西三線西段變頻器故障原因統計與分析

錢想軍

摘要：本文主要闡述了西三線段變頻器運行的基本信息，對西三線段變頻器出現的問題和產生故障的原因進行分析和研究，制定有效的治理措施；

（前言）西三線首次在新建長輸天然氣管道上大規模應用國產化電驅壓縮機組，成功打破長期以來國外公司對中國長輸天然氣管道關鍵設備的壟斷，支持國內裝備制造業發展。目前西三線西段已運行31臺變頻器，其中6臺榮信RHVC系列變頻器、6臺上廣電Innovert1010-25000S型變頻器、19臺TMEIC drive-XL75型變頻器。為做好變頻器維護工作，降低變頻器故障率，提高可靠性，現對西三線西段變頻器基本情況，故障情況進行統計分析。

1 西三線西段變頻器運行基本信息

西三線西段電驅機組所使用的31臺變頻器2017年運行情況詳見表1。

總體來看，截止2017年10月14日，榮信變頻器運行時間為5428.58小時，故障22次，40.53次/萬小時；上廣電變頻運行時間5580.79小時，器故障8次， 14.3次/萬小時；TMEIC變頻器運行時間50513.70小時，故障10次， 1.98次/萬小時。由以上數據可知，榮信變頻器故障比率較高，尤其是YC-CC3401、YC-CC3403壓縮機組變頻器。

2 2017年西三線西段電驅機組變頻器典型故障及原因分析

2017年3月22日，JYG-CC3401壓縮機組（TMEIC變頻器）因“外部聯鎖”報警跳機，2017年6月12日，GL2-CC3401壓縮機組（TMEIC變頻器），發生同樣故障停機。 查看TMEIC變頻器PLC程序中“外部聯鎖”報警的觸發條件，發現UCS傳輸中斷信號（M992）既作為變頻器起機的檢查條件，又作為跳機的觸發條件。當機組處于運行狀態時，一旦變頻器檢測到UCS信號傳輸中斷（M992），變頻器PLC會向變頻器控制柜發出外部聯鎖（INV_IL_）報警，進而變頻器向UCS發出跳機信號，導致機組停機。目前程序已優化，UCS傳輸中斷信號（M992）僅作為變頻器起機的檢查條件，不再作為跳機的觸發條件。

2017年5月7日1點48分，YC-CC3401機組跳機，現場檢查1#壓縮機10kV饋線斷路器跳閘，變頻器本體報“單元停機”“輔助系統綜合”“旁路請求”“過壓”“欠壓”“IGBT”“漏水”故障。現場檢查1#變頻器功率單元相模塊，發現A3整流模塊直流輸出母排存在放電灼燒痕跡，經測量得知A3整流模塊直流輸出母排正負極已經短路，短路瞬間引發過壓、欠壓、IGBT等故障，同時變頻器發出分閘命令，1#壓縮機10kV斷路器跳閘，機組跳機。事件根本原因是，整流模塊直流輸出母排塑夾板金屬彈簧載流量不足致使直流導流接觸部位持續發熱，導致整流模塊直流母排正負極夾層絕緣頻繁損壞。

2017年10月19日，ZY-CC3401機組在提速升壓過程中，當轉速達到4405 r/min時，變頻器發出過負荷報警信號，當轉速升至4445 r/min時，出現變頻器5分鐘過負荷聯鎖信號，1#機組停機。1#機組停機后，2#、3#機組由于流量迅速升高，導致進口過濾器差壓迅速上升，觸發2#、3#機組工藝聯鎖停機。2017年9月9日，GL2-CC3403機組在提速升壓過程中，當轉速達到4530 r/min時，變頻器發出過負荷報警信號，當轉速升至4565 r/min時，出現變頻器20分鐘過負荷聯鎖信號，導致3#機組停機。隨后因3#機組停機導致1#、2#機組負荷瞬間增大，保持5分鐘后，相繼報過負荷停機。2015年3月24日，YC-CC3401機組在提速升壓過程中，當轉速達到5000 r/min時，變頻器發出過負荷報警信號，當轉速升至5313 r/min時，出現變頻器20分鐘過負荷聯鎖，導致1#機組停機。以上三次典型停機事件均發生在TMEIC電驅機組提速升壓過程中，變頻器負荷持續增大，當變頻器發出過負荷報警時，未引起操作人員重視，當操作人員或負荷分配系統繼續按計劃提高機組轉速時，變頻器發出5分鐘或20分鐘過負荷報警，進而導致機組停機。針對這個共性故障，技術人員編制了《TMEIC電驅機組變頻器新增預過負荷保護方案》，并對變頻器邏輯修改為：在不改變原有報警及聯鎖停機邏輯的前提下，使變頻器轉速給定信號先經過變頻器PLC，然后再送到變頻控制器，同時在變頻器PLC程序中增加預過負荷保護功能，實現當變頻器PLC接收到過負荷報警信號OL_A時，鎖存瞬時轉速值并鉗制輸出；當過負荷報警OL_A消失后，延時5秒，在最高轉速內恢復轉速的正常調節。

3 榮信變頻器故障分析

由于榮信變頻器故障比率較高，現對榮信變頻器故障進行分析，截止2017年10月14日，榮信變頻器故障分類如圖3，故障處理方法見表2

4總結

本文通過對西三線西段變頻器投產后運行情況進行統計，找出不同廠家變頻器故障情況，并對故障進行了分類及分析，同時給出了應對策略。

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