低压变频器应用中的常见故障分析及现场解决技巧

张风平 党宇

摘要：变频器是电机在运行中担任调节频率的系统，目前在空冷塔变频器的应用中比较广泛。低压变频器在市场上的应用具有体积小、振动效果低以及噪声小的特点，它充分利用于我国工业生产以及提高机械设备的自动化，为企业在生产质量以及改变生产环境中做出巨大贡献。但目前在使用空冷塔变频器运行中常常会出现停机的现象，本文中提出它在运行中发生的问题，并分析它的运行状况，从而找出一些解决措施。

关键词：低压变频器;故障分析;解决技巧

引言：由于我国西部大开发以及西电东送的实施，虽然很多地区的电力产业已经得到快速的发展，但要建设比较大型的发电厂还需要在冷却塔变频器上加以改造。特别在兰州地区煤炭资源比较丰富，水资源比较短缺的区域，在这种情况下就要运用冷风塔变频器进行冷却和排出热量进行调节。

一、变频器的发展现状

国外变频器产业发展历史较长，除日本外，美、英、德、法、意等发达国家，目前也都已形成了较完整的变频器技术产业体系。目前西方各国现阶段的发展状况，主要表现在如下方面：变频调速技术发展较久，具有一定的产业化规模，生产經验、技术水平和产品品质较高;与变频器相关的产业已经初具规模，形成了产业化生产，能够生产诸如IGBT、IGCT、SGCT等变频器中的多种功率器件：新技术、新工艺不断广泛应用于产品中，促进了高压、高功率、高精度、多功能、智能化变频器的出现，使高压变频器在各个行业中被广泛使用。目前，我国国产变频器的生产，主要是交流380V的中小型变频器，且大部分产品为低压，而高压大功率则很少，能够研制、生产、并提供服务的高压变频器厂商更少，不过是少数几个具备科研能力或资金实力强的企业。在技术方面，更是仅仅少数普遍采用V/F控制方式，对中、高压电机进行的变频调速改造。我国高压变频器的品种和性能，还处于发展的初步阶段，仍需大量从国外进口。具体主要有以下几个方面：国外各大品牌的产品加快了占领国内市场的步伐并将产品本地化，但我国目前变频器市场较大，有巨大的发展潜力，特别在石化行业的应用比较广泛，而且石化企业不具有足够资金进行科研和规模化生产，生产工艺相对落后，产品的技术含量低，品质有待提高，但总体上价格低廉;国内高压变频器尚未形成一套完备的标准，产品差异性大，需要进一步完备、完善高压变频器的标准，同时，国产高压变频器的功率等级较低;高压变频器周边产业少不够发达，约束了高压变频器的发展速度，很多变频器中的主要功率器件，无法自行生产。

二、空冷塔变频器停机的原因及处理措施

（一）提出问题

根据我国在石化行业的调查研究，2012年我国空冷塔的液位开始上涨，设定值由原来的初始值涨到了135mm，同时将空冷塔的回手阀切换到了手动状态。如果将回手阀开大，就会降低空冷塔的出口压力、导致空冷塔的阻力上升，反复经过回手阀的调制就会发现回手阀的开度越大，空冷塔的出口压力就会降低的数值越大、阻力就会越上升。当打开空冷塔的排污口时就会发现，排出的水中有气体以脉冲式喷出，在这种情况下，回手阀开到最大也会导致它的水位上涨、出口压力降低以及阻力下降的现象。从中可以看出，在运行中导致变频器停机的最主要原因是空冷塔的出口压力偏低导致的停机现象，还有变频器在运行中的参数不固定、外部的工况条件以及恶劣的环境，如高温、潮湿引起的突发停机现象。

（二）运行情况

因空冷塔出口的压力偏低导致的停机现象首先应检查仪表问题，如果空冷塔在出口压力上进行测试、阻力上进行测试以及收缩空气的气体压力都出现损坏、波动的现象，就有可能出现空冷塔的压力低导致停机现象;而且空冷塔由于污垢堵塞、底部的防漏塞损坏等也会影响停机现象。如果因使用方法或环境的不合理设置也会造成变频器的停机现象，首先受外部电磁感应的影响，一些外部干扰源一般会通过辐射或电源线的方式侵入变频器内部，发生控制回路无法正常工作导致停机现象;如果因环境问题导致的故障，对于振动冲击比较大的场合容易产生机械损坏的现象;对于比较潮湿、尘埃比较严重、腐蚀性较强的区域就会导致一些部件发生生锈、绝缘效果降低等短路现象;对于日光直射条件比较充足的情况也会影响器件的寿命。如果因设备的参数设置不合理引起的故障问题主要是发生在低压变频器的聚泵上，就会出现泵的工作运行不稳定、管线的压力过大、设定的升速与降速时间比较短等现象。

（三）解决问题

如果是因为空冷塔变频器的出口压力降低导致的一系列问题就应在空气系统中适当的增加空气量，并以手动的方式控制好空冷塔的水位，如果空冷塔的压力进口处还有余量，在手动进口阀处应加快打开的速度，也可以将冷冻水以及冷却水的流量关小，使空冷塔的水位控制在一定范围内。如果因参数设计问题导致的停机现象首先应根据具体的参数标准进行修改，如果没有发生变化将参数值恢复出厂设置，重新设置新的数值。

三、变频器的预防措施

空冷变频器发生的故障大多是由于设备管理人员日常维护不到位引起的，使得有的变频器长期缺乏正常日常维护，造成变频器因各种原因，故障频发。预防措旅及解决办法有：

（一）加强变频器的规范化使用管理

建立变频器的日常维护制度，设立专人负责保养，具体内容有做好运行数据记录和故障记录，定期测量变频器及电机的运行数据，包括变频器输出电流、输出电压、变频器内部直流电压、散热器温度、工作环境温度、湿度等参数，与合理数据对照比较，以利于提早发现故障隐患，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，以便具体分析故障原因。

（二）加强日常检查

最好每半月检查一次，检查、记录运行中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，并注意比较它们之问的平衡度;检查记录散热器温度，工作环境温度;察看变频器有无异常振动、声响，风扇是否运行正常。

（三）加强变频嚣的日常维护

做到变频器每季度保养一次，要及时清除变频器内部的积尘、脏物，将变频器保持清洁，操作面板清洁光亮;在保养同时要仔细检查变频器内有无发热变色部分，阻尼电阻有无开裂，电解电容有无膨胀、漏液、防爆孔突出等现象，PCB板有无异常，有没有发热烧黄部位等。

（四）完善变频器回路

与主回路相比，变频器的控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其它装置产生的干扰，造成变频器无法工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取如下抗干扰措施：第一，将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分离铺设，分离距离通常在30cm以上（最低为10cm），分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。第二，控制信号必须单点接地，接地线不作为信号的通路使用，一般在DCS侧接地。第三，装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设备。

结论：目前，空冷塔变频设备已经得到了广泛的应用，它在发电厂以及各个领域发挥着安全运行的作用，所以为了提高设备的发展效率和实现企业的多元化发展就应完善设备中容易发生的问题并进行创新，从而使我国技术设备在生产中处于领先水平。

参考文献：

[1] 张婷.变频器在火力发电厂直接空冷系统中的应用[D].华北电力大学，2013.

[2] 王汝智.火电厂空冷机组工程造价管理研究[D].华北电力大学（北京），2009.

（作者单位：兰州石化分公司动力厂  甘肃兰州）