杭鋼轉爐行車變頻器總包服務淺析

夏文富 俞哲旦

摘要：變頻器的穩定運行對杭鋼轉爐行車非常重要。變頻器總包服務包括建立設備檔案、對設備進行預防性維護保養、維修變頻器以及應急響應，能夠有效降低故障率、延長設備使用壽命、更好地保障轉爐行車變頻器的穩定運行，為順利生產保駕護航。

關鍵詞：轉爐行車;變頻器;總包

1.引言

轉爐變頻行車主要承擔兌鐵水、精煉鋼水上連鑄機等吊運工作，是銜接轉爐各生產車間的大動脈。近幾年來隨著轉爐廠改造工作不斷深入，冶煉工藝不斷優化、生產節奏不斷加快、各工序之間配合日益緊湊，變頻技術的使用彌補了普通行車操作性能、穩定性能相對較差的劣點，提高了設備運行的穩定性。但由于轉爐冶煉環境溫度高、金屬粉塵多，變頻器很容易出現不可預見性故障而導致停工，給轉爐廠安全、穩定、高效的生產組織帶來負面的影響，甚至會造成連鑄機堵流、斷澆。因此，保證變頻器的安全運行就顯得尤為重要。經前期技術交流，公司招標確定的杭州三倍速機電有限公司提供的變頻器總包服務能夠很好地解決變頻器在生產過程中出現的問題，保障生產的順利進行。

2.變頻器總包服務簡介

圖一所示為變頻器使用壽命的澡盆曲線。圖中A階段為新產品磨合期，B階段為高效穩定生命期，C階段為性能衰退失效期。在A階段，設備尚處在磨合期，會出現一些問題，但是持續時間較短;B階段是變頻器的穩定期，在這個階段變頻器性能可靠，運行穩定;而在C階段，變頻器已經使用一段時間，變頻器內部會積累許多油污、導電粉塵等，并且元器件也開始老化，故障率遠高于B階段。變頻器總包服務的目的是為了延長變頻器的B階段時間，并保證C階段出現的問題及時解決，從而達到保證生產的計劃性與安全性，降低設備總使用成本之目的。

圖一 澡盆曲線

變頻器總包服務主要包括：①科學配置備機備件并建立完善的設備檔案，制定設備故障應急預案，最大程度地保障生產連續性;②對在線的變頻器進行有計劃、專業、全面的預防性維護保養以減少非計劃停機并延長使用壽命;③芯片級翻新式維修已損壞的變頻器及備件以提高設備利用率;④當在線設備出現突發狀況停止工作，現場電工無法及時恢復的情況下，總包方技術人員將會在雙方約定時間內到達現場進行搶修，保證以最快的速度恢復生產，降低停產損失。

通過變頻器的總包服務可以優化備機備件配置、優化系統參數并做好應急預案，可以有效降低故障率、延長變頻器使用壽命，從而最大限度地減少計劃外停機，有效保障生產的計劃性與安全。

3.變頻器總包在杭鋼轉爐行車的實踐

3.1 建立設備檔案

杭鋼轉爐煉鋼廠總共有10臺變頻行車，共計31臺在線變頻器。在這些設備中，有17臺變頻器是2005年之前生產投入使用的，服役時間較長，容易出現故障，需要重點維護。

在倉庫中有12臺備機，其中3臺為全新備機，9臺為有故障的舊機，經三倍速公司維修測試后可以作為備機使用。這些備機已經能夠滿足日常應急響應的需要，無需添加其他備機。

3.2 制定維保方案以及應急預案

維保分為一級維保、二級維保和三級維保。其中，三級維保為普通維保，隨著維保等級的提高，做的項目也會增多。三級維保項目如表一所示。

表一 三級維保項目

序號 檢查維護項目 維護要求 判斷標準 使用工具

1 變頻器外觀和運行環境檢查 檢查環境以及變頻器外觀等設備基本情況，了解設備運行狀態 外觀無油污，無鐵銹，如有鐵銹做防銹處理，環境溫度，濕度，結露點 /

2 柜門濾網清洗 清洗或更換濾網 通風以及過濾正常 /

3 導電粉塵以及油污清理 對變頻器內外導電粉塵油污進行清理 清理后設備比較干凈，元器件上沒有明顯導電粉塵及油污殘留 吹風機，刷子，布等

4 傳動內部接插件檢查 檢查接插件有無松動和腐蝕等情況 接插件沒有錯插漏插情況 /

5 整流單元測量 測量整流橋性能 三相平衡 萬用表

6 逆變單元測量 測量IGBT性能 三相平衡 萬用表

7 風機測量 檢查風機運行情況以及風量 風機運行無異響，風量達到標準 風速儀

8 直流母線測量 直流母線充放電檢測 充放電正常 萬用表

9 接線端子檢查 檢查接線是否擰緊，有發熱，松動現象 查看是否有變色松動 /

二級維護是在三級維護的基礎上增加表二中的項目。

表二 二級維護增加的項目

序號 檢查維護項目 維護要求 判斷標準 使用工具

1 電機絕緣測量 測量電機絕緣 100M以上 絕緣表

2 充電回路檢查 檢查充電電阻阻值 阻值是否正常 萬用表

3 電路板腐蝕老化檢查 檢查電路板狀況 有無腐蝕點或者元器件老化 /

4 風機啟動電容檢查 測量風機啟動電容容量 容量為額定的70%以上 電橋

5 整流觸發檢查 測量整流橋觸發角 三相平衡 萬用表

6 IGBT觸發檢查 測量IGBT觸發角 三相平衡 萬用表

7 功率板觸發檢查 測量觸發角 三相平衡 萬用表

8 散熱模塊檢查及清理 對散熱模塊通道疏通以及清理 模塊通風良好 /

9 備品備件 備品備件檢測 檢查備品備件齊全以及完好 /

10 設備檔案 完善設備檔案 完善設備檔案 /

一級維護是在二級維護的基礎上增加表三的項目。

表三 一級維護增加的項目

序號 檢查維護項目 維護要求 判斷標準 使用工具

1 直流電容檢查 測量直流電容容量 容量達到額定的90%以上 電橋

2 導熱硅脂檢查 查看導熱硅脂性能，必要時重新涂裝導熱硅脂 模塊散熱良好 /

3 進線電抗器絕緣檢測 測量電抗器絕緣 100M以上 絕緣表

4 端口檢測 主板輸入輸出端口檢測 AI，AO，DI，DO正常 信號發生器

5 參數備份 通過專業軟件備份參數 備份參數 drivewindow

6 參數優化 優化運行參數 根據現場情況對參數進行優化 /

7 輸出波形檢查 對輸出波形測量 波形輸出符合要求 示波器

8 運行溫度監控 測量變頻器運行時溫度 溫度正常，沒有明顯發熱過高的點 熱成像儀

9 運行監控 監控運行情況 對重要運行參數通過專業軟件進行監控 drivewindow

10 運行記錄統計 統計運行記錄 是否存在規律性 /

11 故障記錄統計 統計故障記錄 同一故障是否經常出現 /

12 軟件版本升級 檢測軟件版本 根據實際情況進行軟件升級 /

13 易損元器件更換 檢測易損元器件 必要時提前更換老化易損元器件 /

變頻器內部組件的維護周期如表四所示[1]。

表四 組件維護周期

維護內容 維護周期 維護內容 維護周期

內部冷卻風扇 視品質及時更換 光纖（接線） 定期檢查

附加冷卻風扇 視品質及時更換 灰塵、腐蝕和溫度 定期檢查

電解電容（直流回路） 視品質及時更換 供電電壓質量 定期檢查

AINT+扁平電纜、CINT、NRED、放電電阻 視使用環境與品質及時更換 備機直流回路電容器激活 定期檢查

端子的緊固 定期檢查 接觸器的狀況 定期檢查

每年的例行維保在設備停機檢修的時候見縫插針地進行，盡最大可能地保障生產;在設備其他停機檢修時進行三級維保，將故障率降到最低。

由于倉庫備機充足，因此在非正常停機的狀況下的應急預案為：排除了外部原因之后換上備機，將出故障的變頻器拿回公司進行維修。

3.3 維護保養

3.3.1 維保前準備工作

首先對現場的設備及環境進行檢查。發現行車變頻器所在艙內溫度較高，有較多的導電粉塵，并且設備使用年限較長，需要經常性維護并做好日常巡視工作。

在進行維保前要在設備明顯位置懸掛靜止合閘標志，安全工作.并做好個人相關安全工作，穿工作服，穿絕緣鞋，佩戴安全帽，帶防靜電手套進行現場操作（如圖二所示）。

圖二 維保前準備工作

3.3.2變頻器維保和測量

在準備工作做好后就可以開始對變頻器進行維保了。維保包括：①將變頻器面板和風扇拆下，清洗變頻器內部板件、接線端子等的導電粉塵和油污。②風扇是變頻器中最重要的器件之一，風扇工作不正常會導致變頻器報故障甚至炸機，因此需要根據實際情況對風扇進行清理或者更換。③仔細查看變頻器內部板件是否有腐蝕及損傷，如果有需要更換板件。④用萬用表對整流和逆變單元進行測量（如圖三所示），確保整流和逆變單元三相平衡。用萬用表對直流母線進行充放電測量，確保其充放電正常。⑤檢查變頻內部螺絲以及內部接線插口是否插緊、緊固。⑥根據設備狀況按照維保計劃進行系統檢測與保養。

圖三 用萬用表進行參數測量

3.3.3上電測試

在維保期間的測量都是不帶電測量，維保完成后需要上電進行測試。上電后需要用風速儀測量風扇的風速，確保風扇運行正常，并且要確保變頻器使用正常后才能整理工具離開現場。

今年的1月20日至3月20日，杭州三倍速機電有限公司對杭鋼轉爐行車的變頻器進行了一次全面維保，圖四為維保前后變頻器內部對比圖。從圖中可以看出維保后的變頻器導電金屬粉塵清除的非常干凈。

a 變頻器維保前 ?b 變頻器維保后

圖四 ?變頻器維保前后對比

3.4 總包取得的成績

截至到2014年6月，維修人員已經修復9臺已損壞的變頻器，存放在杭鋼轉爐煉鋼廠行車車間倉庫作為備機。

經過第一階段維保，故障率明顯有降低：從總包前平均每月2-3次故障，下降到一個季度2次故障。截至到2014年6月，技術人員共進行2次應急響應：第一次為2014年5月16日，12號行車小車變頻器上端快熔燒毀，現場測量變頻器主回路正常，由于在現場測試工具以及時間有限，因此更換了變頻器整機，運行一段時間正常后工程師返回，將損壞的變頻器拉回公司由維修部進行修理;第二次為2014年6月24日，14號行車小車變頻器報2340故障，更換備機后運行正常。

4.結論

杭鋼轉爐煉鋼廠行車變頻器總包半年以來，總包方杭州三倍速機電有限公司充分體現了服務的專業性與責任心，經過專業的預防性維護使得變頻器故障率降低超過了70%，經過對備機備件的檢查測試與維修確保備機備件的充足，在發生故障時應急響應及時，很好地保障了生產的連續性，提高了生產的安全性與效率。

參考文獻：

[1]ACS800-01/U1 傳動單元硬件手冊