變頻器在石化行業的應用及常見故障處理

（洛陽三隆安裝檢修有限公司，河南 洛陽 471012）

變頻器在石化行業的應用及常見故障處理

姚守龍

（洛陽三隆安裝檢修有限公司，河南 洛陽 471012）

變頻器是我國石化企業技術改造、節能降耗的一種理想設備，變頻調速技術應用于石油化工領域，有利于延長機械設備的使用壽命，實現生產過程自動化。但針對變頻器的一些常見故障問題，如過壓故障、參數故障、過載故障等，需要及時處理，進而保證正常的生產運行。

變頻器；石油化工；技術應用；故障處理

1 變頻器在石化行業的應用現狀

1.1 變頻器應用于鉆機。石油鉆井中應用的鉆井設備主要包括絞車、泥漿泵、轉盤等，其中絞車用于完成起落井架、放置套管及鉆桿等工序。隨著鉆井的深入開展，鉆具的長度、重量都會不斷增加，由此給絞車帶來愈發沉重的負荷，作業時間也會相應增長。可見，保證絞車的高速、平穩運行以及鉆井設備不受損壞，是提高鉆井工作效率、降低成本的關鍵所在。因此，為鉆井設備配備電頻器，有利于提升鉆井器具的效率，使其保持良好的運行狀態，節能減排。

1.2 變頻器應用于抽油機。目前，石油化工行業中的抽油機設備以游梁式抽油機較為常用，這種抽油機操作便捷，安全性高，一般配有平衡塊以減小設備上下沖程負荷所引起的波動。當抽油機自由停車后再啟動，其電機負荷處于峰值，此時要求電機的啟動轉矩足夠大。為了達到這一點，電機需要保證在正常運轉時負荷率低下，但這樣就會造成電機效率低，相應的耗電量增長，導致嚴重的資源浪費。理想做法是選用實際負荷小于抽取量的電機，不過這種做法的弊端也較明顯：電機不間斷的運行可致設備損耗大、噪聲大；抽油機排量過剩而形成無功抽取，進而引發空抽、氣鎖、井噴、設備損壞等問題。在此種情況下，采用變頻調速控制方法可以使抽油機脫離低效做功的工作狀態，避免無效抽取，提高工作效率，減少電能的浪費。

1.3 變頻器應用于潛油電泵。潛油電泵采油方式具有效率高、排量大等特點，廣泛應用于油田開發領域中。但是我國的復雜斷塊油田在油井類型中占有一定比例，針對油水井的復雜井況，一些潛油電泵井可能出現供液不足的問題，潛油電泵的正常生產將受到影響，設備的使用壽命也會被削減。而在潛油電泵中引入變頻技術，通過控制和改變電源的頻率，調試電機的運轉和電泵排量，可以使泵的工作狀態與油井產能相匹配，保證電泵井的正常生產，延長設備壽命，減少井下故障的發生。

1.4 變頻器應用于煉油。機泵的應用在煉油過程中處于核心地位，由于物流輸送量大，機泵的耗電量之大也是可想而知的。但是，在機泵的耗損功率中，被工藝物流吸收而能做有用功的比例卻非常小，其很大一部分是用于泵出口閥壓降和調節閥節流控制壓降的消耗上。于是，機泵節能便成為首要的問題。而變頻器的有效應用，實現了機泵控制與實際負荷相符，進而阻力降低，系統的工作效率得到提升。

2 變頻器的常見故障及處理

2.1 過壓故障。變頻器在一定的電壓范圍內可以正常工作，當電壓超過這個范圍時就會出現過壓類故障，導致變頻器損壞，主要包括以下兩種情況。首先，輸入交流過電壓。即輸入的電壓超過了正常范圍，當線路負載較輕的一段時間過后，突然電壓升高或者線路出現了故障，即可導致問題發生。此時應先斷開電源，檢查處理后再重新送電啟動。其次，發電狀態下過電壓。這種情況發生率較高，是指電動機的實際轉速高于同步轉速，而使未安裝制動單元的變頻器處于發電狀態中，由此引發事故，多有兩種表現形式。一是多個電動機拖動同一負載時發生故障。使用多個電動機時，當其中一臺電動機拖動負載的實際轉速高于其它電動機的轉速，那么轉速低的電動機處于發電狀態，而轉速高的則相當于原動機，故障由此發生。其故障原因在于未能分配好負荷，所以在處理時，需要對負荷分配加強控制。二是變頻器在拖動大的負荷時，其輸出的速度較快，而負荷本身減速較慢，這會使負荷拖動電動機的轉速高于變頻器輸出時的轉速，因而電動機處于發電狀態，而變頻器因直流回路電壓升高而引發故障。處理時，需要修改變頻器的參數、設置延長其減速的時間，或者增加再生制動單元。

2.2 參數故障。變頻器的參數很關鍵，如果參數設置得不正確、不合理，就無法滿足傳動系數的要求，導致變頻器無法正常工作。變頻器的參數一般在出廠時就已經設置好，如果這些默認值不能滿足用戶的實際需求，用戶可以針對變頻器參數進行如下操作：確認電機的功率、電壓、最大頻率等參數；明確變頻器的控制方式，如轉矩控制、速度控制等；設定啟動方式，如控制面板、通訊方式、外部端子等種類；選擇頻率給定的方式，如面板給定、通訊方式給定、外部電流給定等，可以是一種或者多種。當以上各參數設置完成后，變頻器就大致可以正常工作，也可以根據實際情況再次修改參數。當變頻器發生參數故障時，需要進行正確修改以保證變頻器繼續正常運行，如果仍然無法解決問題，應當將所有參數恢復至默認值，再依據實際所需及注意事項進行重新設置。

2.3 過載故障。機電器過載和變頻過載是變頻器過載故障的兩種主要形式，直流制動量過大、加速時間不足、電壓低等原因，都有可能造成變頻器過載事故的發生。處理時，需要根據情況采取相應措施，如延長設備加速的時間、調高電壓、保證制動的時間等。如果因機械潤滑性差引起負荷過大，而致過載事故發生，需要對機械設備進行檢修；如因負荷本身太大而致變頻器和電機無法應對，則需要更換大功率的變頻器及電機。

結語

石油化工行業關系到我國的國計民生，而變頻器作為一種智能控制電源，在石化領域中發揮著重要作用，推廣應用價值較高。不過，雖然目前變頻器技術已經逐漸發展成熟，但在實際生產中仍然存在著一些常見問題，如過壓故障、參數故障、過載故障等。針對這些問題找準病因，及時采取有效措施，有利于推動石化機械設備的技術進步，增產與節能同步，進而更好地實現經濟效益和社會效益。

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