TMEIC XL75型變頻器故障原因統(tǒng)計(jì)分析

摘要：西氣東輸二線工程（簡(jiǎn)稱西二線）、西氣東輸三線工程（簡(jiǎn)稱西三線）TMEIC XL75型變頻器自投產(chǎn)以來(lái)，隨著運(yùn)行時(shí)間的逐漸增長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)各種報(bào)警、跳閘故障也隨之逐漸增多，給現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。本文對(duì)投產(chǎn)以來(lái)TMEIC變頻器的運(yùn)行及故障情況進(jìn)行了全面分析，探索研究故障發(fā)生規(guī)律，以便提前采取對(duì)策，預(yù)防和減少類似故障的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：XL75型變頻器;故障原因;統(tǒng)計(jì)分析;對(duì)策

1???? 引言

大功率變頻器作為長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)中的關(guān)鍵電氣設(shè)備，其安全可靠運(yùn)行對(duì)整個(gè)管輸系統(tǒng)的高效、平穩(wěn)運(yùn)行影響至深。西二線、西三線現(xiàn)有31臺(tái)TMEIC XL75型變頻器投入運(yùn)行，這些變頻器目前存在運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備元件老化、西部地區(qū)外電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定、備件昂貴且采購(gòu)周期長(zhǎng)等問(wèn)題，嚴(yán)重影響著站場(chǎng)的安全生產(chǎn)工作。為將TMEIC XL75型變頻器的故障停機(jī)次數(shù)降到最少，盡可能提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性，需要對(duì)變頻器的故障類型、故障原因等進(jìn)行全面分析，找出變頻器故障的原因及規(guī)律，以便提前采取針對(duì)措施，預(yù)防和減少故障。本文運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，對(duì)2016年 12

月至2019年 12月間變頻器的運(yùn)行及故障情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，期望對(duì)相關(guān)故障處理提供可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)和方法。

2???? 變頻器故障率統(tǒng)計(jì)分析

從圖1 可以看出，精河站4#變頻器的故障率最高，達(dá)到了10%，占變頻器總數(shù)的3.22%;精河站1#機(jī)、烏魯木齊站1#機(jī)、嘉峪關(guān)站2#機(jī)和永昌站4#機(jī)的故障率介于2%-4%之間，占變頻器總數(shù)的12.9%;張掖站3#機(jī)的故障率介于0-2%之間，占變頻器總數(shù)的3.22%;其余25臺(tái)變頻器的故障率均為0，占到了變頻器總數(shù)的80.65%。這說(shuō)明31臺(tái)TMEIC變頻器總體運(yùn)行良好。但由于精河站4#變頻器的故障率達(dá)到了10%，因此，在日常巡檢時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注精河站4#變頻器運(yùn)行數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)異常情況，立即申請(qǐng)停機(jī)檢查。

3???? 變頻器故障原因統(tǒng)計(jì)分析

下面對(duì)2016年 12月至2019年 12月，TMEIC XL75型變頻器發(fā)生的

6起典型故障進(jìn)行原因分析：①2016年4月，瓜州站4#變頻器報(bào)主電源丟失故障，機(jī)組停機(jī)。原因?yàn)樽枘峁駭嗦菲鱒CB2到隔離變壓器之間電纜A相和C相接地。②2016年7月，瓜州站4#變頻器報(bào)“SYNCLOS”（失步）故障，機(jī)組停機(jī)。原因?yàn)?#變頻器勵(lì)磁柜R相和T相晶閘管被擊穿，觸發(fā)變頻器失步保護(hù)報(bào)警。③2017年3月，嘉峪關(guān)站1#變頻器停機(jī)。原因?yàn)樽冾l器PLC與機(jī)組UCS間通訊中斷，觸發(fā)機(jī)組停機(jī)。④2017年9月，古浪站3#變頻器啟機(jī)過(guò)程中觸發(fā)5 分鐘過(guò)負(fù)荷停機(jī)。原因?yàn)樽冾l器過(guò)負(fù)荷報(bào)警后，未及時(shí)手動(dòng)降低負(fù)荷，最終觸發(fā)變頻器5 分鐘過(guò)負(fù)荷停機(jī)。⑤2019年6月，永昌站1#變頻器啟機(jī)過(guò)程中，變頻器功率單元故障導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。原因?yàn)樽冾l器IEGT功率單元損壞，導(dǎo)致直流母線短路，續(xù)流二極管擊穿，變頻器停機(jī)。⑥2019年9月，張掖站1#、3#變頻器停機(jī)。原因?yàn)橥怆娋€路接地，變頻器飛車啟動(dòng)失敗，機(jī)組觸發(fā)欠速報(bào)警停機(jī)。

綜上所述，變頻器故障原因主要包括六個(gè)方面：電纜接地、過(guò)電流、通訊中斷、過(guò)負(fù)荷、IEGT損壞和外電電壓波動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中外電電壓波動(dòng)、過(guò)電流和過(guò)負(fù)荷引起的故障次數(shù)占到了總故障次數(shù)的94%，因此，外電電壓波動(dòng)、過(guò)電流和過(guò)負(fù)荷為引起TMEIC XL75型變頻器故障的主要原因。

4???? 采取對(duì)策

4.1? 外電電壓波動(dòng)引起的變頻器故障

針對(duì)此類故障，可采取優(yōu)化變頻器參數(shù)的方式加以改進(jìn)，需優(yōu)化參數(shù)如下：①CP_PSFRCV_TIME=2s，控制柜和勵(lì)磁柜的此參數(shù)均需要修改。②TIME_FAULT_DO=2s，為故障信號(hào)外部輸出延時(shí)計(jì)時(shí)器，若變頻器發(fā)生故障，則延時(shí)2s后將故障信號(hào)輸出。③TIME_READY_DO=2s，為變頻器準(zhǔn)備就緒信號(hào)外部輸出延時(shí)計(jì)時(shí)器，若變頻器準(zhǔn)備就緒，則延時(shí)2s后將準(zhǔn)備就緒信號(hào)輸出。④TIME_RNTD=2s，用來(lái)設(shè)定變頻器輸出停止到重新輸出的間隔時(shí)間。⑤FLG_FSEEK=29，為自動(dòng)重啟模式選擇，參數(shù)設(shè)定范圍為0，1，14，27，29。通過(guò)調(diào)整不同的模式，找到重啟效果最好，重啟電流最低的模式。

4.2? 過(guò)電流引起的變頻器故障

針對(duì)此類故障，可通過(guò)給變頻器增加“重試”功能的方式減少此類故障的停機(jī)次數(shù)。即在變頻器監(jiān)測(cè)到過(guò)電流故障后，立即封鎖輸出，同時(shí)在1s內(nèi)復(fù)位所有故障后，在2s內(nèi)再重啟變頻器，若重啟成功，變頻器不停機(jī);若重啟失敗，變頻器控制器報(bào)過(guò)電流停機(jī)，同時(shí)發(fā)送停機(jī)信號(hào)至UCS。變頻器控制器需修改的參數(shù)為：FLG_NOTRED_RETRY=1，表示啟動(dòng)變頻器重試功能。RED_TIME_FLTCHK=3s，表示在此設(shè)定值內(nèi)再次發(fā)生過(guò)電流時(shí)，變頻器重試功能無(wú)效。RED_TIME_RUN_IL=1s，表示故障復(fù)位時(shí)間為1s。TIME_BLR_DO=2s，表示輸出故障檢測(cè)的延時(shí)時(shí)間。

4.3? 過(guò)負(fù)荷引起的變頻器故障

針對(duì)此類故障，可采取增加變頻器預(yù)過(guò)負(fù)荷功能的方式解決。在不改變?cè)袌?bào)警及聯(lián)鎖停機(jī)邏輯的前提下，使變頻器轉(zhuǎn)速給定信號(hào)先經(jīng)過(guò)變頻器PLC，然后再送到變頻控制器，同時(shí)在變頻器PLC程序中增加預(yù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)當(dāng)變頻器PLC接收到過(guò)負(fù)荷報(bào)警信號(hào)時(shí)，鎖存瞬時(shí)轉(zhuǎn)速值并鉗制輸出;當(dāng)過(guò)負(fù)荷報(bào)警信號(hào)消失后，延時(shí)5 秒，在最高轉(zhuǎn)速內(nèi)恢復(fù)轉(zhuǎn)速的正常調(diào)節(jié)。

5???? 總結(jié)

變頻器作為輸油站場(chǎng)的核心設(shè)備，它的可靠運(yùn)行對(duì)站場(chǎng)的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。因此，降低變頻器故障停機(jī)率，保證變頻器完好在用，具有十分重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 韓小虎，西氣東輸工程TMEIC XL75型變頻器典型故障分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2017，（6）：149-150.

[2]?? 王清亮，電驅(qū)壓縮機(jī)組TMEIC XL75型變頻器典型故障分析及對(duì)策[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2017，（4）：120-122.

[3]?? 劉東亮，TMdrive-XL75變頻器接地故障原因分析[J].數(shù)字化用戶，2019，（9）：85.

摘要：西氣東輸二線工程（簡(jiǎn)稱西二線）、西氣東輸三線工程（簡(jiǎn)稱西三線）TMEIC XL75型變頻器自投產(chǎn)以來(lái)，隨著運(yùn)行時(shí)間的逐漸增長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)各種報(bào)警、跳閘故障也隨之逐漸增多，給現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。本文對(duì)投產(chǎn)以來(lái)TMEIC變頻器的運(yùn)行及故障情況進(jìn)行了全面分析，探索研究故障發(fā)生規(guī)律，以便提前采取對(duì)策，預(yù)防和減少類似故障的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：XL75型變頻器;故障原因;統(tǒng)計(jì)分析;對(duì)策

1???? 引言

大功率變頻器作為長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)中的關(guān)鍵電氣設(shè)備，其安全可靠運(yùn)行對(duì)整個(gè)管輸系統(tǒng)的高效、平穩(wěn)運(yùn)行影響至深。西二線、西三線現(xiàn)有31臺(tái)TMEIC XL75型變頻器投入運(yùn)行，這些變頻器目前存在運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備元件老化、西部地區(qū)外電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定、備件昂貴且采購(gòu)周期長(zhǎng)等問(wèn)題，嚴(yán)重影響著站場(chǎng)的安全生產(chǎn)工作。為將TMEIC XL75型變頻器的故障停機(jī)次數(shù)降到最少，盡可能提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性，需要對(duì)變頻器的故障類型、故障原因等進(jìn)行全面分析，找出變頻器故障的原因及規(guī)律，以便提前采取針對(duì)措施，預(yù)防和減少故障。本文運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，對(duì)2016年 12

月至2019年 12月間變頻器的運(yùn)行及故障情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，期望對(duì)相關(guān)故障處理提供可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)和方法。

2???? 變頻器故障率統(tǒng)計(jì)分析

從圖1 可以看出，精河站4#變頻器的故障率最高，達(dá)到了10%，占變頻器總數(shù)的3.22%;精河站1#機(jī)、烏魯木齊站1#機(jī)、嘉峪關(guān)站2#機(jī)和永昌站4#機(jī)的故障率介于2%-4%之間，占變頻器總數(shù)的12.9%;張掖站3#機(jī)的故障率介于0-2%之間，占變頻器總數(shù)的3.22%;其余25臺(tái)變頻器的故障率均為0，占到了變頻器總數(shù)的80.65%。這說(shuō)明31臺(tái)TMEIC變頻器總體運(yùn)行良好。但由于精河站4#變頻器的故障率達(dá)到了10%，因此，在日常巡檢時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注精河站4#變頻器運(yùn)行數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)異常情況，立即申請(qǐng)停機(jī)檢查。

3???? 變頻器故障原因統(tǒng)計(jì)分析

下面對(duì)2016年 12月至2019年 12月，TMEIC XL75型變頻器發(fā)生的

6起典型故障進(jìn)行原因分析：①2016年4月，瓜州站4#變頻器報(bào)主電源丟失故障，機(jī)組停機(jī)。原因?yàn)樽枘峁駭嗦菲鱒CB2到隔離變壓器之間電纜A相和C相接地。②2016年7月，瓜州站4#變頻器報(bào)“SYNCLOS”（失步）故障，機(jī)組停機(jī)。原因?yàn)?#變頻器勵(lì)磁柜R相和T相晶閘管被擊穿，觸發(fā)變頻器失步保護(hù)報(bào)警。③2017年3月，嘉峪關(guān)站1#變頻器停機(jī)。原因?yàn)樽冾l器PLC與機(jī)組UCS間通訊中斷，觸發(fā)機(jī)組停機(jī)。④2017年9月，古浪站3#變頻器啟機(jī)過(guò)程中觸發(fā)5 分鐘過(guò)負(fù)荷停機(jī)。原因?yàn)樽冾l器過(guò)負(fù)荷報(bào)警后，未及時(shí)手動(dòng)降低負(fù)荷，最終觸發(fā)變頻器5 分鐘過(guò)負(fù)荷停機(jī)。⑤2019年6月，永昌站1#變頻器啟機(jī)過(guò)程中，變頻器功率單元故障導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。原因?yàn)樽冾l器IEGT功率單元損壞，導(dǎo)致直流母線短路，續(xù)流二極管擊穿，變頻器停機(jī)。⑥2019年9月，張掖站1#、3#變頻器停機(jī)。原因?yàn)橥怆娋€路接地，變頻器飛車啟動(dòng)失敗，機(jī)組觸發(fā)欠速報(bào)警停機(jī)。

綜上所述，變頻器故障原因主要包括六個(gè)方面：電纜接地、過(guò)電流、通訊中斷、過(guò)負(fù)荷、IEGT損壞和外電電壓波動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中外電電壓波動(dòng)、過(guò)電流和過(guò)負(fù)荷引起的故障次數(shù)占到了總故障次數(shù)的94%，因此，外電電壓波動(dòng)、過(guò)電流和過(guò)負(fù)荷為引起TMEIC XL75型變頻器故障的主要原因。

4???? 采取對(duì)策

4.1? 外電電壓波動(dòng)引起的變頻器故障

針對(duì)此類故障，可采取優(yōu)化變頻器參數(shù)的方式加以改進(jìn)，需優(yōu)化參數(shù)如下：①CP_PSFRCV_TIME=2s，控制柜和勵(lì)磁柜的此參數(shù)均需要修改。②TIME_FAULT_DO=2s，為故障信號(hào)外部輸出延時(shí)計(jì)時(shí)器，若變頻器發(fā)生故障，則延時(shí)2s后將故障信號(hào)輸出。③TIME_READY_DO=2s，為變頻器準(zhǔn)備就緒信號(hào)外部輸出延時(shí)計(jì)時(shí)器，若變頻器準(zhǔn)備就緒，則延時(shí)2s后將準(zhǔn)備就緒信號(hào)輸出。④TIME_RNTD=2s，用來(lái)設(shè)定變頻器輸出停止到重新輸出的間隔時(shí)間。⑤FLG_FSEEK=29，為自動(dòng)重啟模式選擇，參數(shù)設(shè)定范圍為0，1，14，27，29。通過(guò)調(diào)整不同的模式，找到重啟效果最好，重啟電流最低的模式。

4.2? 過(guò)電流引起的變頻器故障

針對(duì)此類故障，可通過(guò)給變頻器增加“重試”功能的方式減少此類故障的停機(jī)次數(shù)。即在變頻器監(jiān)測(cè)到過(guò)電流故障后，立即封鎖輸出，同時(shí)在1s內(nèi)復(fù)位所有故障后，在2s內(nèi)再重啟變頻器，若重啟成功，變頻器不停機(jī);若重啟失敗，變頻器控制器報(bào)過(guò)電流停機(jī)，同時(shí)發(fā)送停機(jī)信號(hào)至UCS。變頻器控制器需修改的參數(shù)為：FLG_NOTRED_RETRY=1，表示啟動(dòng)變頻器重試功能。RED_TIME_FLTCHK=3s，表示在此設(shè)定值內(nèi)再次發(fā)生過(guò)電流時(shí)，變頻器重試功能無(wú)效。RED_TIME_RUN_IL=1s，表示故障復(fù)位時(shí)間為1s。TIME_BLR_DO=2s，表示輸出故障檢測(cè)的延時(shí)時(shí)間。

4.3? 過(guò)負(fù)荷引起的變頻器故障

針對(duì)此類故障，可采取增加變頻器預(yù)過(guò)負(fù)荷功能的方式解決。在不改變?cè)袌?bào)警及聯(lián)鎖停機(jī)邏輯的前提下，使變頻器轉(zhuǎn)速給定信號(hào)先經(jīng)過(guò)變頻器PLC，然后再送到變頻控制器，同時(shí)在變頻器PLC程序中增加預(yù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)當(dāng)變頻器PLC接收到過(guò)負(fù)荷報(bào)警信號(hào)時(shí)，鎖存瞬時(shí)轉(zhuǎn)速值并鉗制輸出;當(dāng)過(guò)負(fù)荷報(bào)警信號(hào)消失后，延時(shí)5 秒，在最高轉(zhuǎn)速內(nèi)恢復(fù)轉(zhuǎn)速的正常調(diào)節(jié)。

5???? 總結(jié)

變頻器作為輸油站場(chǎng)的核心設(shè)備，它的可靠運(yùn)行對(duì)站場(chǎng)的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。因此，降低變頻器故障停機(jī)率，保證變頻器完好在用，具有十分重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 韓小虎，西氣東輸工程TMEIC XL75型變頻器典型故障分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2017，（6）：149-150.

[2]?? 王清亮，電驅(qū)壓縮機(jī)組TMEIC XL75型變頻器典型故障分析及對(duì)策[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2017，（4）：120-122.

[3]?? 劉東亮，TMdrive-XL75變頻器接地故障原因分析[J].數(shù)字化用戶，2019，（9）：85.