张明磊
（华电国际邹县发电厂 山东邹城 273522）
摘要：本文结合高压变频器的结构特点对高压变频器的故障进行了总结和分析，提出了解决方案，制定了防范措施，并对高压变频器的运行维护提出了有关要求。
关键词：高压变频器；故障处理；维护
1 装设高压变频器的目的
为节能降耗及运行参数的调整，有效解决设备设计余量造成的大马拉小车，减少由于电机全压启动对设备造成的冲击，有效减少电机故障，从而延长设备的使用寿命。
2 变频器故障、异常处理及分析
高压变频器主要由高压柜、变压器柜、功率单元柜及控制柜几部分组成，是一个涵盖了控制技术、电力电子技术、通讯技术、计算机技术、高压绝缘等的多学科系统，技术门槛较高。同时，因变频器包含有很多电子元器件，对运行环境的要求也较高。
根据近几年变频器运行中出现的故障情况，结合变频器本身的结构，总结变频器常见的故障主要有：环境因素变化导致的故障、通讯故障、功率单元故障、风机故障、测量异常故障等、软件故障等，下面结合具体事例进行分析。
2.1 环境因素变化导致的故障
2.1.1 #8A凝升泵变频器启动时跳闸 （1）事件经过：2011年7月21日，#8A变频器启动时跳闸，变频器发“到达离开运行过程中电压不平衡报警”信号，（Uab:4256,Ubc:6231,Uca：4213)。
（2）原因分析：咨询厂家分析为变频器输出分压电阻可能不好，测量A、B、C相电阻值分别为1.905、1.304、1.905MΩ（标准值为2MΩ），完全拆下后测量B相电阻值为1.905MΩ，分析原因为固定电阻的基座因两个环氧树脂绝缘板之间受潮所致。拆开绝缘板检查板间有潮气，清理干燥，同时将下部的固定基座拆除，恢复后测量电阻合格。
（3）防范措施：建议变频器停运后不要将空调全部停运，或将空调调至除湿状态。
2.2通讯故障
2.2.1 #1机甲凝升泵变频器跳闸
（1）事件经过：2010年9月2日， #1机甲凝升泵故障跳闸，变频器“B3单元通信故障”、“电压跟踪故障”信号发出。 （2）原因分析：检查发现变频器主控单元光纤接口松动，造成接触不良通讯丧失，重新固定牢固，试验良好，投运正常。 （3）防范措施：设备停运时对同类型变频器主控单元光纤接口进行检查紧固。
2.2.2 #3炉乙排变频器跳闸 （1）事件经过：2013年7月29日 DCS中“乙排FREQ故障”信号报警，乙排粉机跳闸，就地乙排变频器面板“A4单元通讯故障、旁路故障”信号报警。 （2）原因分析：变频器运行中A4功率单元通讯控制板及旁路控制板均出现故障，当A4功率单元因通讯控制板故障退出进行旁路切换时，因旁路控制板故障切换不成功，变频器跳闸。 （3）防范措施： ①变频器维护检查时进行多次变频器功率单元旁路切换试验，以便及早发现变频器旁路控制板缺陷。②注意变频器启停及运行时的日常检查，定期检查浏览装置状态及告警信息，提早发现设备隐患。
2.3功率单元故障
2.3.1 #8C凝泵变频器故障 （1）事件经过：2012年4月3日#8机C凝结水泵变频装置内部故障造成C凝结水泵跳闸。 （2）原因分析：①对变频装置进行检查发现，4月3日10：50，8C凝泵变频器A9单元电压异常报警（装置告警灯未亮，信号也未发至DCS），15：50变频器电流输出突降至零。30秒后，DCS发故障复位及跳闸指令。②检查A9单元电容爆裂，根据厂家设计，变频器一只单元报电压异常，不作为报警输出，也不做任何处置。发生的单元电压异常有真假之分，有些是受系统电压波动引起单元电压波动，这种情况一般会很快恢复；还有些是元器件老化像电容性能下降所致，在装置使用2-3年后出现单元电压异常报警需要引起重视。③8C凝泵变频器电流输出突降至零的情况，分析A9单元爆裂形成的短路弧光对主控板、PLC系统造成了干扰冲击，导致装置未能对单元故障及时作出反应，瞬间输出闭锁。30秒后的DCS故障复位及发出的停止指令，可能受PLC装置重启不成功影响而发出。 （3）防范措施：①对变频器程序的报警输出进行完善，将单元电压异常报警引至报警灯和DCS，便于运行人员监视处理。②单元内的电容器属于易损器件，使用2年以上的功率单元发报警应引起重视，如频发告警，应对电容进行检查更换。③对可靠性要求高的系统考虑采取自动旁路措施替代现有的手动旁路以保证系统可靠性。
2.4风机故障
2.4.1 #4机甲排粉机变频器跳闸分析 （1）事件经过：2012年9月1日，“#4炉甲排粉机变频器故障”报警发出，排粉机掉闸，就地检查变频器“运行过程中风机故障急停”报警发。 （2）原因分析：①对变频器冷却风扇进行测试检查，变压器柜上部风扇电机三相直流电阻不平衡，相间偏差超过20%，分析为匝间短路故障跳闸。②按变频器厂家设计，冷却风扇属于重故障，为避免温度高损坏变频器，直接出口停用变频器。 （3）防范措施：①对故障冷却风扇进行更换，其他同类型风扇进行检查，重新投入变频器运行正常。②与变频器厂家对冷却风扇故障逻辑进行探讨，冷却风扇故障情况下不采用直接跳闸方式，而结合设备温度状况进行综合判断。将变频器逻辑修改为：4台柜顶风机任一台故障时，均能发出报警并上传至集控室DCS发出声光报警，4台柜顶风机任一台故障时不跳变频器。
2.5测量异常故障
2.5.1变频器输出电流都是按电机额定电流设定，超出此额定值变频器会自动向下调整，出现转速和电流波动。2012年5月24日，#8机C凝泵变频器在给定为96%时，变频器输出电流为104A，超出电机额定电流102.4A，在此种情况下，变频器会自动减载，可能会出现电流晃动。建议减少变频器给定值，不要超过96%给定值；或切为工频运行。
2.6软件故障
2.6.1 #7A凝泵变频器运行中死机情况分析 （1）事件经过：2012年3月8日，A凝结水泵指令90.5%，转速1315.5r/min，电流63.61A，凝结水母管压力2.45MPa稳定，A凝结水泵电流突降至0A，
LCD内指示运行状态、转速1315.5rpm，凝结水母管压力突降至1.57MPa，B凝结水泵联启正常，就地检查#7机A凝结水泵停运，电源开关在合闸位，A凝结水泵变频装置无故障报警。 （2）原因分析： ①检查变频器无任何报警信号，装置液晶屏显示电流71A无变化，手动操作液晶面板无反应，检查电源开关没有跳开，运行人员手动拉开电源开关，停止变频运行，初步分析变频装置运行中出现“死机”现象。③会同厂家技术人员检查变频装置软、硬件无异常，电压输出模块正常。变频装置进行空载试运、负载条件下调试，远方/就地模式下启、停变频装置，升、降频调节正常。 ③变频器死机问题，一是考虑主控板、PLC电源存在着波动，比如UPS输出不稳定，二是考虑干扰问题，PLC接地端子接地的接法，PE线接到N端子存在混用的情况，三是程序死机，需要对程序再次仔细检查和分析判断。
2.7 其他事项 2.7.1变频器移相变压器及功率单元超温报警功能未上传至DCS，只在变频器就地液晶屏上显示报警信息，当设备异常或降温空调故障时不能及时告知运行人员进行处置，已联系厂家修改PLC程序，将温度报警及时上传DCS报警窗。 2.7.2变频器的停机保护一般为600秒，时间是从变频器收到停止指令时开始计时，也就是说变频器启动前如果习惯性先按下了停止按钮，此时变频器则无法启动，需要重新计时满600秒。
3 高压变频器运行维护管理要求
使用高压变频器的节能效果明显，但变频器在运行过程中发生故障的几率较高，为保证高压变频器的安全可靠运行，对变频器的日常运行、维护、检修工作提出如下要求。
3.1运行人员日常巡视要求
（1）运行环境要求：变频器应运行在清洁、干燥、温度适宜的环境内，环境温度控制在0℃～40℃之间，湿度一般保持在40%-90%为宜，移相变压器的温度不能超过100℃。 （2）每班检查变频器室空调的工作情况，检查空调电源箱内接线有无发热现象，如有异常应立即安排处理。 （3）注意变频器冷却风机的日常运行检查，使用听针检测电机工作情况，检查变频器内部有无异常声音。 3.2日常检修维护保养 （1）检修人员定期对变频器进行除尘，重点是功率单元柜和变压器柜。室内高压变频器进风口滤网，每月清理1次；室外高压变频器进风口滤网，每周清理1次。 （2）变频器保养： 室内变频器每半年要保养1 次，室外变频器每季度要清灰保养1 次。保养内容主要有：清除变频器内部和风路内的积灰；检查变频器所有电气连接的紧固性，是否有异常的放电痕迹，有无发热变色部位，电阻有无开裂，电解电容有无膨胀漏液，控制板有否异常等。保养结束后，要进行变频器的静态调试及UPS断电试验，检查功率单元及UPS工作情况，必要时进行更换。 （3）变频器长时间停机后恢复运行前，应测量变频器（包括移相变压器、旁通柜主回路）绝缘合格（使用2500V兆欧表）。
3.3主要元器件寿命管理 根据变频器厂家维护建议及现场实际运行经验，对高压变频部分元器件按寿命周期进行管理，对到期的电子元器件及时进行更换，确保高压变频器的可靠性。
4 结束语
随着节能要求的不断发展，高压变频器的使用越来越广泛，对变频器安全稳定运行的要求也逐渐提高。本文介绍了高压变频器在运行过程中出现的故障，进行了原因分析，提出了解决方案，制定了防范措施，并对高压变频器的运行维护提出了有关要求，对保证变频器的安全稳定运行具有指导意义。
参考文献
[1]厂家高压变频器现场培训手册及有关传真.
作者简介
张明磊（1973.12.19），男，学历：山东工业大学电力系统及其自动化专业工学学士，主要从事发电厂电气设备的检修管理工作。
论文作者:张明磊
论文发表刊物:《电力设备》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/4/15
标签：变频器论文; 故障论文; 单元论文; 高压论文; 旁路论文; 异常论文; 装置论文; 《电力设备》2016年1期供稿论文;