（中石油管道联合有限公司西部分公司 新疆乌鲁木齐）
摘要：随着天然气长输管道站场电驱机组运行时间的增长，故障率有所攀升。经过对近5年电驱机组故障情况进行分析，电网质量不良、变频器本体程序错误及辅助系统程序错误为故障高发点，本文通过对其故障情况进行分析，提出合理的处理措施及改进措施。
关键词：电驱机组；变频器；故障分析
1 绪论
随着天然气管输业务的不断发展、天然气管网不断壮大，电驱机组以其高稳定性、低故障率在天然气压气站场中得到了广泛的应用。目前，西气东输一线采用22MW西门子电流原型变频器（配置消谐装置）、西气东输二线采用18MW日本TMEIC电压原型变频器驱动压缩机为管输天然气增压。
然而，随着运行时间的增长，电驱机组故障率也不断攀升，若现场运行人员对电驱机组故障情况了解不深、故障处理不当，将导致机组平均无故障运行时间和可靠性降低，从而影响正常输气。对近5年来电驱机组故障情况进行分析，电网质量不良、变频器本身故障及辅助系统故障为其高发故障点，本文对上述故障情况进行分析，并总结得出处理方法和改进措施。
2 故障情况及处理措施
2.1 电网质量不良
天然气压气站场所使用的高压变频器对电能质量要求较高，电能波动超15%达200ms停机。以嘉酒电网为例年售电量达109亿千瓦时，接入风电20.16亿千瓦时，风电所占发电量较大。但风电出力随机性强、运行方式复杂多变、调峰难度大的特点对电网极易造成电网波动、瞬间电压骤降。
现场追踪实时数据证实了电压的骤降引起电机感应电压和变频器的输出电压间产生了电压压差（△V），随后q轴的电压差造成了d轴所示电流变化（如图1），由于负荷电流不变，总电流将按式（1）增加。
（1）
总电流远超运行正常电流时，将导致过流保护停机。当输入电压下降至85%或以下不到0.2S时，变频器将会自动重启；实际往往超过0.2S波动时间，即自动重启功能失败。为此针对过电流故障、过电流跳机等情况进行相应的解决措施。
图1 过流原因分析图
电压骤降引起过电流采用软件追加重试功能，即设置FLG-NOTRED-RETRY=1S（重试功能生效）、RED-TIME-FLTCHK=3S（在此设定值内过电流再次发生时重试功能无效）、RED-TIME-RUN-IL=1S（故障复位时间）、TIME-BLR-DO=2S（输出故障检测延迟时间）。实际运行中当第一次故障发生时，故障在RED-TIME-RUN-IL设定时间内重置，变频器将会自动重启运行。随后，如果RED-TIME-FLTCHK时间内发生第二次故障，“重试功能”将不会被启用，导致跳机的原因可能是VSDS（阻尼柜）、电缆、变频变压顺硬故障。如果在RED-TIME-FLTCHK设定时间外发生故障，“重试功能”将再次启用。此种设置避免硬件故障扩大，同时满足现场过电流引起的停机次数。具体重试功能详解如图2。
图2 重试功能详解
2.2 变频器程序错误
由于次4K、8K等机组检修时需对程序进行备件更新操作，操作完成后对机组进行启机测试。压气站软件操作可能中由于插拨时间、程序载入和下载影响、突然失电等可能导致软件错误或丢失。乌鲁不齐、瓜州压气站均因程序错误在启机后关闭防喘阀过程中由USC控制程序启动过流保护停机。程序错误引起的停机往往很难排查，因此建议在确认硬件无故障时，可采用工程笔记本比对程序检查程序正确性。
2.3脱离变频器及压缩机程序故障
无论西门子、TMEIC机组均设置变频器控制系统（PLC），其中对变频器本体（整流、逆变、去离子水、电机、外部循环水、励磁机等）设置明确的保护参数，压缩机控制系统（UCS）主要采集并控制变频器主要参数。电驱站控制系统连接图如图3。
图3 电驱站控制系统连接图
阻尼柜（滤波柜只限西门子机组）、变频变压器、设备之间高压电缆、空气吹扫系统故障无法监控。例如瓜州压气站阻尼柜至变频变压器电缆故障，控制面板只显示“主电源丢失”、“联锁闭锁”报警具体原因无法正确判断；玉门压气站1#变频器出线柜电缆损坏只显示“外部故障”报警。根据电驱站控制系统连接图可知，变频器检测器T60，电机本体空气吹扫系统并未将信息纳入系统中。实际运行过程中一但出现故障极难排查，因此以后工作中将未上传SCADA系统信息组织上传以便工作人员故障判断，处理故障时需检查各辅助部分报警信息，避免有遗漏。
3 改进措施
电能质量的差异可以通过更改电气技术参数定值进行改进；软件故障可以通过定期检修升级和对比进行消除；辅助系统未纳入SCADA采集系统的可以增加传输通道引入增强工作人员判断能力。
论文作者:张礼栋,闫春颖
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/13
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