西三线西段变频器故障原因统计与分析

钱想军

摘要：本文主要阐述了西三线段变频器运行的基本信息，对西三线段变频器出现的问题和产生故障的原因进行分析和研究，制定有效的治理措施；

（前言）西三线首次在新建长输天然气管道上大规模应用国产化电驱压缩机组，成功打破长期以来国外公司对中国长输天然气管道关键设备的垄断，支持国内装备制造业发展。目前西三线西段已运行31台变频器，其中6台荣信RHVC系列变频器、6台上广电Innovert1010-25000S型变频器、19台TMEIC drive-XL75型变频器。为做好变频器维护工作，降低变频器故障率，提高可靠性，现对西三线西段变频器基本情况，故障情况进行统计分析。

1 西三线西段变频器运行基本信息

西三线西段电驱机组所使用的31台变频器2017年运行情况详见表1。

总体来看，截止2017年10月14日，荣信变频器运行时间为5428.58小时，故障22次，40.53次/万小时；上广电变频运行时间5580.79小时，器故障8次， 14.3次/万小时；TMEIC变频器运行时间50513.70小时，故障10次， 1.98次/万小时。由以上数据可知，荣信变频器故障比率较高，尤其是YC-CC3401、YC-CC3403压缩机组变频器。

2 2017年西三线西段电驱机组变频器典型故障及原因分析

2017年3月22日，JYG-CC3401压缩机组（TMEIC变频器）因“外部联锁”报警跳机，2017年6月12日，GL2-CC3401压缩机组（TMEIC变频器），发生同样故障停机。 查看TMEIC变频器PLC程序中“外部联锁”报警的触发条件，发现UCS传输中断信号（M992）既作为变频器起机的检查条件，又作为跳机的触发条件。当机组处于运行状态时，一旦变频器检测到UCS信号传输中断（M992），变频器PLC会向变频器控制柜发出外部联锁（INV_IL_）报警，进而变频器向UCS发出跳机信号，导致机组停机。目前程序已优化，UCS传输中断信号（M992）仅作为变频器起机的检查条件，不再作为跳机的触发条件。

2017年5月7日1点48分，YC-CC3401机组跳机，现场检查1#压缩机10kV馈线断路器跳闸，变频器本体报“单元停机”“辅助系统综合”“旁路请求”“过压”“欠压”“IGBT”“漏水”故障。现场检查1#变频器功率单元相模块，发现A3整流模块直流输出母排存在放电灼烧痕迹，经测量得知A3整流模块直流输出母排正负极已经短路，短路瞬间引发过压、欠压、IGBT等故障，同时变频器发出分闸命令，1#压缩机10kV断路器跳闸，机组跳机。事件根本原因是，整流模块直流输出母排塑夹板金属弹簧载流量不足致使直流导流接触部位持续发热，导致整流模块直流母排正负极夹层绝缘频繁损坏。

2017年10月19日，ZY-CC3401机组在提速升压过程中，当转速达到4405 r/min时，变频器发出过负荷报警信号，当转速升至4445 r/min时，出现变频器5分钟过负荷联锁信号，1#机组停机。1#机组停机后，2#、3#机組由于流量迅速升高，导致进口过滤器差压迅速上升，触发2#、3#机组工艺联锁停机。2017年9月9日，GL2-CC3403机组在提速升压过程中，当转速达到4530 r/min时，变频器发出过负荷报警信号，当转速升至4565 r/min时，出现变频器20分钟过负荷联锁信号，导致3#机组停机。随后因3#机组停机导致1#、2#机组负荷瞬间增大，保持5分钟后，相继报过负荷停机。2015年3月24日，YC-CC3401机组在提速升压过程中，当转速达到5000 r/min时，变频器发出过负荷报警信号，当转速升至5313 r/min时，出现变频器20分钟过负荷联锁，导致1#机组停机。以上三次典型停机事件均发生在TMEIC电驱机组提速升压过程中，变频器负荷持续增大，当变频器发出过负荷报警时，未引起操作人员重视，当操作人员或负荷分配系统继续按计划提高机组转速时，变频器发出5分钟或20分钟过负荷报警，进而导致机组停机。针对这个共性故障，技术人员编制了《TMEIC电驱机组变频器新增预过负荷保护方案》，并对变频器逻辑修改为：在不改变原有报警及联锁停机逻辑的前提下，使变频器转速给定信号先经过变频器PLC，然后再送到变频控制器，同时在变频器PLC程序中增加预过负荷保护功能，实现当变频器PLC接收到过负荷报警信号OL_A时，锁存瞬时转速值并钳制输出；当过负荷报警OL_A消失后，延时5秒，在最高转速内恢复转速的正常调节。

3 荣信变频器故障分析

由于荣信变频器故障比率较高，现对荣信变频器故障进行分析，截止2017年10月14日，荣信变频器故障分类如图3，故障处理方法见表2

4总结

本文通过对西三线西段变频器投产后运行情况进行统计，找出不同厂家变频器故障情况，并对故障进行了分类及分析，同时给出了应对策略。

参考文献：

[1]陈晨. 浅析油田变频器故障原因及维护建议[J]. 化学工程与装备，2017（09）：97-101.

[2]柴山，陈兰芳，曹怡梅. 基于控制系统的变频器故障诊断技术在实际生产中的应用[J]. 自动化与仪器仪表，2015（10）：48-50.

[3]和德明. 变频器故障诊断技术研究与分析[J]. 电子世界，2012（14）：25-26.