超細碎高壓輥磨機跳車故障原因分析及處理預防

崔煉，黃俊

（馬鋼集團南山礦業公司，安徽馬鞍山243000）

供用電

超細碎高壓輥磨機跳車故障原因分析及處理預防

崔煉，黃俊

（馬鋼集團南山礦業公司，安徽馬鞍山243000）

馬鋼集團南山礦業公司超細碎工程高壓輥磨機驅動系統選用了西門子公司生產的中壓變頻驅動，該系統在運行過程中經常出現跳車故障。敘述了中壓變頻器系統的基本原理、實際故障處理過程及預防措施。

中壓變頻器；故障現象；處理；預防

1 概述

南山礦業公司凹山選礦廠超細碎是國內治金礦山企業最先采用輥磨機對礦石進行破碎工藝的項目，其高壓輥磨機由德國KOOPERN公司生產。按KOOPERN公司有關技術要求，南山礦經對西門子公司變頻驅動系統進行綜合比較，選用了西門子公司生產的MV型變頻驅動系統。高壓輥磨機驅動系統由兩套相同的變頻驅動系統組成，兩套相互獨立的變頻驅動系統通過PLC控制、測速編碼器構成的閉環系統等進行同步工作。變頻驅動系統由6 kV高壓斷路器、三繞組變頻變壓器、變頻器和變頻電機組成，其中變頻器由整流器、直流母線、逆變器等部件組成。三繞組變壓器有兩個電氣上差30°的次邊繞組，經不可控三相橋式二極管整流器接至其次邊繞組上，形成12脈沖電源。每個二極管整流器供電給直流母線一半的電容器，直流母線電壓由串聯連接產生。逆變器由3個相單元組成，每個相單元有4個功率連接點，分別是直流母線的三個連接點C（+）、M（0）和D（-）及相輸出連接點。逆變器由觸發脈沖控制其IGBT模塊的開關狀態，從而向變頻電機輸出接近于正弦波的電流，驅動變頻電機運轉（見圖1，圖中僅為一套變頻驅動系統示意圖）。變頻驅動系統是高壓輥磨機工作的動力源，變頻驅動系統能否正常對整個生產系統有著重要的影響。

2 實際故障的分析和處理

由于變頻器對電源電壓質量要求較高，電壓過高、過低都會使變頻器跳車。公司的生產區域又寬，供電范圍又大，供電線路長，用電設備多，且大多數供配電設施及用電設備老化嚴重，經常會突發一些設備故障。特別是2014年以來，公司供電系統發生12次設備故障，造成公司電網“晃電”。與此同時，凹山選礦廠超細碎對輥變頻器跳車，凹山選礦廠生產被迫停止，對整個公司的生產造成了巨大的影響。

針對這一現象，我們對西門子MV型變頻器的跳車條件進行了認真分析，經過多次現場實地調查研究發現，西門子MV型變頻器這幾次跳車OP07顯示的故障代碼均是083，在參照變頻器使用說明書中有關故障現象、故障代碼后，故障代碼083是指直流母線電壓欠壓。也就是公司供電系統某個支路設備或供電線路發生嚴重短路故障時，由于線路短路電流過大，造成公司電網電壓瞬間下降。在公司電網電壓瞬間下降的同時，MV型變頻器的工作電壓也就是經三繞組變頻變壓器降壓、整流、逆變后的直流母線電壓也跟著下降，直至跳車。

圖1 變頻驅動系統原理圖

在進一步對西門子MV型變頻器參數設定中發現，變頻器直流母線電壓設定為2300 V，即1倍的額定工作電壓，而變頻器廠家對變頻器直流母線工作電壓設定的范圍是最大1.1倍額定電壓，也即2530 V；最小0.649倍額定電壓，即1492.7 V。為了保證變頻器在工作時，各部件不因電壓過低造成損壞，變頻器廠家在變頻器出廠時，將變頻器的工作電壓最小固化為0.8倍額定工作電壓。所以，為了減少變頻器因電網電壓下降，造成變頻器直流母線工作電壓下降而跳車，應將變頻器的直流母線工作電壓至少設定為0.8倍額定工作電壓，即1840 V，這個電壓值也是變頻器廠家允許工作的范圍值。

在結合我們公司供電網絡的實際情況，同時參照MV型變頻器在煤焦化公司的干熄焦風機中的實際應用，我們將變頻器的直流母線工作電壓設定為0.7倍額定工作電壓，即1610 V。也就是說只有系統電網電壓降到70%時，變頻器才輸出跳閘信號給開關柜跳閘。這樣做雖然不能杜絕變頻器跳車現象的發生，但絕對能減少變頻器跳車次數。

3 預防

由于變頻器本身的低電壓保護定值已無法再降低，同時又要能進一步降低變頻器因系統電網電壓降低而跳車，就需要我們在如何減少系統的故障率上下功夫，必須加強供配電系統的巡視檢查，做好預防性檢修和試驗工作，盡可能減少供配電設施和用電設備帶病作業。

4 結束語

通過對超細碎對輥出現的實際故障進行快速的判斷與處理并采取相關措施預防故障，對提高公司設備作業率及提升企業效益有著重要的意義，并對相關此類故障問題和現象提供借鑒經驗和數據。

Analysis,Treatment and Prevention of Tripping Failure of Ultra-fine High-pressure Roller Pulverizer

CUI Lian，HUANG Jun
(Nanshan Mining Company of Maanshan Iron and Steel Group,Maanshan,Anhui 243000,China)

The driving system of the high-pressure roller mill at the ultra-fine pulverizing project of MaSteel Nanshan Mining adopted Siemens medium-voltage frequency-changing drive,which often suffered tripping accidents during operation.The basic principle of medium-voltage frequency inverter,actual treatment process of the tripping problem and preventive measures are described.

medium-voltage frequency inverter;failure accident;treatment;prevention

TM921.51

B

1006-6764(2015)03-0026-02

2014－12－04

崔煉（1969－），男，1991年畢業于馬鞍山聯合大學熱能與動力專業，工程師，現從事生產設備管理工作。