河钢承钢炼钢厂高压变频器故障信息化分析

　　摘要近年来，中国科技迅速发展，高压变频技术在各个领域得到广泛应用。高压变频器由于其高效率，高功率和良好的速度控制性能，被认为在国内外具有良好的发展前。因此，其应用领域以及范围日益广泛，使用变得更加合理和高效。但是，如果高压变频器发生故障，将会对设备的正常运行和安全操作造成重大风险。所以，对高压变频器故障的深入了解是非常重要且必要的，只有这样才能及时有效的解决高压变频器出现的问题，实现高压变频器的正常稳定运行。本文将对河钢承钢炼钢厂高压变频器故障进行浅析说明。

　　关键词变频器故障；驱动故障；控制器故障

　　前言

　　近年以来，作为变频器的一种，高压变频器进行着快速的发展并得到了广泛的应用，其与以往传统的电机类似的，在进行调速时都是采用串级或液力耦合方式的，通过利用改变电机的运行电源频率来对电机进行调速。

　　现在已有的高压变频器，无论是专用的还是通用的，内部的结构都是一样的，主要都是由三个部分组成，第一部分为主电路接线端；第二部分为操作面板；第三部分为控制端子。通用变频器包括主电路以及控制电路两个部分，其中作为电力变换一部分的主电路由逆变器、平流回路以及整流器组成，其主要功能是为异步电动机供给调频调压电源。

　　1高压变频器故障

　　1.1变频器过流

　　变频器过流保护的设定值为电机额定电流的120%，每十分钟允许1分钟，超过则保护停机；变频器输出电流达到电机额定电流的150%，允许3秒钟，超过则立即保护停机；变频器输出电流超过电机额定电流的200%，在10微秒内保护停机。

　　变频器输出电流霍尔，检测电流后送入主控箱中的信号调整板上，转换为0～10V的标准信号，通过硬件比较器和软件综合判断是否过流。出现“变频器过流”故障时，应进行如下工作：

　　（1）检查功率模块输出U、V端子是否短路；

　　（2）检查电机绝缘是否完好；

　　（3）检查变频器是否过载运行；

　　（4）检查负载时否存在机械故障；

　　（5）如果是启动时过电流，可适当增大变频器的加速时间设定值；

　　（6）对于一些使用滑动轴承的电机，启动时机械摩擦转矩较大，可适当提高变频器“低频转矩提升”的设定值。

　　（7）信号调整板故障、主控板故障、电流霍尔故障或配线不当，也会产生变频器过流。

　　1.2驱动故障

　　“驱动故障”的含义是指IGBT在出现故障时，电路上的电流增大（达到6～7倍以上）、引起的管压降的增加（10～15V），而报出的故障。当出现“驱动故障”时，应进行如下工作：

　　（1）检查内部是否有短路放电痕迹；

　　（2）IGBT是否正常——测量续流二极管；

　　（3）电机是否有问题；

　　（4）输出电缆是否有破损；

　　（5）输出螺栓是否过热，虚接打火；

　　（6）更换驱动板、单元控制板；

　　（7）把输出铜排拆除，用万用表测量输出电压幅值。

　　1.3控制器不就绪

　　主控箱中的主控板自检不能通过时会报“控制器不就绪”故障。当出现“控制器不就绪”的故障时，应进行如下工作：

　　（1）主控箱自檢不能通过时报告该故障，可重新设定变频器参数，再次复位系统尝试；如果仍不能排除，检查电路板之间的连接是否可靠，主控箱到PLC的配线是否松动，或更换主控板。

　　（2）正常情况下，主控箱中主控板的“RUN”指示灯应处于有规律的闪动状态，如果常明或常暗，或不规律闪动，则主控板存在问题。

　　（3）在上高压电的初始几秒钟或断高压电后的几分钟内，由于主控箱处于被复位的状态，报告“控制器不就绪”为正常现象，过这段时间后应可以自行解除。

　　1.4控制器无响应

　　主控箱故障或者出于被复位状态时，会出现“控制器无响应”的故障。当出现“控制器无响应”的故障时，应进行如下工作：

　　（1）检查所有控制板是否插装到位，电源板所有指示灯是否全亮，主控板POWER指示灯是否发光，RUN指示等是否处于闪烁状态，连接到主控板的RS485插头是否松动或脱落；

　　（2）在变频器上电开始的6秒钟（该时间可以设置）之内，由于屏蔽故障需要，主控箱处于被复位状态，显示“控制器无响应”属于正常现象，但6秒之后，“控制器无响应”应消失；

　　（3）同样，变频器断电后，由于屏蔽故障需要，在几分钟内，主控箱处于复位状态，显示“控制器无响应”属于正常现象，但几分钟之后，“控制器无响应”应消失；

　　（4）如果不是上电或断电的初始时刻，出现主控板RUN指示灯长时间发光或长时间熄灭，或者不规律闪烁，则主控板存在问题。

　　1.5变压器重度过热

　　当移相变压器的温度超过其重度过热保护值140℃时，会报出“变压器重热”的重故障。当出现“变压器重度过热”的故障时，应进行如下工作：

　　（1）检查变压器副边接线绝缘是否完好；

　　（2）检查变压器副边接线绝缘是否短路；

　　（3）装置是否过载运行；

　　（4）环境温度是否过高；

　　（5）变压器的冷却风机是否正常；

　　（6）风路是否通畅；

　　（7）温度控制器功能是否完好；

　　（8）温度控制器过热报警参数是否设定合理；

　　（9）参数是否被非法复位或修改；

　　（10）测温探头是否损坏，温控仪触点是否失效。

　　1.6变频器无法启动

　　“变频器无法启动”故障是指变频器开机后，不能得到“系统待机”的指令，并且“启动”按钮处于“灰色”状态，没有被激活。

　　变频器“启动”的过程是这样的：

　　第一步：操作人员合220VAC控制电源开关，变频器控制系统上电后自动开始检测。如自检没有发现故障，向主控发出“控制器就绪”信号，同时变频器自动发出“高压合闸允许”信号。

　　第二步：接收到变频器的“高压合闸允许”信号后，操作人员作出判断。如果具备上高压电的条件，手动或通过各种控制系统合高压开关。变频器整流逆变部分带高压电，冷却风机开始运行。变频器检测到整流逆变部分带高压电后，延时6秒（时间可设定）自动发出一个“系统待机”命令。

　　第三步：人机界面上出现“系统待机”的信号，并且“启动”按钮由“灰色”状态变为“白色”状态，操作人员根据整套系统设备的状态作出判断。如果具备运行的条件，通过变频器控制面板或各种控制系统向变频器发出“启动”命令。变频器启动运行。

　　当出现“变频器无法启动”的故障时，应进行如下工作：

　　（1）检查控制电源上电是否正常；

　　（2）检查控制系统（主控箱、PLC、嵌入式人机界面）的设备是否正常；

　　（3）检查控制系统自检软件是否正常；

　　（4）检查远程现场的“紧急停机”按钮和控制柜门上的“紧急停机”按钮是否都处于释放（在弹出状态）；

　　（5）检查变频器上是否存在未解决的故障；

　　（6）功能状态是否正常；

　　（7）高压送电是否正常。

　　作者：李新源