摘要：本文分别从进线保护与出线侧保护来提出高压变频器的保护方式，并针对高压变频器常见故障进行分析，包括控制通道异常故障、IGBT过流故障和过电压故障，提出不同故障的有效解决方式，从而确保高压变频器使用功能的最大化发挥，仅供相关人员参考。
关键词：高压变频器；保护；故障处理
引言
在工业生产发展过程中，高压变频器属于一种节能型设备，具有良好的应用价值，但其特殊性在于造价加高，位置特殊，为确保高压变频器使用功能得以规范发挥，维护其正常运转，必须要科学保护高压变频器。因此针对高压变频器故障问题提出有效的处理方法，对于高压变频器的正常运转具有重要意义。
1高压变频器的保护
高压变频器属于交-直-交电压源型变频器，其串联结构为多单元串联，在多重叠加技术的支持下，以输入电压、输出电压和电流波形作为对象，通过正弦化处理的方式来有效控制谐波，无需滤波器即可降低运行污染，对电网与负载的影响较小，具有环保特性。高压变频器的保护装置稳定性强，即便是针对复杂工况，也能够有效应对以防范损失，从而维护用户的综合效益。就高压变频器的保护来看，其主要体现在两种方式上，分别是进线保护与出线侧保护，以下开展具体论述。
1.1进线保护
所谓进线保护，就是相对于用户进线端与变频器所采取的保护措施，常见的进线保护包括防雷保护、接地保护、缺相保护、不平衡保护以及变压器保护等。进线保护一般设于高压变频器的输入端，确保进线保护安全可靠后方可运行高压变频器。
防雷保护是指将避雷器安装与变频器输入端，对雷电以及电力系统操作过电压能量进线科学释放，以此来维护电工设备安全，降低瞬时过电压所造成的不利影响，避免电器装置受损。防雷保护方式下，避雷器一般与被保护变频器保持并联状态，一旦存在异常，或者电压值达到规定动作电压时，避雷器会对过电压幅值进行合理限制，对设备进行保护，以维护电力系统正常运行。
接地保护是将零序互感器装置安装于变频器进线端，在基尔霍夫电流定律的支持下，通过零序电流互感器的二次侧感应绕组实现保护，一旦出现异常，二次侧感应电压会发出保护命令，从而实现对高压变频器实现有效的接地保护。
就缺相、反相、不平衡保护与过压保护来看，其主要是通过进线电压采集并经由CPU板运算后来判断高压变频器的运行状态，其中进线电压采集的实现，以进线电压反馈板和电压互感器为支持，在运算后判断高压变频器是否存在缺相与反相问题，进线电压是否保持平衡状态，以及是否存在过压情况，最大程度上避免变压器与功率单元受损，有效避免高压变频器电机出现反转情况，从而对高压变频器实施有效保护。
变压器保护是一种比较常见的保护方式，主要由变压器柜、功率单元柜和控制柜所组成。具体来说，在切分式干式变压器的作用下，变压器能够促进高压交流电向低电压功率单元供电的转换，并且能够满足不同低电压角度的供电需求，但其局限性在于，变压器保护需要依靠冷却风来达到冷却目的，因此变压器温度保护对主要保护方式，通过此种保护方式来避免对变压器线圈造成烧伤。变压器三相线圈内可以安置温度探头，其中一端与温控装置有序连接，便于变压器底部风机自启动，并将跳闸温度、告警温度等相关信息展现出来，便于用户全面把握不同相线圈的实际温度情况。在变压器保护状态下，一旦温度达到限值，温控器会自动发出信号，并在界面显示告警信息，在PLC作用下可执行告警动作或跳闸动作，此种方式下能够对高压变频器实施有效保护。
1.2出线侧保护
所谓出线侧保护，就是对高压变频器输出侧与负载实施保护，一般通过三种方式来实现，其一是输出过压保护，此种保护方式下输出电压的采集，是通过输出侧电压采样板来实现的，能够全面把握输出电压高低情况，必要情况下系统自动发出警报，以实现保护。其二是输出过流保护，对霍尔采集的输出电流进行规范检测并对比，据此来判断是否存在过流情况。其三是输出短路保护，主要相对于电动机定子绕组及其引出线相间短路故障而言，一旦存在短路情况，通过输出短路保护可封锁功率单元，从而实施有效保护。
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2高压变频器故障处理方法
2.1 控制通道异常故障
控制通道异常故障是高压变频器常见故障之一，其形成原因在于，PWM板与功率单元板之间光纤通信故障，表现为光纤连接部位接触不良、光纤头脱落、光纤信号发送器或接收器内部灰尘堆积、光纤折断以及光纤通信控制板损坏等现象。
为促进控制通道异常故障得以妥善解决，需对故障问题进行全面分析，针对光纤故障需准确分析故障原因，之后对调光纤来判断所属功率单元故障还是控制器侧故障，对调方法为，以控制器中光纤板上同相任意功率单元对应光纤与故障光纤进行对调，观察电监控界面是否出现变化，光纤故障是否依然处于原位置，由此可以判定光纤板是否受损。若光纤故障处于原位置不变则可确定是光纤板受损，若光纤故障位置更换，则可以确定是功率单元出现故障，此种情况下维修或更换功率单元即可有效处理故障。
2.2 IGBT过流故障
IGBT属于功率器件，是高压变频器得以正常运转的关键组成部分，其具有复合性特征，功率较大，一旦出现IGBT过流故障，极易造成锁定，给高压变频器造成严重损伤。为促进高压变频器使用功能的正常发挥，要科学分析IGBT过流故障原因，并采取有针对性的故障处理方法。就实际情况来看，一旦变频器输出短路、功率单元内IGBT被击穿，就会导致过流故障出现，与此同时，若检测电路遭到干扰或者驱动检测电路受损，也会出现IGBT过流故障。针对这一故障问题，需仔细观察监控界面状态，对IGBT过流故障进行准确定位之后，找准故障对应模块，采用万用表的黑表笔和红表笔分别接于V+和U、V上，于功率单元内部对直流母线正负极进行检查，依据检查数值来明确IGBT是否受损，重复检查可确保检查结果的准确性与可靠性，若检查结果发现IGBT受损，则应立即进行更换，以确保高压变频器得以正常运转。
2.3 过电压故障
就高压变频器运转情况来看，在电源输入侧极易出现过电压问题，当高压变频器处于正常运转态势下，电网电压稳定波动，并处于额定电压的标准波动范围内，不超出±10%，而一旦遇到特殊情况，当电源电压不断上升时，直流母线电压也会随之上升，直至上升至限定保护值，在过电保护作用下，变频器出现跳闸。通过研究分析发现，通过输入侧过电压的方式可以改变变压器抽头，以此来进行有效调节，但在高压变频器运转过程中，此种故障解决方式的应用存在一定局限性，只有现场电压持续偏高的情况下才可以应用此种故障解决方式，以提高过电压故障处理的规范性。与此同时，为有效降低变频器输入侧过电压因素，可以将吸收装置增设于电源输入侧，从而对过电压故障进行科学化处理。
2.4 其他故障
在高压变频器运行过程中也会出现一些其他故障，针对控制器不通讯的问题，需对监视器控制板与主控板通讯线的连接状态进行仔细检查，确认监视器控制板上+15V和+5V准确，若不是这方面问题，需更换主控板，若问题仍得不到解决，需更换监视器、针对接口板不通讯的问题，需每隔5秒对监视器进行复位，若3分30秒后依然无法令监视器与接口板建立通讯，则可以判断为重故障，需检查通讯线状态，并确认接线端子无误，之后检查I/O 板工作状态及工作电压稳定性，最后检查主控板外芯片是否插到位。针对驱动故障，需检查单元电压检测板是否存在短路情况，并检查功率单元输出端是否存在短路，必要情况下更换单元，除此之外需检查电机绝缘状态的完好程度以及负载是否存在机械故障。
结语
综上所述，高压变频器在工业领域发挥着重要的作用，为维护其安全高效运转，必须要高度重视高压变频器的保护工作，针对其较常出现的控制通道异常故障、IGBT过流故障以及过电压故障，在全面分析的基础上，采取科学且有效的故障处理方式，以完善高压变频器的功能，提高保护效果，促进其正常运行得以实现。
参考文献:
[1]大容量高压电动机变频器继电保护对策探讨[J]. 唐红键,谭茂强. 电力建设. 2014(05)
[2]增压风机变频改造中保护的配置[J]. 李向宏,贾建华. 山西电力. 2015(02)
[3]单元串联型高压变频器的保护配置[J]. 倚鹏. 电气传动. 2016(05)
[4]火电厂辅机高压变频调速系统的保护配置探讨[J]. 王卫宏,姜新宇,许贤昶,杨忠民. 电力设备. 2017(04)
论文作者:陈波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
标签：变频器论文; 高压论文; 故障论文; 过电压论文; 电压论文; 光纤论文; 单元论文; 《电力设备》2018年第12期论文;