淺談大功率可控硅電源缺相故障的原因分析以及處理方法

藍(lán)振辛 鐘春洪 黃偉晴

摘 要 在鋁電解電容器陽極鋁箔化成生產(chǎn)工序中，大功率可控硅電源是不可缺少的重要設(shè)備之一，因此研究可控硅電源異常缺相故障的課題，有利于及時修復(fù)生產(chǎn)過程中可控硅電源出現(xiàn)的缺相的異常故障。對培養(yǎng)大功率可控硅電源維修人才具有深遠(yuǎn)意義。

關(guān)鍵詞 鋁電解電容器;陽極鋁箔化成;可控硅電源

前言

設(shè)備的維護(hù)工作是確保生產(chǎn)過程穩(wěn)定運行的前提，怎么樣做好設(shè)備的維護(hù)工作是每一個設(shè)備從業(yè)者都要思考的問題。大功率可控硅電源是鋁電解電容器陽極鋁箔化成的關(guān)鍵制備設(shè)備之一。為了提高設(shè)備崗位相關(guān)人員對大功率可控硅電源故障的認(rèn)識，現(xiàn)將可控硅電源常見的缺相故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，希望能有助于大功率可控硅電源的維修工作。

1可控硅電源的構(gòu)成以及原理

以國內(nèi)某公司生產(chǎn)的YZ系列可控硅整流電源為例。該電源廣泛適用于鋁合金建筑型材陽極氧化、鋁電解電容器陽極化成箔、電解銅箔及銅箔后處理等各種電解和電鍍工業(yè)領(lǐng)域，是國內(nèi)較為成熟可靠的大功率可控硅整流電源。電源裝置主要由總開關(guān)、三相全控橋整流方式、大功率LC濾波回路、缺相保護(hù)，溫度過高保護(hù)，過流保護(hù)，欠壓保護(hù)以及調(diào)節(jié)控制電路組成。

原理圖如下：

1.1 缺相故障現(xiàn)象以及處理方法

（1）三相交流電缺相引起的缺相故障分析

大功率可控硅電源采用六相全橋整流。大功率可控硅電源正常運行，首先必須具備正常的三相交流電，即具備三個頻率相同、最大值相等、相位依次相差120°三相交流電。如輸入的交流電源三相電源任意兩相電壓為零，則會引起化成電源裝置缺相保護(hù)電路保護(hù)動作報警，導(dǎo)致整機電源保護(hù)停止運行。

因三相交流電缺相引起的缺相故障，可以利用萬用表檢測三相交流電的輸出端，檢測三相電源是否存在缺相問題。即檢測UAB、UBC、UAC、的三相電壓，如檢測的任意兩相電壓為零的則說明輸入的交流三相交流電存在缺相現(xiàn)象。

（2）快速熔斷器熔斷引起的缺相故障報警現(xiàn)象分析

為了避免可控硅電源故障突發(fā)時引起設(shè)備大范圍損壞，通常會在交流輸入端安裝三只快速熔斷器。即A、B、C三相交流電的進(jìn)線銅排各安裝有一個熔斷器?？焖偃蹟嗥鞯膿p壞通常是因為負(fù)載部分有短路，如可控硅、散熱風(fēng)扇、同步變壓器、續(xù)流二極管等元器件存在短路損壞時會導(dǎo)致快速熔斷器損壞。

在發(fā)生快速熔斷器損壞時，可控硅電源裝置會有快熔熔斷或缺相的報警提示。當(dāng)打開電源裝置蓋板時能夠在損壞的溶斷器常開觸頭很直觀地看到有一個紅色的小圓帽凸起來（正常情況下是不動作的）。在確認(rèn)故障整流柜低壓開關(guān)以分閘，并且開關(guān)搖到斷開位置，掛上“有人工作禁止合閘”警示牌，經(jīng)驗電確認(rèn)整流裝置沒有電后方可更換熔斷器。更換好熔斷器，經(jīng)檢測確認(rèn)可控硅，散熱風(fēng)扇，同步變壓器，續(xù)流二極管等元器件不存在短路現(xiàn)象的即可恢復(fù)運行。

（3）六相脈沖觸發(fā)板引起的缺相故障現(xiàn)象分析

因六相脈沖觸發(fā)板引起的缺相故障，可控硅電源的電抗器會出現(xiàn)很大的異常響聲，在配電柜的三相電流表也可以看得到其中某一相的電流會明顯的偏低，并且電源輸出功率小于額定功率的一半以上。因為觸發(fā)板引起的缺相故障有兩種可能性，所以首先可以觀察觸發(fā)板的六相脈沖觸發(fā)二極管是否會發(fā)光，如六個二極管都會發(fā)光，則可以認(rèn)為六個脈沖變壓器是正常的，更換觸發(fā)模塊即可驗證。反之如有其中的一相脈沖觸發(fā)二極管不會發(fā)光，并且用萬用表的交流檔測試觸發(fā)輸出端如無0.1mv到1V的電壓，則可以視為該脈沖變壓器已損壞，進(jìn)行更換就能夠驗證。因觸發(fā)板引起缺相故障應(yīng)該是不難處理的。修復(fù)這類故障的關(guān)鍵在于掌握引起故障的原因出處，即可快速修復(fù)故障。

（4）可控硅損壞引起的缺相故障現(xiàn)象分析

可控硅是大功率可控硅電源主回路最主要的整流器件。盡管因可控硅損壞引起的缺相現(xiàn)象比較少，但是也是引起該故障的一個主要問題點之一。當(dāng)主回路有可控硅損壞開路時，可控硅電源出現(xiàn)的主要故障現(xiàn)象是輸出電流和電壓減少一半，存在可控硅損壞的一相支路的交流輸入電流相對偏低。用萬用表的歐姆擋檢測控制級G和陰極起阻值為無窮大的，（正常情況下為10歐到20歐之間）就可以視為該個可控硅已經(jīng)損壞。做好安全停電措施，驗電確認(rèn)交流輸入端不帶電的前提下更換該可控硅即可修復(fù)此類故障。

（5）同步變壓器引起的缺相故障分析

在可控硅電源運行時，同步變壓器向電源的六相脈沖觸發(fā)板提供a、b、c三相±19V的同步信號，以便配合觸發(fā)板產(chǎn)生六相與交流電網(wǎng)同頻率，及同相位的脈沖信號確保可控硅交替導(dǎo)通，輸出較為穩(wěn)定的直流電源。所以，當(dāng)同步變壓器損壞時，即同步變的初級或次級繞組任意1組出現(xiàn)開路或者短路現(xiàn)象，就會引起電源裝置缺相故障，從而導(dǎo)致電源裝置保護(hù)動作斷開輸出[1]。

判斷同步信號是否正常，可以通過用萬用表的交流檔檢測同步變壓器的初級繞組是否有相應(yīng)等級的交流電壓。例如： 380V、215V、23V、600V、654V等，初級繞組電壓與可控硅輸出功率有關(guān)。確認(rèn)同步變初級繞組電壓正常后，再進(jìn)行檢測同步變次級繞組的電壓。即每相對地的電壓應(yīng)是19V。如其中的一相沒有電壓輸出，或者只有幾付的就可以視為該同步變壓器損壞。更換同步變壓器就可以恢復(fù)電源的正常運行。

2結(jié)束語

三相交流電缺相、快速熔斷器熔斷、六相脈沖觸發(fā)板異常、可控硅損壞、同步變壓器損壞，是引起大功率可控硅電源缺相故障的主要原因。設(shè)備要保持穩(wěn)定運行，每個元器件必須完好無異常，所以處理大功率可控硅電源的異常故障，了解掌握可控硅電源工作原理以及電源構(gòu)造是關(guān)鍵，掌握扎實的理論基礎(chǔ)知識處理異常故障時會起到事半功倍的作用。上述，希望有助于大功率可控硅電源維修工作開展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張魏山.電工基礎(chǔ)[M].北京：中國電力出版社，2010：51.