淺談變頻器的安裝調(diào)試

威頓達州化工有限責任公司 魏 來

1 概述

威頓達州化工有限責任公司（以下簡稱威頓達州）一期800 kt/a硫磺制酸裝置建于四川省達州市天然氣能源化工園區(qū)甕福達州磷硫化工基地（以下簡稱甕福達州基地）內(nèi)，該裝置采用“3+1”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，配套有孟莫克HRS低溫余熱回收系統(tǒng)，云南亞泰氨法尾氣吸收脫硫裝置、德國西門子KKK風機和路易期酸泵。一期裝置共采用變頻器16臺，（原設計12臺）酸循環(huán)泵、3臺精硫泵、2臺地槽泵，成品酸泵、裝置除年度計劃性檢修外常年不間斷運行，對電氣連續(xù)穩(wěn)定運行提出了更高的要求，項目建成后根據(jù)生產(chǎn)工藝情況決定對HRS鍋爐給水泵，脫鹽水泵將原工頻運行泵改為變頻運行，方便于脫鹽水箱和HRS鍋爐實現(xiàn)自動補水調(diào)節(jié)，以前采用人工啟泵手動打開出口閥的開度調(diào)節(jié)，經(jīng)常要往返于控制室和裝置現(xiàn)場，效率低下，裝置現(xiàn)場大，人員緊張。精硫泵、地槽泵5臺由于原設計為施耐德實際現(xiàn)場為ABB550，廠家也只對變頻器接了主回路電源，由于每個廠家對控制回路端子定義不一樣，所以需要重新按照ABB變頻器的說明書進行接線并調(diào)試。對在調(diào)試和試運行過程中出現(xiàn)的一些問題進行整理和分析。

2 變頻器安裝存在的問題

達州公司原配電室占地面積小，在基地內(nèi)場地受限，設計緊湊、備用回路不足，高低壓配電設備設計在一個房間，且由于有腐蝕性氣體未設計相關通風設施，這就導致余變頻器在技改中受到很大的限制，試生產(chǎn)過程中出現(xiàn)頻繁跳閘、造成誤動作、誤報警。為解決在生產(chǎn)中遇到過流、雷擊、晃電對生產(chǎn)造成的影響對變頻器在安裝和運行中出現(xiàn)的問題進行整改。

2.1 變頻器安裝不當造成的影響

（1）變頻器的安裝環(huán)境和位置至關重要。由于內(nèi)部采用的大功率板、整流模塊、逆變模塊、電阻、電容等大功率的電子元件易受到環(huán)境溫度的影響，溫度過高會導致于電阻值和元器件性能變化從而造成誤動作。電阻阻值、電壓不穩(wěn)定，光耦和電容容量下降加快，遠離帶發(fā)熱體的設備（如變壓器，蓄電池）顯得至關重要，因為變壓器和蓄電池在運行時溫度較高，蓄電池有爆炸燃燒和漏液，如果靠的過近會減少變頻器的壽命，在裝配時要在配電柜門裝2臺對稱軸流風機進行強制通風。配電室常年保持在25度環(huán)境溫度為宜，戶外安裝環(huán)境要考慮防雨防嗮及周圍排放的冷凝水汽對變頻器絕緣的影響。蒸汽冷凝水散落在控制柜的上方進入變頻器后其絕緣性能就會下降，在運行時可導致變頻器燒毀事故，如鍋爐加藥泵采取一拖二，由于控制柜門密封性不好，蒸汽冷凝水流進變頻器會將其短路燒毀。如若在潮濕的環(huán)境下和北方氣溫較低的地區(qū)必要時在箱中增加干燥劑和加熱器以維持正常工作需要溫度，后來在配電柜的周圍加了一圈防水墊和防雨帽后效果大大的得到了改善，安裝室內(nèi)環(huán)境溫度過高還需增加空調(diào)和降溫設施以保持良好的運行條件，可見環(huán)境溫度對變頻器影響較大。

（2）腐蝕性氣體。由于威頓達州裝置主要生產(chǎn)硫酸，是化工生產(chǎn)企業(yè)，具有腐蝕性的二氧化硫，三氧化硫氣體容易對變頻器元器件的引出線、印刷電路板、電阻、電容、芯片、等破壞，使其無法工作，破壞的絕緣將會導致變頻器可能會出現(xiàn)炸機等，所以腐蝕性氣體的危害性也不可忽視。

（3）振動。變頻器在安裝時要充分的考慮運行工程中振動帶來的危害性，固定配電盤的基礎必須牢固在電纜溝的基礎上并用螺桿連接在相鄰的配電盤，使其不能晃動，遠離較大啟動設備的接觸器等，周圍振動過大會造成變頻器控制回路輔助觸點異常斷開。

（4）電磁波干擾。變頻器在正常運行時對周圍產(chǎn)生電磁波干擾附近其它的儀器儀表設備，使其工作不穩(wěn)定，脫鹽水泵在運行時就出現(xiàn)過一合閘后馬上跳閘，最后排查到變頻器啟動時干擾到未整改之前的電機馬達控制保護器，使其合閘的瞬間出現(xiàn)一次CT過流后將常閉觸點斷開從而使變頻得電后受干擾斷開控制回路電源，由于變頻器本身具有各種保護，因其是整改的回路，后來將馬達保護的點短接采用變頻器的保護后問題得到解決，要消除干擾必需選用正確的拼搏電纜。

（5）千萬不要將進線電源連接到傳動單元的輸出端：U2、V2、W2上。進線連接到到變頻器輸出端將導致變頻器損壞。如果有旁路切換回路，需使用機械開關和接觸器互鎖，調(diào)試前在對電機進行耐壓和絕緣電阻之前要斷開電機電纜。

（6）電機電纜要求使用導線管、鎧裝或屏蔽電纜，導管之間要安裝一個接地導體橋接，動力線和控制線與變頻器有關的模擬信號線選用屏蔽雙絞線，動力電纜選用對稱的三芯電纜，帶同軸的PE導體，或帶同軸四芯電纜。

2.2 變頻器選型

（1）變頻器選型不對將會導致于變頻器不匹配，不能進行很好的調(diào)節(jié)和達到節(jié)能的目的，有的加變頻器是為了生產(chǎn)上好調(diào)節(jié)，有的是為了節(jié)能，不管哪種根據(jù)實際負載類型選用合適的變頻器至關重要，采用變頻的目的，達州裝置只有水泵和酸泵所以選用輕載的變頻器就能滿足生產(chǎn)需要。

（2）在同一個電壓范圍內(nèi)不管供電電壓是多少，其額定輸出電流相同。為了達到給電機額定功率，變頻器輸出電流必須大于電機額定電流，在多個電機系統(tǒng)中，變頻器輸出電流要大于所有電機輸入電流總和。

（3）威頓達州裝置酸泵和地槽泵電纜最遠超過300米，為避免變頻器出力不足，在變頻器的出線端加裝電抗器，選用變頻器的時候容量也要大一檔。

（4）酸循環(huán)泵夏天運行時時外殼溫度近80度，由于泵端的介質(zhì)是高溫濃硫酸，酸槽液位較高時從泵端的溫升傳到電機端再加之一期裝置很多變頻器都沒選專用變頻電機和獨立電源的風扇，在調(diào)頻時電機轉(zhuǎn)速降低影響電機散熱，在某些情況下，要求變頻器降容使用，如果電機滿功率運行時要選擇大一檔以便提供足夠的負載能力。

3 變頻器在使用常見的幾個問題及對應措施

（1）例如，威頓達州由于現(xiàn)場的安裝條件，一期脫鹽水泵和鍋爐給水泵變頻安裝在相鄰且其它負荷的柜內(nèi)，原電機出線不夠長，2臺電抗器都裝置原來的出線柜內(nèi)。且安裝位置受限制，距離較近。調(diào)頻方式均為DCS和面板給定，所以兩臺在同時運行時會形成相互之間的干擾。運行其中一臺時工作正常，兩臺同時運行互相干擾時會出現(xiàn)某些變頻器誤動作，干擾變頻器霍爾傳感器使其報2310頻繁報過電流動作，經(jīng)過盤車檢查，電機絕緣檢查，三相電流平衡檢查等正常后發(fā)現(xiàn)是變頻器誤報，后對變頻器控制板，施加15V直流電壓對電流采樣傳感器進行判斷發(fā)現(xiàn)阻值其中一個與另兩個相差2歐姆，經(jīng)更換傳感器、做屏護措施后故障消除，現(xiàn)已連續(xù)正常運行一年多。

（2）酸泵遇晃電，酸泵采用的西門子G130變頻器，對裝置的連續(xù)穩(wěn)定運行要求更高，由于當初基地內(nèi)只有一路電源供電且在雷雨季節(jié)時故出現(xiàn)晃電后酸泵跳閘導致公司停產(chǎn)。西門子變頻器相對ABB來講保護多，且配置的模塊多，對電源質(zhì)量要求更高。在同樣條件下ABB正常運轉(zhuǎn)，西門子出現(xiàn)保護動作，為解決這一問題，后來和西門子技術人員溝通后對西門子3臺變頻器采取程序優(yōu)化，

1）將西門子變頻器改自動重合閘啟動，當電網(wǎng)波動瞬間失電再來電時可實現(xiàn)設備的自啟動。

2）DCS相關聯(lián)鎖做5-10S延時動作，當變頻器或電源出現(xiàn)其它故障不能正常實現(xiàn)重合閘啟動將延時動作聯(lián)鎖，采取正常停車方式，如果重合閘成功投入正常運行。

3）3臺變頻器若在同時自啟動時對電網(wǎng)的影響。后分別做了10-20毫秒的延時（因變壓器選擇的余量較大，折算出同時啟動的電流在600多A,變壓器額定1250A,因此對變壓器及電網(wǎng)的影響不大）

經(jīng)過整改后的方案使得現(xiàn)在變頻器得以良好的運行，并每次利用計劃檢修機會對變頻器進行維護保養(yǎng)，定期更換容易導致跳閘的中間繼電器進行更換后現(xiàn)一直運行正常。

4 結(jié)束語

電子技術在不斷的更新，只有嚴格遵守變頻器的說明和行業(yè)規(guī)范，不斷學習新技術才能正確的使用和維護變頻器。

[1]ABBAC550用戶手冊[S].P227,236,238.