電力系統(tǒng)變頻器典型故障分析及處理

高長松

（徐州潤源熱力有限公司，江蘇徐州 221116）

1 變頻器故障現(xiàn)象及處理

1.1 10 kV ZINVERT-A8H1250/10B型智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)故障

故障變頻器“輸出過流速斷保護(hù)”故障頻發(fā)，尤其在晨間高負(fù)荷期間表現(xiàn)尤為明顯，如圖1和圖2所示。

圖1 故障時變頻器報(bào)警顯示

（1） 處理措施。①針對10 kV 2#電動循環(huán)水泵變頻器頻發(fā)“輸出過流速斷保護(hù)”故障，計(jì)算機(jī)后臺顯示變頻器電流嚴(yán)重下降首先分析故障原因，運(yùn)行過電流實(shí)際情況，確定是否真實(shí)過電流。該變頻器額定電流100 A，實(shí)際運(yùn)行電流（39～45）A，實(shí)際負(fù)載運(yùn)行電流沒有過電流。②排除電機(jī)及電纜側(cè)無短路故障。③重點(diǎn)檢查變頻器運(yùn)行參數(shù)及模擬板狀況。④發(fā)現(xiàn)變頻器設(shè)置參數(shù)顯示電機(jī)額定電流設(shè)為84 A，但電機(jī)銘牌標(biāo)注的電機(jī)額定電流為68.9 A。⑤修正電機(jī)額定電流參數(shù)為68.9 A。⑥自1月26日修改后，變頻器運(yùn)行至今再無輸出過流速斷保護(hù)故障報(bào)文（圖3）。

圖2 故障時后臺計(jì)算機(jī)電流曲線顯示

（2）注意事項(xiàng)。①變頻器運(yùn)行初期投運(yùn)時一定要保證輸入的參數(shù)同設(shè)備的額定參數(shù)吻合。②變頻器調(diào)試應(yīng)該在各種工況下調(diào)試，即低負(fù)載，滿負(fù)載全面檢驗(yàn)變頻器的質(zhì)量情況，尤其在滿載工況運(yùn)行狀態(tài)下更能檢驗(yàn)變頻器的帶負(fù)載能力。③針對硬件故障，其模擬板具有保護(hù)及測量功能，如經(jīng)參數(shù)優(yōu)化頻次、幅度仍不減少建議跟換模擬板插件。④模擬板插件更換時，務(wù)必變頻器停運(yùn)進(jìn)行，且高壓電源做好隔斷的安全措施。⑤在參數(shù)優(yōu)化后的運(yùn)行觀察期間，交代運(yùn)行值班人員，出現(xiàn)其他異常參照相關(guān)規(guī)程及預(yù)案處理。

圖3 變頻器優(yōu)化后運(yùn)行顯示

1.2 380 V低壓400 V ABB變頻器ACS510-01 160 kW故障

1.2.1 接地故障，變頻器無法遠(yuǎn)程及就地運(yùn)行，且無法復(fù)歸（圖4）

（1）處理。①首先檢查1#給水泵變頻器及外電路有無顯得的短路點(diǎn)。②停運(yùn)變頻器后進(jìn)行電纜及電機(jī)絕緣測試。③打開電機(jī)端蓋發(fā)現(xiàn)電機(jī)電纜接線及電機(jī)引出線部分B相有發(fā)熱痕跡。④脫開變頻器，對B相電纜及電機(jī)進(jìn)行絕緣電阻測試，對地電阻為0.15 MΩ，其為低阻值接地故障。⑤初步判斷電纜與電機(jī)引線接線處接地。⑥對該處出現(xiàn)進(jìn)行絕緣處理，并單處在該處增減聚錄乙烯絕緣紙強(qiáng)化絕緣。⑦電機(jī)負(fù)載試運(yùn)，變頻器運(yùn)行正常，無接地告警現(xiàn)象。

（2）注意事項(xiàng)。①強(qiáng)化電機(jī)及電纜的維修維護(hù)。②重點(diǎn)加強(qiáng)接線盒隱蔽處的絕緣處理及維護(hù)。③加強(qiáng)電機(jī)及機(jī)械負(fù)載運(yùn)行的監(jiān)督，防止振動超標(biāo)，容易導(dǎo)致電纜接線松動發(fā)熱，燒壞絕緣層，引發(fā)接地故障。

1.2.2 過流故障，變頻器無法遠(yuǎn)程及就地運(yùn)行

首先排除電機(jī)負(fù)載有無過電流。根據(jù)變頻器顯示讀出電流值判斷。測量電機(jī)三相A，B，C電纜及電機(jī)有無短路。查找參數(shù)2202，延長加速時間。修改其加速時間，將其加速時間由2 s修改為5 s。修改后電機(jī)負(fù)載試運(yùn)正常。

圖4 變頻器報(bào)接地報(bào)警顯示

1.3 MICROMASTER430-250 kW西門子變頻器

故障 三相輸入側(cè)電流分別為A相126 A，B相123 A，C相144 A，低負(fù)荷下可運(yùn)行，高負(fù)荷無法運(yùn)行。

調(diào)閱報(bào)警信息，調(diào)閱r947顯示001=3，即欠電壓故障，調(diào)閱參數(shù)r2110顯示503，為欠壓限幅即為直流回路電壓低于規(guī)定的限定值。變頻器無法正常運(yùn)行后，停運(yùn)。檢查負(fù)載及電纜正常。測量變頻器輸入側(cè)電壓三相平衡。初步判斷變頻器故障。停電打開變頻器。測量A相可控硅GK間電阻達(dá)到50 MΩ，其正常值為（20～30）Ω。判定可控硅故障。更換A相可控硅后，調(diào)試，運(yùn)行正常，電機(jī)滿載三相電流平衡。

1.4 偉創(chuàng)AC32-變頻器

故障 補(bǔ)水泵補(bǔ)水壓力0.19 MP，無法提高至0.23 MP

（1）處理。①查明變頻給定通道選擇。②查詢參數(shù)H02頻率給定參數(shù)PID。③壓力表量程1.6 MP，對應(yīng)100%?，F(xiàn)為11.8%，對應(yīng)0.19 MP，經(jīng)計(jì)算提高到0.23 MP，則為14.38%。④進(jìn)行參數(shù)修正：按面板上PRG鍵，選擇修改參數(shù)H-033，通過增減鍵修改為14.38%，按SET鍵固化修改后的參數(shù)，按RUN退出原修改參數(shù)。⑤重新啟動，設(shè)定調(diào)節(jié)補(bǔ)水壓力。⑥經(jīng)調(diào)整后壓力保證穩(wěn)并滿足需要。

（2）注意事項(xiàng)。處理類似問題，首先排除壓力表的缺陷，現(xiàn)場有壓力表損壞后，更換壓力表。特別是壓力觸點(diǎn)問題較多。

2 問題

2.1 共性問題

變頻器參數(shù)設(shè)置故障。外電路故障較多。負(fù)載電路包含主設(shè)備老化已發(fā)故障。主回路接觸不良。系統(tǒng)電壓故障。

2.2 個性問題

（1）發(fā)電廠及變電站高壓變頻器雖然體積較大，但是電流較小，故障率較小。但其控制單元較為復(fù)雜，采用密碼設(shè)置，優(yōu)化較為困難。

（2）換熱站使用環(huán)境濕度大，高、低壓變頻器對環(huán)境濕度要求較高。

（3）400 V低壓變頻器，運(yùn)行負(fù)載電流較大，故障較多，使用環(huán)境要求較為嚴(yán)格。尤其對于溫度要求較高。

（4）個別制造品牌的變頻器參數(shù)設(shè)置及修改程序較為繁瑣。

（5）以ABB系列變頻器為例，其適用性較好，參數(shù)修改及優(yōu)化方便。

（6）大部分400 V國產(chǎn)變頻器小功率使用較廣，參數(shù)設(shè)置及調(diào)整較為方便。

3 防范措施

（1）對于高、低變頻器進(jìn)行安裝后或技術(shù)改造后，對于容量較大的要保持連續(xù)運(yùn)行。參照《火力發(fā)電建設(shè)工程啟動試運(yùn)及驗(yàn)收規(guī)程》，一般分為72 h和24 h兩個階段進(jìn)行，連續(xù)滿負(fù)荷試運(yùn)行后，停機(jī)進(jìn)行全面檢查和消缺，消缺完成后再開機(jī)。滿負(fù)荷試運(yùn)期的平均負(fù)荷率應(yīng)≥90%額定負(fù)荷。

（2）對于高、低壓變頻器進(jìn)運(yùn)行環(huán)境嚴(yán)格要求。使用環(huán)境溫度（-15～40）℃，相對濕度＜95%，污染級別，不許有導(dǎo)電性粉塵存在。

（3）變頻器定期維護(hù)。檢查時對可控硅進(jìn)行檢查和測量，測量可控硅正向?qū)娮柚?，及對地絕緣電阻，保證其使用時性能可靠。

（4）在檢修時，主要對變頻器控制板注意檢查，對有腐蝕、氧化的接點(diǎn)及時處理，保證接點(diǎn)接觸良好，動作可靠，及時消除隱。

（5）加強(qiáng)值班人員及檢修人員對變頻器知識的培訓(xùn)，縮短處理故障時間。

（6）提高變頻器故障處理人員的技術(shù)水平及分析、解決現(xiàn)場應(yīng)急處理問題的能力。