低壓變頻器應(yīng)用中的常見故障分析及現(xiàn)場解決技巧

張風(fēng)平 黨宇

摘要：變頻器是電機(jī)在運(yùn)行中擔(dān)任調(diào)節(jié)頻率的系統(tǒng)，目前在空冷塔變頻器的應(yīng)用中比較廣泛。低壓變頻器在市場上的應(yīng)用具有體積小、振動效果低以及噪聲小的特點(diǎn)，它充分利用于我國工業(yè)生產(chǎn)以及提高機(jī)械設(shè)備的自動化，為企業(yè)在生產(chǎn)質(zhì)量以及改變生產(chǎn)環(huán)境中做出巨大貢獻(xiàn)。但目前在使用空冷塔變頻器運(yùn)行中常常會出現(xiàn)停機(jī)的現(xiàn)象，本文中提出它在運(yùn)行中發(fā)生的問題，并分析它的運(yùn)行狀況，從而找出一些解決措施。

關(guān)鍵詞：低壓變頻器;故障分析;解決技巧

引言：由于我國西部大開發(fā)以及西電東送的實(shí)施，雖然很多地區(qū)的電力產(chǎn)業(yè)已經(jīng)得到快速的發(fā)展，但要建設(shè)比較大型的發(fā)電廠還需要在冷卻塔變頻器上加以改造。特別在蘭州地區(qū)煤炭資源比較豐富，水資源比較短缺的區(qū)域，在這種情況下就要運(yùn)用冷風(fēng)塔變頻器進(jìn)行冷卻和排出熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

一、變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀

國外變頻器產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史較長，除日本外，美、英、德、法、意等發(fā)達(dá)國家，目前也都已形成了較完整的變頻器技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。目前西方各國現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r，主要表現(xiàn)在如下方面：變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展較久，具有一定的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)水平和產(chǎn)品品質(zhì)較高;與變頻器相關(guān)的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模，形成了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，能夠生產(chǎn)諸如IGBT、IGCT、SGCT等變頻器中的多種功率器件：新技術(shù)、新工藝不斷廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品中，促進(jìn)了高壓、高功率、高精度、多功能、智能化變頻器的出現(xiàn)，使高壓變頻器在各個(gè)行業(yè)中被廣泛使用。目前，我國國產(chǎn)變頻器的生產(chǎn)，主要是交流380V的中小型變頻器，且大部分產(chǎn)品為低壓，而高壓大功率則很少，能夠研制、生產(chǎn)、并提供服務(wù)的高壓變頻器廠商更少，不過是少數(shù)幾個(gè)具備科研能力或資金實(shí)力強(qiáng)的企業(yè)。在技術(shù)方面，更是僅僅少數(shù)普遍采用V/F控制方式，對中、高壓電機(jī)進(jìn)行的變頻調(diào)速改造。我國高壓變頻器的品種和性能，還處于發(fā)展的初步階段，仍需大量從國外進(jìn)口。具體主要有以下幾個(gè)方面：國外各大品牌的產(chǎn)品加快了占領(lǐng)國內(nèi)市場的步伐并將產(chǎn)品本地化，但我國目前變頻器市場較大，有巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別在石化行業(yè)的應(yīng)用比較廣泛，而且石化企業(yè)不具有足夠資金進(jìn)行科研和規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)工藝相對落后，產(chǎn)品的技術(shù)含量低，品質(zhì)有待提高，但總體上價(jià)格低廉;國內(nèi)高壓變頻器尚未形成一套完備的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品差異性大，需要進(jìn)一步完備、完善高壓變頻器的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，國產(chǎn)高壓變頻器的功率等級較低;高壓變頻器周邊產(chǎn)業(yè)少不夠發(fā)達(dá)，約束了高壓變頻器的發(fā)展速度，很多變頻器中的主要功率器件，無法自行生產(chǎn)。

二、空冷塔變頻器停機(jī)的原因及處理措施

（一）提出問題

根據(jù)我國在石化行業(yè)的調(diào)查研究，2012年我國空冷塔的液位開始上漲，設(shè)定值由原來的初始值漲到了135mm，同時(shí)將空冷塔的回手閥切換到了手動狀態(tài)。如果將回手閥開大，就會降低空冷塔的出口壓力、導(dǎo)致空冷塔的阻力上升，反復(fù)經(jīng)過回手閥的調(diào)制就會發(fā)現(xiàn)回手閥的開度越大，空冷塔的出口壓力就會降低的數(shù)值越大、阻力就會越上升。當(dāng)打開空冷塔的排污口時(shí)就會發(fā)現(xiàn)，排出的水中有氣體以脈沖式噴出，在這種情況下，回手閥開到最大也會導(dǎo)致它的水位上漲、出口壓力降低以及阻力下降的現(xiàn)象。從中可以看出，在運(yùn)行中導(dǎo)致變頻器停機(jī)的最主要原因是空冷塔的出口壓力偏低導(dǎo)致的停機(jī)現(xiàn)象，還有變頻器在運(yùn)行中的參數(shù)不固定、外部的工況條件以及惡劣的環(huán)境，如高溫、潮濕引起的突發(fā)停機(jī)現(xiàn)象。

（二）運(yùn)行情況

因空冷塔出口的壓力偏低導(dǎo)致的停機(jī)現(xiàn)象首先應(yīng)檢查儀表問題，如果空冷塔在出口壓力上進(jìn)行測試、阻力上進(jìn)行測試以及收縮空氣的氣體壓力都出現(xiàn)損壞、波動的現(xiàn)象，就有可能出現(xiàn)空冷塔的壓力低導(dǎo)致停機(jī)現(xiàn)象;而且空冷塔由于污垢堵塞、底部的防漏塞損壞等也會影響停機(jī)現(xiàn)象。如果因使用方法或環(huán)境的不合理設(shè)置也會造成變頻器的停機(jī)現(xiàn)象，首先受外部電磁感應(yīng)的影響，一些外部干擾源一般會通過輻射或電源線的方式侵入變頻器內(nèi)部，發(fā)生控制回路無法正常工作導(dǎo)致停機(jī)現(xiàn)象;如果因環(huán)境問題導(dǎo)致的故障，對于振動沖擊比較大的場合容易產(chǎn)生機(jī)械損壞的現(xiàn)象;對于比較潮濕、塵埃比較嚴(yán)重、腐蝕性較強(qiáng)的區(qū)域就會導(dǎo)致一些部件發(fā)生生銹、絕緣效果降低等短路現(xiàn)象;對于日光直射條件比較充足的情況也會影響器件的壽命。如果因設(shè)備的參數(shù)設(shè)置不合理引起的故障問題主要是發(fā)生在低壓變頻器的聚泵上，就會出現(xiàn)泵的工作運(yùn)行不穩(wěn)定、管線的壓力過大、設(shè)定的升速與降速時(shí)間比較短等現(xiàn)象。

（三）解決問題

如果是因?yàn)榭绽渌冾l器的出口壓力降低導(dǎo)致的一系列問題就應(yīng)在空氣系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)脑黾涌諝饬?，并以手動的方式控制好空冷塔的水位，如果空冷塔的壓力進(jìn)口處還有余量，在手動進(jìn)口閥處應(yīng)加快打開的速度，也可以將冷凍水以及冷卻水的流量關(guān)小，使空冷塔的水位控制在一定范圍內(nèi)。如果因參數(shù)設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致的停機(jī)現(xiàn)象首先應(yīng)根據(jù)具體的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，如果沒有發(fā)生變化將參數(shù)值恢復(fù)出廠設(shè)置，重新設(shè)置新的數(shù)值。

三、變頻器的預(yù)防措施

空冷變頻器發(fā)生的故障大多是由于設(shè)備管理人員日常維護(hù)不到位引起的，使得有的變頻器長期缺乏正常日常維護(hù)，造成變頻器因各種原因，故障頻發(fā)。預(yù)防措旅及解決辦法有：

（一）加強(qiáng)變頻器的規(guī)范化使用管理

建立變頻器的日常維護(hù)制度，設(shè)立專人負(fù)責(zé)保養(yǎng)，具體內(nèi)容有做好運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄和故障記錄，定期測量變頻器及電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括變頻器輸出電流、輸出電壓、變頻器內(nèi)部直流電壓、散熱器溫度、工作環(huán)境溫度、濕度等參數(shù)，與合理數(shù)據(jù)對照比較，以利于提早發(fā)現(xiàn)故障隱患，變頻器如發(fā)生故障跳閘，務(wù)必記錄故障代碼和跳閘時(shí)變頻器的運(yùn)行工況，以便具體分析故障原因。

（二）加強(qiáng)日常檢查

最好每半月檢查一次，檢查、記錄運(yùn)行中變頻器輸出三相電壓，并注意比較它們之間的平衡度;檢查記錄變頻器的三相輸出電流，并注意比較它們之問的平衡度;檢查記錄散熱器溫度，工作環(huán)境溫度;察看變頻器有無異常振動、聲響，風(fēng)扇是否運(yùn)行正常。

（三）加強(qiáng)變頻囂的日常維護(hù)

做到變頻器每季度保養(yǎng)一次，要及時(shí)清除變頻器內(nèi)部的積塵、臟物，將變頻器保持清潔，操作面板清潔光亮;在保養(yǎng)同時(shí)要仔細(xì)檢查變頻器內(nèi)有無發(fā)熱變色部分，阻尼電阻有無開裂，電解電容有無膨脹、漏液、防爆孔突出等現(xiàn)象，PCB板有無異常，有沒有發(fā)熱燒黃部位等。

（四）完善變頻器回路

與主回路相比，變頻器的控制回路卻是小能量、弱信號回路，極易遭受其它裝置產(chǎn)生的干擾，造成變頻器無法工作。因此，變頻器在安裝使用時(shí)，必須對控制回路采取如下抗干擾措施：第一，將控制電纜與主回路電纜或其它動力電纜分離鋪設(shè)，分離距離通常在30cm以上（最低為10cm），分離困難時(shí)，將控制電纜穿過鐵管鋪設(shè)。第二，控制信號必須單點(diǎn)接地，接地線不作為信號的通路使用，一般在DCS側(cè)接地。第三，裝有變頻器的控制柜，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離大容量變壓器和電動機(jī)。其控制電纜線路也應(yīng)避開這些漏磁通大的設(shè)備。

結(jié)論：目前，空冷塔變頻設(shè)備已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，它在發(fā)電廠以及各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著安全運(yùn)行的作用，所以為了提高設(shè)備的發(fā)展效率和實(shí)現(xiàn)企業(yè)的多元化發(fā)展就應(yīng)完善設(shè)備中容易發(fā)生的問題并進(jìn)行創(chuàng)新，從而使我國技術(shù)設(shè)備在生產(chǎn)中處于領(lǐng)先水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張婷.變頻器在火力發(fā)電廠直接空冷系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)，2013.

[2] 王汝智.火電廠空冷機(jī)組工程造價(jià)管理研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2009.

（作者單位：蘭州石化分公司動力廠 ?甘肅蘭州）