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低压变频器现场应用中的情况分析
录入时间:2014-2-13 8:57:10 点击数:2022


一、变频器的节能原理

1、变频节能

  变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费。

2、功率因数补偿节能

  无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。

3、软启动节能

  电机硬启动对电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。

二、目前主要存在问题

  从维修情况来看,变频器发生故障或损坏的特征,一般可分为两类:一种是在运行中频繁出现的自动停机现象,并伴随着一定的故障显示代码,其处理措施可根据随机说明书上提供的指导方法,进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适,或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象;另一类是由于使用环境恶劣,高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严重时,会出现打火、爆炸等异常现象)具体表现为:

1、变频器主控电路故障。

  2、变频器冷却直流风扇故障。

3、变频器外围控制器件故障。

4、变频柜设计不合理,内部过于狭窄,散热通风效果差,导致散热不良。

  5、变频器日常维护工作跟不上。

6、“小马拉大车”问题。由于当时投产设计时的工作条件下限制,设计安装时为节省资金,许多地方都有采用了变频功率小于电机额定功率,但随着工艺生产条件的变化,出现“小马拉大车”问题,造成变频器不能正常运行。

三、变频器的主要故障原因及预防措施

  由于使用方法不正确或设置环境不合理,将容易造成变频器误动作及发生故障,或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然,事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。变频器在正常使用6—10年后,就进入故障的高发期,经常会出现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等故障现象,严重影响其正常运行。

  1、外部的电磁感应干扰易造成故障

  如果变频器周围存在干扰源,它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部,引起控制回路误动作,造成工作不正常或停机,严重时甚至损坏变频器。在外部采取噪声抑制措施,消除干扰源显得非常必要。具体解决办法有:一是尽量缩短控制回路的配线距离,并使其与主线路分离;二是变频器接地端子应按规定进行,不能同电焊、动力接地混用;三是变频器输入端安装噪声滤波器,避免由电源进线引入干扰。

  2、环境问题造成的故障

  变频器属于电子器件装置,在其规格书中有详细安装使用环境的要求。振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因,对于振动冲击较大的场合,应采用橡胶等避振措施;潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路;温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素,特别是半导体器件,应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。

  定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇是非常必要的。目前采油厂在用变频器的冷却风扇损坏比较严重,而且部分变频工作环境比较差,严重影响散热及空气流通,导致变频器在高温季节易跳闸、过热报警。

  3、参数设置及设备引起的故障

  故障主要发生在注聚泵用低压变频器,故障主要表现为起动时并不立即跳闸,而是在运行过程中跳闸。可能的原因有:

  (1)泵工作状态不稳定;(2)管线压力过大;(3)升速时间设定太短;(4)降速时间设定太短;(5)转矩补偿设定较大;(6)引起低速时空载电流过大;(7)电子热继电器整定不当,动作电流设定得太小、引起误动作。

  4、主板及主电路的故障

  由于使用年限较长和一些突发原因,而造成主板及主电路损林,此类故障发生必然造成元器件的损坏和报废,是变频器维修费用的主要消耗部分。主要有:

  (1)整流块的损坏;(2)充电电阻损坏;(3)逆变器模块烧坏;(4)滤波电容的损坏;(5)主板、电源板损坏。

  5、维护不当造成的故障

  大部分变频器过热报警故障,除了冷却系统风扇损坏的原因外,还有一个主要原因,就是日常维护的缺乏,变频器散热器灰尘积攒严重,影响散热。

五、几点建议

  l、规范变频设备进入渠道,建立准入制度。

  目前孤东采油厂变频器品种繁多,各种变频器之间器件并不通用,造成了备料困难,增加了成本利维修的难度,因此建议规范变频设备进入渠道,建立市场准入制度减少引进变频器的品牌种类,降低后期维护、维修成本。

  (1)限定品牌范围

  限定品牌范围,如近年来在孤东采油厂内出观故障率低,运行可靠的某些品牌。建议规范为富士、ABB、森兰等品牌。

  (2)规范引入渠道

  规范引入渠道,对引入设备的厂家技术力量售后服务进行考察,对新引入变频设备验收时要求资料配备完整,包括线路图、说明书等,便于以后出现故障进行维护。

  2、建立变频器日常保养制度

  对变顺器的管理进行规范,由专人负责对变频设备进行日常维护保养。日常维护保养的具体内容可以分为:

  (1)运行数据记录,故障记录:

  定期测量变频器及电机的远行数据,包括变频器输出频率,输出电流,输出电压,变频器内部直流电压,散热器温度等参数。与合理数据对照比较,以利于早日发现故障隐患。变频器如发生故障跳闸,务必记录故障代码和跳闸时变频器的运行工况,以便具体分祈故障原因。

  (2)变频器日常检查:

  每两周进行一次,检查记录运行中的变频器输出三相电压,并注意比较它们之间的平衡度;检查记录变频器的三相输出电流,并注意比较它们之间的平衡度;检查记录环境温度,散热器温度;察看变频器有无异常振动,声响,风扇是否运转正常。

  (3)变频器保养:

  每台变频器每季度需要清灰保养1次。保养要清除变频器内部和风路内的积灰、脏物,将变频器表面擦拭干净,变频器面板要保持清洁光亮;在保养??变色部位,阻尼电阻有无开裂现象,电解电容有无膨胀漏液防爆孔突出等现象,PCB板有否异常,有没有发热烧黄部位。

  3、加强培训

  (1)对变频设备操作、管理人员进行基础培训,掌握变频器日常维护保养的知识以及了解基本参数的设置。

  (2)对变频器维修人员进行系统的培训,以便今后更好地开展维修工作。

五、实例分析

  就孤东采油厂变频器在用情况来分析,目前孤东采油厂在用各种变频器达到480余台。自2005年开展了变频器维修工作,先后组织了现场维修150台次,总功率达到5800千瓦。目前主要存在问题:1、变频器主控电路故障。2、变频器冷却直流风扇故障。3、变频器外围控制器件故障。

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