機(jī)械制動(dòng)時(shí)間，中間電路直流電壓異常高，但如減速時(shí)間略長(zhǎng)，也會(huì)引發(fā)出現(xiàn)其他問(wèn)題，如制動(dòng)電阻、變頻器制動(dòng)單元過(guò)熱，必須將減速時(shí)間控制在正常范圍內(nèi)。

3 低壓變頻器的運(yùn)行維護(hù)措施

3.1 采取恰當(dāng)?shù)木S護(hù)方法

低壓變頻器作為一類相對(duì)常見(jiàn)的設(shè)備，此設(shè)備在使用過(guò)程中常常會(huì)發(fā)生諸多故障，影響了設(shè)備可靠性、安全性。為降低故障概率，相關(guān)人員在日常針對(duì)低壓變頻器這類專業(yè)設(shè)備，必須將運(yùn)行維護(hù)作為重點(diǎn)工作?？紤]運(yùn)行維護(hù)的特殊要求，相關(guān)人員必須立足實(shí)際情況，選擇恰當(dāng)?shù)木S護(hù)方法。如參考低壓變頻器的設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行環(huán)境來(lái)選擇維護(hù)方法，再依據(jù)專用變壓器調(diào)速裝置，調(diào)速設(shè)定設(shè)備內(nèi)的電機(jī)組件。如變頻器運(yùn)行過(guò)程中個(gè)別元器件的溫度較高，應(yīng)強(qiáng)制冷卻，將溫度保持在正常條件。低壓變頻器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中，個(gè)別組件會(huì)因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者頻繁開關(guān)發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象，此情況下，相關(guān)人員必須全面分析設(shè)備內(nèi)固定電阻元件的阻抗值大小，參考變頻器電流值，配備配套的開關(guān)元件，控制變頻裝置的有關(guān)參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)。由于低壓變頻器的重要性，日常的運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中有關(guān)人員必須及時(shí)斷電，在5～7min后再檢測(cè)各組件在恢復(fù)初始狀態(tài)時(shí)的彈性效率，再啟動(dòng)設(shè)備。

3.2 注重電機(jī)維護(hù)

低壓變頻器的運(yùn)行維護(hù)中，電機(jī)維護(hù)必不可少，具體的工作中需注意以下方面。

（1）檢查和處理內(nèi)部各種元器件，由專人負(fù)責(zé)檢查，一旦某一元器件存在異常情況，應(yīng)立即維修或者更換。

（2）定期除塵，低壓變頻器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中局部位置灰塵積累較多，而積灰過(guò)多將降低設(shè)備運(yùn)行的可靠性，運(yùn)行維護(hù)中為避免此類現(xiàn)象，需安排專人定期除塵，特別是當(dāng)?shù)蛪鹤冾l器處于灰塵較大的工作環(huán)境時(shí)，更需頻繁除塵，縮短除塵周期。

（3）檢測(cè)電機(jī)結(jié)構(gòu)的完整性，如存在組件缺失等情況時(shí)，應(yīng)立即處理，確保電機(jī)結(jié)構(gòu)完整，組件正常，※使電機(jī)正常運(yùn)行，降低能耗。

（4）檢測(cè)線路，低壓變頻器運(yùn)行期間線路問(wèn)題也較為常見(jiàn)，如線路問(wèn)題未及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和處理，將誘發(fā)更嚴(yán)重的事故，日常的運(yùn)行維護(hù)階段，相關(guān)人員需將線路檢測(cè)作為重點(diǎn)工作，配備電流表、電壓表等設(shè)備，檢測(cè)變頻器裝置兩端的線路是否正常，避免發(fā)生短路、斷路問(wèn)題，如存在異常情況，則需要安排專人來(lái)處理。

3.3 優(yōu)化日常檢修工序

低壓變頻器的運(yùn)行維護(hù)中，檢修工序也是影響工作效率、效果的重要因素，從這一角度分析，相關(guān)人員必須不斷優(yōu)化日常的檢修工序。在正式檢修前，有關(guān)人員需及時(shí)將設(shè)備斷電，檢測(cè)設(shè)備的操控面板、電流電壓、線路、冷卻風(fēng)扇參數(shù)、設(shè)備工況參數(shù)等，一旦發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)處理。在正式進(jìn)入檢修狀態(tài)后，相關(guān)人員需密切監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)采集變頻器的各方面數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即介入維修，保障故障處理的及時(shí)性。在每次運(yùn)維和檢修工作結(jié)束后，相關(guān)人員都需要做好數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與整理，將這些數(shù)據(jù)作為后續(xù)維修和運(yùn)維的依據(jù)。

3.4 提高運(yùn)維人員專業(yè)素養(yǎng)

低壓變頻器的運(yùn)行維護(hù)由專業(yè)人員負(fù)責(zé)，運(yùn)維人員的專業(yè)素養(yǎng)是影響檢修效率的重要因素。為此，相關(guān)單位在實(shí)際的工作中也需要著力提高運(yùn)維人員的專業(yè)素養(yǎng)，定期、不定期培訓(xùn)運(yùn)維人員，向這些運(yùn)維人員傳授低壓變頻器運(yùn)維檢修的相關(guān)理念、方法。為保障培訓(xùn)的有效性，單位內(nèi)需立足自身情況建立科學(xué)的培訓(xùn)體系，在其中清晰規(guī)定培訓(xùn)方法、內(nèi)容、時(shí)間安排等，組織多樣化培訓(xùn)方式，不僅應(yīng)包含線下培訓(xùn)，也需有線上培訓(xùn)，保持理論培訓(xùn)與實(shí)踐訓(xùn)練的統(tǒng)一。另外，在單位內(nèi)的低壓變頻器運(yùn)行維護(hù)中，有關(guān)部門也需要根據(jù)人員需求，不斷引進(jìn)優(yōu)秀的運(yùn)行維護(hù)人員，逐步在企業(yè)內(nèi)組建一支專業(yè)化運(yùn)行維護(hù)團(tuán)隊(duì)。

4 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)行維護(hù)關(guān)乎低壓變頻器的運(yùn)行狀態(tài)，在當(dāng)前低壓變頻器使用越發(fā)普遍的過(guò)程中，相關(guān)人員必須重視故障分析、運(yùn)行維護(hù)，不斷掌握行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，引進(jìn)現(xiàn)代化故障分析與識(shí)別技術(shù)，采用全新的運(yùn)行維護(hù)理念與方法。