高压变频器常见故障的排除

高压变频器常见故障的排除

许少锋

（陕西龙门钢铁有限责任公司陕西韩城715405）

摘要：针对高压变频系统构成庞大、元器件较多，运行中经常出现故障的问题，分析输入电源、输出回路、调制板回路、外部通信、冷却相关回路、输入变压器温度相关回路、系统Ｉ／Ｏ相关回路、单元旁路相关回路等引起的故障，介绍故障实例和防范措施，力求减少变频器故障的发生。

关键词：高压变频器；常见故障；维护

１、概述

大唐河北发电有限公司马头热电分公司（简称“马头电厂”）安装有２台２２０ＭＷ，２台３００ＭＷ国产燃煤机组，目前总装机容量为１０４０ＭＷ。目前，已完成４号岸边泵，７号锅炉甲吸风机、７号锅炉乙吸风机、８号锅炉甲吸风机、８号锅炉乙吸风机、８号锅炉甲送风机、８号锅炉乙送风机、８号机组甲复水泵高压变频器的改造；９号机组凝结水泵、１０号机组凝结水泵变频器为机组投运时新安装设备。其中，９、１０号机组凝结水泵采用哈尔滨九州电气股份有限公司生产ＪＺＥ系列变频器；７号锅炉吸风机、送风机采用西门子罗宾康变频器；８号锅炉吸风机、送风机２０１４年改造前采用罗宾康变频器，改造后采用西门子罗宾康变频器；４号岸边泵采用罗宾康变频器。

这些高压变频器的投入使用，取得了显著的节能降耗效果，但由于高压变频系统构成庞大，元器件较多，在运行中经常会出现故障，导致变频器跳闸，从而对机组的安全稳定运行造成不利影响。

2、输入电网电源引起的故障

2.2故障介绍

此类故障包括，输入缺相、输入接地、输入过压、输入欠压、输入单循环、输入相不平衡。这类缺陷在运行中出现的较少，而且如果出现时比较容易查找。故障时可重点检查输入侧熔断器和连接线，用示波器测试三相输入电压，以判断输入侧电压是否存在问题。

2.2实例分析

２０１０年５月１９日，马头电厂８号锅炉乙吸风机变频器故障，乙吸风机变频器颜色由红变灰，就地ＵＰＳ装置报警，冷却风机停运。经检查测试为装置浪涌吸收器损坏导致电源保险熔断。为此，更换了浪涌吸收器。浪涌吸收器是抑制雷击浪涌电压，电源投入时异常的电压波形会导致变频器内部的浪涌吸收器损坏。

2.3防范措施

电源电压容许波动范围为＋１０％、－１５％，过高电压的输入会导致变频器损坏。监测变频器输入电源电压尤为重要，应保证变频器在运行时电源电压波动在允许范围内。设备检修时可重点检查电源输入侧接线紧固情况，并在变频器传动试验时用示波器测试三相输入电压，观察电源波形是否正常。

3、电机／输出回路引起的故障

3.1故障介绍

此类故障包括，超速故障、输出接地故障、电机热过载故障、电机过压故障、变频器瞬时过流故障、欠载故障、输出相不平衡、输出相开路、最小转速跳闸、变频器损耗过大、ＣＰＵ温度故障、Ａ／Ｄ硬件故障等。这类缺陷中较常出现的为变频器瞬时过流故障。

3.2实例分析

２０１２年１０月２９日，８号锅炉乙吸风机掉闸，发“乙吸风机变频故障”信号，ＲＢ动作正常。乙吸风机变频出ＩＯＣ瞬时电流故障信号。将变频器断电，检查开关、电缆、电机等一次回路无异常；变频器控制电源上电后检查面板参数，转速、电压反馈均为０，显示正常；电机电流反馈在０．４～１３．８Ａ之间随机变化，显示异常。将检测电机电流的霍尔元件去掉电源后，电机电流反馈仍异常，判断霍尔元件本身是正常的。检查信号转换板二次回路接线紧固无异常，判断变频器数据采集系统工作异常。更换模数转换板后，电机电流反馈在０．２～１．６Ａ之间随机变化，显示恢复正常。原因分析，Ｖ相和Ｗ相输出端安装有２个霍尔效应传感器以检测输出电机电流，送到信号转换板进行调理。系统接口板收集变频器输入和输出反馈信号并把它们送到模数转换板。模数转换板以指定的周期执行转换并将反馈信号的数字量值送到微机板。这次故障为模数转换板故障导致电机电流反馈增大，致使变频器电机电流反馈值超过过流设置值引起变频器跳闸。

3.3防范措施

变频器检修时，重点检查模数转换板表面有无粉尘、油污吸附，有无腐蚀及锈蚀现象。粉尘吸附时可进行吹扫，油污吸附可采用绝缘清洗剂擦拭，出现腐蚀及锈蚀现象时要采取防潮、防蚀措施。对外表检查无明显问题的板件，可根据故障现象，使用替换板件的方法排除故障，控制柜内的单块印刷线路板件发生故障最好更换整块板。

4.调制板回路引起的故障

4.1故障介绍

此类故障包括，调制器配置故障、调制器板故障、单元配置故障、调制器“看门狗”故障、调制板电池电量低。这类缺陷在运行中出现的极少。可根据变频器软件检测调制板是否故障，如故障则更换调制器板。

4.2实例分析

2012年8月20日，８号机组启动时。8号锅炉甲吸风机开关由检修位置转工作位置，开启时出“变频器异常”“变频器故障”光子牌，开关跳闸。原因为甲吸风机调制板故障，更换该调制板。

4.3措施

高压带电时千万不要断开控制电源，这将导致严重的单元板件损害。检修时检查板件上电容

有无鼓肚现象，大修时应联系厂家对变频器电容进行检测，项目包括，电容容量、绝缘电阻、频率特性、温度特性、损耗、耐压值、漏电流、反向电压。对老化及特性不好的元件进行更换。要加强高压变频器备件管理，便于及时排除故障，缩短变频器停运时间。

5、外部通信引起的故障

5.1故障介绍

此类故障包括，通信报警、通信故障。这类缺陷较为常见，需要根据变频器故障报文检查。采取插拔光纤接口连线，测试光纤衰耗，更换通信板件等手段来逐一排查。

5.2实例分析

２０１６年５月９日，９号机组凝结水泵变频器运行中掉闸。故障报文显示为通信故障。故障后对变频器回路各元件显示状态确认，无异常，复位信号后故障消失。试投９号机组凝结水泵变频器恢复正常运行。运行２４ｈ后，变频器再次跳闸，故障报文显示通信故障。处理过程如下：

ａ.将变频器断电，检查通信接口板件无异常，采用替换法更换通信接口板，故障未消失，排除通信接口板故障。

ｂ.将变频器断电，拔下通信接口板件至工控机连接光纤，用光功率计测试光纤衰耗，在正常范围内，均小于２０ｄＢ。排除光纤连线故障故障。

ｃ.将变频器断电，拆下变频器采集板，采用替换法更换变频器采集板，故障未消失，排除变频器采集板故障。

ｄ.将变频器断电，拆下变频器工控机，采用替换法更换变频器工控机，故障未消失，排除变频器工控机故障。

９号机组凝结水泵变频器于２０１０年投运已运行５年，电源板长期带电运行，元器件老化，造成电源板输出异常，不能维持变频器正常运行。

5.3防范措施

在高压变频器工作时要保证冷却风机正常运行，千万不要断开风机电源，否则将引起变频器过热，造成电源板件过热损坏。根据反措要求，装置电源运行４－６年要及时更换。

6、结束语

高压变频器不仅节电效果显著，而且在电机启动时压力或风量更平稳，被控量调节更及时、准确。对电机或机械无启动冲击。有效降低机械磨损，提高了机械寿命，降低了维护成本。加强高压变频器的维护，减少变频器故障的发生，缩短变频器故障的处理时间，对提高电厂节能降耗有积极作用。

参考文献

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[2]熊莉.高压变频器常见故障的处理及防范措施[J].河北电力技术,2016,35(4):59-62.

[3]蒋绍凤,唐亮.高压变频器的操作维护及常见故障处理[J].变频器世界,2018(3).