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WK—35电铲DC母线过压、欠压故障原因分析及解决办法

2015-10-14母占霞

卷宗 2015年10期
关键词:过压电铲主从

母占霞

摘 要:文章从主从AFE的外围电路出现某些问题,主从AFE电源接触器在运行中断开,AFE的电源的电压超出了规定的运行范围,主从AFE的某些参数不正确这几个方面原因出发,阐述了WK-35电铲DC母线过压、欠压故障具体解决办法。

关键词:WK-35电铲;主从AFE;DC母线;逆变器

1 前言

WK-35电铲由太原重型机械厂制造,单斗容量35m?,驱动部分采用西门子masterdrives 6SE70变频器。其电源部分采用主从两个AFE输出并联,逆变部分采用IGBT作为开关元件组成PWM脉宽调制逆变器。通过总线PROFIBUS-DP与电铲辅助部分西门子STEP7-300PLC的通讯,完成对电铲各部驱动电机的驱动。WK-35电铲在运行过程中,有时会频繁的出现恼人的DC母线过压或欠压故障。

2 故障原因及解决办法

2.1 主从AFE的外围电路出现某些问题

高压启动后,真空接触器一闭合的常开辅助触点通过PLC输送给主、从AFE一个信号,在与PLC通讯等正常情况下,主从AFE会由开机封锁转为开机准备就绪状态。系统运行过程中,若真空接触器该触点接触不良或相关电路出现问题,主从AFE与PLC通讯出现不良时,AFE将故障关机停止工作。此时系统若处于电动状态,AFE及逆变器会报DC母线欠压故障;系统若处于发电状态,若制动单元没有投入运行,AFE及逆变器会报DC母线过压故障。

解决办法:

将主从两AFE的参数P555、P556、P557的数值改为1后,两AFE的运行不再受真空接触器辅助触点的控制,这时AFE控制部分通电后就会直接进入系统准备好009状态。让电铲运行工作,观察这个故障是否还在继续出现。如果故障不再出现,说明故障是AFE的外围电路出现问题引起的。检查真空接触器相关的辅助触点及该触点到PLC输入的线路连接,由该点所控制的PLC输出到相应AFE的线路连接,必要时考虑更换PLC相应的输入输出模块。

检查AFE自身及其相连的上一级站的DP插头的线路接线,必要时考虑更换DP头及CBP板。

2.2 主从AFE的电源接触器在运行中断开

启动AFE后,继电器K4吸合,母线电容开始预充电。当母线电压达到规定的预充电电平,CUSA发送给电压探测板VSB一个信号,使VSB上控制AFE的电源接触器线圈的小继电器吸合,VSB上与该继电器常开触点相连的接线头X2的1号和3号连通,使继电器K10闭合,继电器K7闭合,AFE的电源接触器闭合。若AFE的电源接触器线圈这控制回路中的某一器件出现问题,都将导致运行中的AFE的电源接触器线圈断电,出现主从AFE或DC母线欠压、过压故障。

解决办法:

运行中AFE的电源接触器线圈频繁出现断电现象,一般来说,在AFE启动时也应时常出现该接触器不吸合或吸合后又断开的情况。可先检查主从两AFE之间的通讯是否正常,它们之间的通讯不正常,也会导致主从AFE的电源接触器断开。此种情况呈现的故障现象一种为主或从AFE的PMU上报出F079,而在其他的逆变器上报出DC母线欠压或过压故障,另一种为主或从AFE及其它逆变器同时报出DC母线欠压或过压故障。在不启动高压真空接触器的情况下,在主AFE的操作盘PMU上,将参数P554的值由1001改为1010,将主从两AFE的参数P555、P556、P557的数值都改为1,以保证主从AFE都处于开机准备就绪009状态,按动主AFE的操作盘PMU上的启动键,若主从两AFE之间的通讯正常,主从AFE的操作盘PMU上应同时显示010,此时由于高压没有启动,尽管继电器K4吸合,但没有预充电,最后在主从AFE的操作盘PMU上会报F002故障,此属于正常现象。若通讯不正常,或尽管上面检测证明主从AFE之间的通讯没有问题,但对其是可能造成原因的怀疑仍无法排除时,可先用酒精清洗主从AFE的SCB板的光电转换器的插座及光缆头,必要时要考虑更换主从AFE的SCB板。

接下来分别单独启动主从AFE,以检查主从AFE的电源接触器线圈的控制回路是否正常。对于主AFE,将主AFE的参数P554的值由1001改为1010,为避免从AFE启动,将从AFE的参数P554的值由4501改为1010,P587的参数值由1改为0,或将P554的值与P587的值只改变一个,在启动高压后,按动主AFE的操作盘PMU上的启动键,主AFE的操作盘PMU上,应显示900多伏的电压。对于从AFE的单独启动,使从AFE的参数P554的值由4501改为1010,P587的参数值由1改为0,在启动高压后,按动从AFE的操作盘PMU上的启动键,从AFE的操作盘PMU上,应显示900多伏的电压。反复启动几次,看是否有异常的情况出现。如果在单独启动主从AFE的过程中,存在AFE的电源接触器不吸合或偶尔不吸合的情况,为了进一步的分清是继电器K10、K7的问题还是相关控制板块的问题,可在高压不启动的情况下,人为的将VSB上的接线头X2的1号和3号端子连通,若继电器K10、K7正常,此时AFE的电源接触器会闭合,反复测试几次。继电器K10、K7没问题,导致的原因很可能就是相关的板块、板块间的线路连接出现了问题。首先应检查板块间线路的连接是否正常,必要时考虑更换相关的板块。若试验过程中没有出现上面所述的异常现象,但又不能排除故障产生的原因与这些器件绝对无关的怀疑,可直接尝试将继电器K10、K7更换或将相关触点短接,尝试逐个更换相关的板块,直至相关连的部件被彻底排查。这里要说的是,电源板PSU出现故障以及主从AFE的24伏电源的开关接触不良也是导致该故障的常见原因之一。

此外,主从AFE的电源接触器长期运行过程中,也会出现主触点接触不良的现象,导致运行中的主从AFE或DC母线出现过压、欠压故障。

2.3 AFE的电源的电压超出了规定的运行范围

AFE的电源电压的波动上限为+10%,下限波动为-35%,但持续的时间不能超过1分钟,超过了这个限制,AFE的PMU操作屏上就可能报AFE电源电压过压(F003)、AFE电源电压欠压(F004或F009)或者DC母线过压(F006)、欠压(F008)故障。

解决办法:

利用万用表检查主变二次电压,根据检测的结果若怀疑是因为AFE的电源的电压超出了规定的运行范围而导致时,可改变主变一次电压分接头来使AFE的电源的电压满足要求。如果怀疑是因主变一次或二次某处线路虚接导致AFE电源出现欠压(F004或F009)或DC母线欠压(F008)故障时,可用带有电流探头的双踪示波器,在电铲工作时分别观察主从两AFE的电源电流波形,正常的情况下,两AFE三相电流的波形应当是对称的三相正玄波。如果两AFE的电流波形不是对称三相正玄波,且两AFE对应相的电流波形相同,说明主变压器的一次线路某处有问题,应对主变压器一次线圈及其所连的高压线路的连接进行检查。如果两AFE的电流波形只是其中的一个不正常,则表明问题应当是其AFE本身及相连的主变压器的二次绕组线路有问题,首先应对该AFE的电源线路进行检查。若主变二次绕组及线路正常,可应用测试盒对该AFE各IGBT等进行检测,若IGBT检测结果正常,问题应是IGBT的控制电路出问题所导致,更换相关的控制板块,直至三相电流波形对称。

2.4 主从AFE的某些参数不正确

主从AFE内的某些参数设置不正确,可能造成电铲工作过程中,出现DC母线报出欠压或过压故障。

解决办法

重输主从AFE参数。

3 结束语

母线过压或欠压故障是WK-35电铲运行过程中出现的次数较为频繁问题,对该问题若没有一个全面正确的认识,处理时常使人们陷入深深的困惑之中,几天都不能将其彻底解决。这里将其整理归纳展示给维修人员,目的是为今后这种故障的维修能起到一个参考和借鉴的作用,对提高检修效率,提高设备的出动率也是本文的意义所在。

参考文献

[1]WK-35电铲随机资料。

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