中頻爐故障分析與處理

摘要：通過對中頻爐工作原理和常見故障的分析，總結(jié)排除故障的方法及方向，提高利用率。

關(guān)鍵詞：整流逆變晶閘管擊穿

包鋼無縫廠頂頭車間在線使用的1噸中頻爐電源為KGPS-500型中頻并聯(lián)逆變裝置。該電源主電路的工作原理如圖一所示：

圖一中頻并聯(lián)逆變線路主回路原理框圖

本裝置的主電路的工作原理是將從電網(wǎng)輸入的三相50HZ交流電經(jīng)過三相全控整流橋整流成電壓可調(diào)的脈動直流電，通過電抗器 Ld濾波成平滑的直流電，送至單相逆變橋，逆變橋的輸出端接負(fù)載。其負(fù)載是由感應(yīng)線圈（包括加熱元件）及中頻電熱電容器組成的LC振蕩電路。本裝置的輸出頻率是決定于LC并聯(lián)振蕩器的諧振頻率f，由于逆變橋的觸發(fā)脈沖信號取自負(fù)載回路，所以當(dāng)負(fù)載回路LC參數(shù)發(fā)生變化時，逆變橋的輸出頻率也發(fā)生變化，起到自動調(diào)頻的作用。本裝置的輸出功率可以通過調(diào)節(jié)整流觸發(fā)α來改變整流輸出電壓，以達到調(diào)功率的目的。晶閘管中頻電源容量大、頻率高、使用條件較差，且往往需要持續(xù)滿功率運行，因此需要加強清理塵埃、暢通水路等檢查性保養(yǎng)工作。中頻電源的控制形式較多，在熟悉以上工作原理的基礎(chǔ)上，才能有效地分析、判斷故障原因。中頻爐發(fā)生故障后，應(yīng)首先對系統(tǒng)的絕緣進行檢查，用萬用表1KΩ檔檢查對地電阻，整流主回路應(yīng)≧100 KΩ，逆變主回路應(yīng)≧30 KΩ，換爐開關(guān)、感應(yīng)圈、水冷電纜應(yīng)≧10 KΩ。

1 整流部分故障

（1）輸入的三相電流不平衡，平波電抗器振動噪音大，功率無法上升。這一故障現(xiàn)象的主要原因是快熔燒。發(fā)現(xiàn)快熔燒后，應(yīng)先檢查損壞的快熔是否發(fā)熱燙手，排除快熔自身的原因后，再檢查整流晶閘管是否有擊穿。（2）直流電壓下降并不穩(wěn)，平波電抗器振動噪音大，功率無法上升。這一故障現(xiàn)象的主要原因是整流晶閘管擊穿。發(fā)現(xiàn)整流晶閘管擊穿后，應(yīng)先檢查快熔是否有問題，再更換整流晶閘管。（3）平波電抗器沖擊聲大。這一故障現(xiàn)象的原因較復(fù)雜，應(yīng)先檢查中頻電壓與直流電壓比是否在1.3-1.5之間，如果在正常比值范圍內(nèi)，應(yīng)檢查整流晶閘管觸發(fā)脈沖放大板指示燈是否正常，平波電抗器自身絕緣是否正常；如果不在正常比值范圍內(nèi)，應(yīng)檢查逆變側(cè)。（4）整流直流電壓偏低或電壓跳動。這一故障有可能是觸發(fā)脈沖寬度不夠、或整流晶閘管性能不良、或整流觸發(fā)板有虛焊、或調(diào)功率電位器接觸不良。（5）三相斷路器保護動作，整流晶閘管擊穿，嚴(yán)重時損壞大部分整流電路元件。這一故障屬于整流電路的惡性故障，懷疑脈沖變壓器原副邊擊穿短路，先用萬用表電阻檔R×1Ω檔測三相全控式整流觸發(fā)電路中的六支晶閘管，電阻為0，更換晶閘管后不急于送電，檢測脈沖變壓器，看其是否起到變壓和隔離的作用，更換。

2 逆變部分故障

2.1 無電壓，中頻電流大

該故障為逆變直通，先檢查逆變晶閘管是否有擊穿，如異常更換逆變晶閘管；如正常，通常為中頻電容器擊穿，應(yīng)逐個將電容器從電路脫離，直到電源正常。

2.2 正常熔煉過程中逆變晶閘管頻繁燒損，且無規(guī)律，其原因如下

（1）晶閘管本身發(fā)熱使關(guān)斷時間增大而不能關(guān)斷，造成逆變顛覆，導(dǎo)致發(fā)熱的原因可能是冷卻水不通暢；（2）檢查外部負(fù)載是否有虛接點，主要檢查連接螺絲，（括電容組的連板螺絲）并且還有電容電流的電流互感器二次側(cè)聯(lián)接處松動，有似通非通的現(xiàn)象，以上兩種情況均出現(xiàn)過。（3）主回路連接處接觸不良，特別是負(fù)載回路及主接觸器、低壓配電柜的接觸件接觸不良，造成大電流下突然斷開回路。（4）水冷卻電纜斷裂，靠近爐子端的電纜端頭因傾爐頻繁，易引起部分?jǐn)嗔眩鹁чl管損壞。

3 電容器的故障

（1）電容內(nèi)部打火，機器運行時，里邊有響聲，是絕緣擊穿，更換新的。（2）電容外部打火，機器運行時，外部打火，電容器殼對地絕緣不好。電容器絕緣電阻的測定通常只做兩級及多級對外殼絕緣的電阻測定，遙測前先放電，以750V為例，用1000V的兆歐表，遙測時，應(yīng)先將搖表搖至規(guī)定轉(zhuǎn)速，待指針平穩(wěn)后，將搖表接至電容器兩級，繼續(xù)搖表，開始充電，指針下降。后來慢慢升至穩(wěn)定，一般1000V不低于1兆歐。讀完數(shù)后，撤表，將電容器放電，以免觸電。（3）冷卻水不通導(dǎo)致發(fā)熱絕緣損壞，應(yīng)及時處理。

中頻電源的主電路采用晶閘管器件，這類器件承受過電壓，過電流的能力很差，中頻電源運行情況也比較復(fù)雜，負(fù)載變化強烈，出現(xiàn)短路、開路、過電壓、過電流的幾率較高，必須妥善采取保護措施，以確保裝置安全運行。可以在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b保護器件如在工頻電源進線側(cè)安裝RC吸收電路，或在晶閘管上串接快速熔斷器以保護電流，此方法在實際中常用。

中頻爐在使用過程中可能出現(xiàn)很多的故障和問題，值得我們不斷探索和學(xué)習(xí)，我們要不斷總結(jié)，以提高檢修速度和質(zhì)量。

參考文獻

[1] 中國工程學(xué)會設(shè)備與維修工程分會.機械設(shè)備維修問答叢書編委會工業(yè)爐維修問答[M].北京:機械工業(yè)出版社，2006.

[2] 蘇州工業(yè)園區(qū)振吳電爐有限公司.中頻電源感應(yīng)加熱用晶閘管中頻電源[N].電世界，1999.

[3] 宋文林.感應(yīng)爐煉鋼問答[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1997.