核电站SIR控制柜变频器故障维修探讨

2019-10-14杨徽黄伟

科技创新导报 2019年23期

杨徽黄伟

摘要：某核电站化学试剂注射系统（SIR）控制柜采用ACS355变频器，运行过程中多次出现上位机启动变频器以后，变频器实际已启动，而上位机显示停运。维修人员现场检查发现变频器内部反馈触点被击穿损坏。本文根据SIR控制柜的运行和维护情况，针对其变频器反馈触点损坏的故障进行了分析，提出了维修改进方案，经验证可以有效地改进缺陷，提高变频器的可靠性和安全性。

关键词：SIR控制柜变频器反馈触点维修改进

中图分类号：TN77 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）08（b）-0034-02

变频器是变频技术的重要核心，其是经由对供电频率的转换，以达成电动机运转速度的自动调节，进而实现节能减排的目的[1]。并且，變频器还有助于减少电力线路电压波动，在零频零压时有序启动，如此一来，可有效消除电压下降，充分发挥优势，解决因为电网电压不稳而影响电气设备运行的问题。变频器在实际运行时往往会引发各式各样的故障，在处理这些常见故障时首先要明确故障引发原因，然后有针对性地采取有效的维修对策，以确保变频器的有序运行。

ACS355变频器是一种用来控制异步交流感应电机和永磁同步电机的机械类变频器，可以安装到墙上或者柜体中[3]。这款经济划算的多功能变频器具备出色的连接功能，并且变频器的安装与调试简单易行，节省时间。它主要有如下优点：（1）针对机柜安装优化设计，有效节省空间和安装时间;（2）提供多种现场总线适配器，提高连接灵活性;（3）具备矢量控制功能，可用于驱动异步电机和永磁电机;（4）简单直观的顺序编程，实现独立的、可重复的操作工序。

某核电站机组的SIR控制柜采用ACS355系列变频器。ACS355系列变频主要通过设置内部参数用于控制下游交流电机转速，从而实现控制SIR系统加药量目的。

根据三相电动机转速公式：

n=60fp （1）

其中，n为电机转速;

f为电机定子侧供电频率50Hz;

p为电机极对数。

在异步电动机的极对数不变情况下，只要改变电源频率f，就可以实现对异步电动机的调速。变频器就是通过此原理达到改变电机转速，进而对系统进行调节的。

1 SIR系统概述

核电站二回路加药系统（SIR）负责为凝结水和给水添加氨和联氨，保持二回路系统水化学参数在合理范围内，以保养蒸汽发生器;为常规岛和核岛闭式冷却水系统添加缓蚀剂，保持系统的pH值，防止系统腐蚀。二回路加药系统承担着核电厂二回路水质调节、核岛和常规岛闭冷水系统防腐及蒸汽发生器保养的重要职责，调试的质量直接关系到核电厂的安全稳定运行。三代核电AP1000机组对二回路水质的控制比常规核电机组更加严格。AP1000核电机组二回路系统一般通过控制pH值和溶解氧含量来减少系统以及设备的腐蚀[2]。

2 SIR控制柜变频器故障的分析与处理

2.1 故障描述

某核电厂机组MP厂房二回路化学试剂加药系统SIR控制柜内的ACS355系列变频器，运行过程中多次出现上位机启动变频器以后，变频器实际已启动，而上位机显示停运。维修人员现场检查发现变频器内部反馈触点被击穿损坏。

2.2 变频器内部反馈触点损坏原因分析

经过对变频器电路的全面检测排查，最终确定变频器状态反馈外串联的直流线圈为故障原因点。如图1所示，变频器内部反馈触点为耐压水平30VDC的PNP型直晶体管，反馈触点直接连接的是24VDC直流线圈。根据欧姆定律公式：

UI=i×RI+（di/dt）/L （2）

其中，UI为电感两端电压;

i为电感电流;

RI为电感的直流电阻;

L为电感量。

由于直流线圈是一个大电感元件，电流无法突变，当线圈在断电瞬间产生的高电压易将变频器内部反馈触点击穿。通过模拟实验录波，发现断电时的瞬间电压高达50VDC，远高于反馈触点的耐压水平，如图2所示。

2.3 故障的处理