引風機變頻器故障處理淺析

摘 要

介紹6KV變頻器啟停機過程中過電壓故障的處理方法，并對故障解決方案進行了闡述，另外提出了整改措施。

【關鍵詞】引風機 高壓變頻器 過電壓故障 參數

1 設備概述

某廠現有2X125MW重油、天然氣雙燃料汽輪發電機組，每臺鍋爐配置引風機2臺，電動機功率為710kW，送風機2臺，電動機功率為560KW，相繼完成#1、2爐共8臺送、引風機變頻改造項目。變頻改造后裝置運行良好。變頻器系統如圖1。

2 故障描述

某日，#1機組停機后，進行變頻器起機試驗時，在變頻器停機過程中降至20Hz左右時報B1，C2單元過壓，隨即變頻器跳閘，報變頻器重故障信號。

3 故障處理過程

（1）解掉串聯銅排，對單元進行分體測試。在充電完成后，用戶開關未合，發現換上的單元與其他單元比起來掉電過快。于是將換下的單元重新裝回去，B1、B2光纖對調，C2、C3光纖對調。然后進行分體測試，抽取觀察了B1、B2、C1、C2及周邊幾個單元波形，發現波形正常，并未報過壓。于是串上銅排，正常運行在頻率為25Hz時保持20分鐘，沒有報任何故障。在停機過程中，報B1和C2過壓停機。具體降在多少Hz報的不詳。

（2）疑是單元確實有問題，于是將B1、B2單元對調，C2、C3單元對調，再進行起機，升頻過程中正常，到穩定頻率30Hz后也正常，降速到28Hz時，報A1，B2單元過壓停機。針對兩次都有同一個單元報過壓，即現在的B2，原來的B1單元，將B2單元拆下檢查，經過簡單的均壓電阻測試阻值正常，將原來的舊單元的控制版拆下與現在B2單元對換。在起機時正常，在停機過程中降到23Hz時又報A1、A2單元過壓。更換主板，將4.6版本主板換上，但發現參數無法輸入，又重新將原來4.3主板換上，并加長升降頻時間，起機正常，依然在停機過程中，在19Hz左右時報A1、A2單元過壓。過后再延長升降頻時間，升頻依然正常，在降頻過程中，在13Hz時報A1、A2過壓。解開風機對輪，單帶電機運行，到頻率升至8Hz時，報A1、A2單元過壓。

（3）將主板更換成4.2版本，再進行分體測試，發現A相全部波形不對。后又將主板更換為4.6版本的，測試分體，發現數個單元有疑似丟波現象。后重新運行到48Hz進行分體測試，此時發現波形均正常。于是要求用戶帶風機正常起機，升頻和30Hz穩定半小時運行均正常，在停機過程中，降到25Hz時又報A1、A2過壓。

（4）到DCS上調取了1B引風機實驗的波形記錄以及機組正常停機時的波形記錄，發現在實驗時引風機入口擋風板開度僅為13.6%，懷疑是由于入風口擋板開度太小，在引風機降速時風阻較小導致降電機向變頻器反充電引起的過壓故障。為了驗證，將參數恢復成正常工況的設定，按正常操作啟動變頻器，待穩定運行后，做降速實驗，引風機變頻器在運行到18Hz左右時報出A1、A2單元直流過壓，跳閘。為了對比，按之前的運行方式運行1A引風機，運行基本正常，僅在停機至7Hz左右時，報出A6直流過壓的過壓報警，未跳閘。

（5）檢測參數時發現參數恢復為默認值，更換存儲參數的芯片后正常，將1B引風機變頻器的降速速度修改為：0-20Hz為160秒，20-50Hz為240秒，再次按照之前的運行方式升降速，未出現過壓故障，穩定運行約一個半小時，再次停機，未出現過壓故障。在調試過程中發現1B引風機給定頻率不穩，運行頻率跳動頻繁，修改84#功能（頻率給定閾值）為50（0.5Hz），再次啟動變頻器做停機實驗，未出現過壓故障。由于運行人員反應降速變慢可能會影響在緊急情況下的處理需要，經協商，將20-50Hz恢復到180秒，并將0-20Hz的降速時間設為120秒，及0-50Hz的降速時間保持一致，再次運行1B引風機，模擬各種工況調整變頻器未出現過壓故障。

4 故障分析

根據變頻器的運行情況看，出現過壓故障僅出現在降速過程中，可以確定是由于降速時，變頻器輸送給電動機定子電壓的頻率降得快，而轉子由于風機的慣性原因不能快速下降，造成轉子電頻率高于定子電頻率的情況，此時電動機變成發電機，將轉子上的動能通過定子變成電能向變頻器倒灌。由于變頻器的輸入側采用二極管整流，電能不能向電網反饋，只能儲存在功率單元的直流電容中，時間長了功率單元直流母線就會被充過壓。充電的大小由轉子和定子的電頻率的差值決定，差得越大，電動機的反電動勢越高，充電越快，所以降速越快，變頻器越容易過壓。

由于變頻器投運幾年降速參數未修改，在此次試運行中出現過壓故障，可能的原因有以下幾個：

（1）實驗時1B引風機的入風口擋板開度較小，在降速時風阻小，風機慣量更大，容易導致變頻器過壓故障。

（2）變頻器給定頻率有0.5Hz左右的跳動，運行頻率也隨之波動，頻繁波動可能引發過壓故障。

（3）引風機送風機同時降速，在爐膛為正壓時，引風機的風機處于被鼓風的狀態，增大了降速的阻力，可能引發過壓故障。

（4）之前的降速參數比較臨界，變頻器經過三年多的運行后，功率單元的電解電容容值下降，儲存的電量減少，更容易過壓（此條需對電容進行檢測后確認）。

（5）由于變頻器保存參數芯片可能存在問題，控制板下電再上電，參數全部恢復出廠值，會引起過壓故障。

5 改進措施

（1）建議將另外變頻器的頻率給定閾值設置為0.5Hz，避免出現運行頻率頻繁變化的情況；

（2）將運行過的功率單元中的電解電容拆下后測試容量，驗證是否有下降；

（3）對于調試中出現的備件問題進行處理，將軟件升級為最新版本，并設置好工程參數；

（4）將現場變頻器的參數記錄成文檔存檔；

（5）將現場工程參數固化在軟件中，恢復出廠值即為現場工程參數，避免因參數問題導致故障。

6 結束語

通過該次降頻過電壓故障的查找，在處理變頻器類似問題時要根據當時運行工況綜合考慮各種因素和參數的配合。

作者簡介

覃皓（1981-），男，廣西壯族自治區南寧市人。現為廣西壯族自治區產品質量監督檢驗研究院工程師。

作者單位

廣西壯族自治區產品質量監督檢驗研究院 廣西壯族自治區南寧市 530007endprint

摘 要

介紹6KV變頻器啟停機過程中過電壓故障的處理方法，并對故障解決方案進行了闡述，另外提出了整改措施。

【關鍵詞】引風機 高壓變頻器 過電壓故障 參數

1 設備概述

某廠現有2X125MW重油、天然氣雙燃料汽輪發電機組，每臺鍋爐配置引風機2臺，電動機功率為710kW，送風機2臺，電動機功率為560KW，相繼完成#1、2爐共8臺送、引風機變頻改造項目。變頻改造后裝置運行良好。變頻器系統如圖1。

2 故障描述

某日，#1機組停機后，進行變頻器起機試驗時，在變頻器停機過程中降至20Hz左右時報B1，C2單元過壓，隨即變頻器跳閘，報變頻器重故障信號。

3 故障處理過程

（1）解掉串聯銅排，對單元進行分體測試。在充電完成后，用戶開關未合，發現換上的單元與其他單元比起來掉電過快。于是將換下的單元重新裝回去，B1、B2光纖對調，C2、C3光纖對調。然后進行分體測試，抽取觀察了B1、B2、C1、C2及周邊幾個單元波形，發現波形正常，并未報過壓。于是串上銅排，正常運行在頻率為25Hz時保持20分鐘，沒有報任何故障。在停機過程中，報B1和C2過壓停機。具體降在多少Hz報的不詳。

（2）疑是單元確實有問題，于是將B1、B2單元對調，C2、C3單元對調，再進行起機，升頻過程中正常，到穩定頻率30Hz后也正常，降速到28Hz時，報A1，B2單元過壓停機。針對兩次都有同一個單元報過壓，即現在的B2，原來的B1單元，將B2單元拆下檢查，經過簡單的均壓電阻測試阻值正常，將原來的舊單元的控制版拆下與現在B2單元對換。在起機時正常，在停機過程中降到23Hz時又報A1、A2單元過壓。更換主板，將4.6版本主板換上，但發現參數無法輸入，又重新將原來4.3主板換上，并加長升降頻時間，起機正常，依然在停機過程中，在19Hz左右時報A1、A2單元過壓。過后再延長升降頻時間，升頻依然正常，在降頻過程中，在13Hz時報A1、A2過壓。解開風機對輪，單帶電機運行，到頻率升至8Hz時，報A1、A2單元過壓。

（3）將主板更換成4.2版本，再進行分體測試，發現A相全部波形不對。后又將主板更換為4.6版本的，測試分體，發現數個單元有疑似丟波現象。后重新運行到48Hz進行分體測試，此時發現波形均正常。于是要求用戶帶風機正常起機，升頻和30Hz穩定半小時運行均正常，在停機過程中，降到25Hz時又報A1、A2過壓。

（4）到DCS上調取了1B引風機實驗的波形記錄以及機組正常停機時的波形記錄，發現在實驗時引風機入口擋風板開度僅為13.6%，懷疑是由于入風口擋板開度太小，在引風機降速時風阻較小導致降電機向變頻器反充電引起的過壓故障。為了驗證，將參數恢復成正常工況的設定，按正常操作啟動變頻器，待穩定運行后，做降速實驗，引風機變頻器在運行到18Hz左右時報出A1、A2單元直流過壓，跳閘。為了對比，按之前的運行方式運行1A引風機，運行基本正常，僅在停機至7Hz左右時，報出A6直流過壓的過壓報警，未跳閘。

（5）檢測參數時發現參數恢復為默認值，更換存儲參數的芯片后正常，將1B引風機變頻器的降速速度修改為：0-20Hz為160秒，20-50Hz為240秒，再次按照之前的運行方式升降速，未出現過壓故障，穩定運行約一個半小時，再次停機，未出現過壓故障。在調試過程中發現1B引風機給定頻率不穩，運行頻率跳動頻繁，修改84#功能（頻率給定閾值）為50（0.5Hz），再次啟動變頻器做停機實驗，未出現過壓故障。由于運行人員反應降速變慢可能會影響在緊急情況下的處理需要，經協商，將20-50Hz恢復到180秒，并將0-20Hz的降速時間設為120秒，及0-50Hz的降速時間保持一致，再次運行1B引風機，模擬各種工況調整變頻器未出現過壓故障。

4 故障分析

根據變頻器的運行情況看，出現過壓故障僅出現在降速過程中，可以確定是由于降速時，變頻器輸送給電動機定子電壓的頻率降得快，而轉子由于風機的慣性原因不能快速下降，造成轉子電頻率高于定子電頻率的情況，此時電動機變成發電機，將轉子上的動能通過定子變成電能向變頻器倒灌。由于變頻器的輸入側采用二極管整流，電能不能向電網反饋，只能儲存在功率單元的直流電容中，時間長了功率單元直流母線就會被充過壓。充電的大小由轉子和定子的電頻率的差值決定，差得越大，電動機的反電動勢越高，充電越快，所以降速越快，變頻器越容易過壓。

由于變頻器投運幾年降速參數未修改，在此次試運行中出現過壓故障，可能的原因有以下幾個：

（1）實驗時1B引風機的入風口擋板開度較小，在降速時風阻小，風機慣量更大，容易導致變頻器過壓故障。

（2）變頻器給定頻率有0.5Hz左右的跳動，運行頻率也隨之波動，頻繁波動可能引發過壓故障。

（3）引風機送風機同時降速，在爐膛為正壓時，引風機的風機處于被鼓風的狀態，增大了降速的阻力，可能引發過壓故障。

（4）之前的降速參數比較臨界，變頻器經過三年多的運行后，功率單元的電解電容容值下降，儲存的電量減少，更容易過壓（此條需對電容進行檢測后確認）。

（5）由于變頻器保存參數芯片可能存在問題，控制板下電再上電，參數全部恢復出廠值，會引起過壓故障。

5 改進措施

（1）建議將另外變頻器的頻率給定閾值設置為0.5Hz，避免出現運行頻率頻繁變化的情況；

（2）將運行過的功率單元中的電解電容拆下后測試容量，驗證是否有下降；

（3）對于調試中出現的備件問題進行處理，將軟件升級為最新版本，并設置好工程參數；

（4）將現場變頻器的參數記錄成文檔存檔；

（5）將現場工程參數固化在軟件中，恢復出廠值即為現場工程參數，避免因參數問題導致故障。

6 結束語

通過該次降頻過電壓故障的查找，在處理變頻器類似問題時要根據當時運行工況綜合考慮各種因素和參數的配合。

作者簡介

覃皓（1981-），男，廣西壯族自治區南寧市人。現為廣西壯族自治區產品質量監督檢驗研究院工程師。

作者單位

廣西壯族自治區產品質量監督檢驗研究院 廣西壯族自治區南寧市 530007endprint

摘 要

介紹6KV變頻器啟停機過程中過電壓故障的處理方法，并對故障解決方案進行了闡述，另外提出了整改措施。

【關鍵詞】引風機 高壓變頻器 過電壓故障 參數

1 設備概述

某廠現有2X125MW重油、天然氣雙燃料汽輪發電機組，每臺鍋爐配置引風機2臺，電動機功率為710kW，送風機2臺，電動機功率為560KW，相繼完成#1、2爐共8臺送、引風機變頻改造項目。變頻改造后裝置運行良好。變頻器系統如圖1。

2 故障描述

某日，#1機組停機后，進行變頻器起機試驗時，在變頻器停機過程中降至20Hz左右時報B1，C2單元過壓，隨即變頻器跳閘，報變頻器重故障信號。

3 故障處理過程

（1）解掉串聯銅排，對單元進行分體測試。在充電完成后，用戶開關未合，發現換上的單元與其他單元比起來掉電過快。于是將換下的單元重新裝回去，B1、B2光纖對調，C2、C3光纖對調。然后進行分體測試，抽取觀察了B1、B2、C1、C2及周邊幾個單元波形，發現波形正常，并未報過壓。于是串上銅排，正常運行在頻率為25Hz時保持20分鐘，沒有報任何故障。在停機過程中，報B1和C2過壓停機。具體降在多少Hz報的不詳。

（2）疑是單元確實有問題，于是將B1、B2單元對調，C2、C3單元對調，再進行起機，升頻過程中正常，到穩定頻率30Hz后也正常，降速到28Hz時，報A1，B2單元過壓停機。針對兩次都有同一個單元報過壓，即現在的B2，原來的B1單元，將B2單元拆下檢查，經過簡單的均壓電阻測試阻值正常，將原來的舊單元的控制版拆下與現在B2單元對換。在起機時正常，在停機過程中降到23Hz時又報A1、A2單元過壓。更換主板，將4.6版本主板換上，但發現參數無法輸入，又重新將原來4.3主板換上，并加長升降頻時間，起機正常，依然在停機過程中，在19Hz左右時報A1、A2單元過壓。過后再延長升降頻時間，升頻依然正常，在降頻過程中，在13Hz時報A1、A2過壓。解開風機對輪，單帶電機運行，到頻率升至8Hz時，報A1、A2單元過壓。

（3）將主板更換成4.2版本，再進行分體測試，發現A相全部波形不對。后又將主板更換為4.6版本的，測試分體，發現數個單元有疑似丟波現象。后重新運行到48Hz進行分體測試，此時發現波形均正常。于是要求用戶帶風機正常起機，升頻和30Hz穩定半小時運行均正常，在停機過程中，降到25Hz時又報A1、A2過壓。

（4）到DCS上調取了1B引風機實驗的波形記錄以及機組正常停機時的波形記錄，發現在實驗時引風機入口擋風板開度僅為13.6%，懷疑是由于入風口擋板開度太小，在引風機降速時風阻較小導致降電機向變頻器反充電引起的過壓故障。為了驗證，將參數恢復成正常工況的設定，按正常操作啟動變頻器，待穩定運行后，做降速實驗，引風機變頻器在運行到18Hz左右時報出A1、A2單元直流過壓，跳閘。為了對比，按之前的運行方式運行1A引風機，運行基本正常，僅在停機至7Hz左右時，報出A6直流過壓的過壓報警，未跳閘。

（5）檢測參數時發現參數恢復為默認值，更換存儲參數的芯片后正常，將1B引風機變頻器的降速速度修改為：0-20Hz為160秒，20-50Hz為240秒，再次按照之前的運行方式升降速，未出現過壓故障，穩定運行約一個半小時，再次停機，未出現過壓故障。在調試過程中發現1B引風機給定頻率不穩，運行頻率跳動頻繁，修改84#功能（頻率給定閾值）為50（0.5Hz），再次啟動變頻器做停機實驗，未出現過壓故障。由于運行人員反應降速變慢可能會影響在緊急情況下的處理需要，經協商，將20-50Hz恢復到180秒，并將0-20Hz的降速時間設為120秒，及0-50Hz的降速時間保持一致，再次運行1B引風機，模擬各種工況調整變頻器未出現過壓故障。

4 故障分析

根據變頻器的運行情況看，出現過壓故障僅出現在降速過程中，可以確定是由于降速時，變頻器輸送給電動機定子電壓的頻率降得快，而轉子由于風機的慣性原因不能快速下降，造成轉子電頻率高于定子電頻率的情況，此時電動機變成發電機，將轉子上的動能通過定子變成電能向變頻器倒灌。由于變頻器的輸入側采用二極管整流，電能不能向電網反饋，只能儲存在功率單元的直流電容中，時間長了功率單元直流母線就會被充過壓。充電的大小由轉子和定子的電頻率的差值決定，差得越大，電動機的反電動勢越高，充電越快，所以降速越快，變頻器越容易過壓。

由于變頻器投運幾年降速參數未修改，在此次試運行中出現過壓故障，可能的原因有以下幾個：

（1）實驗時1B引風機的入風口擋板開度較小，在降速時風阻小，風機慣量更大，容易導致變頻器過壓故障。

（2）變頻器給定頻率有0.5Hz左右的跳動，運行頻率也隨之波動，頻繁波動可能引發過壓故障。

（3）引風機送風機同時降速，在爐膛為正壓時，引風機的風機處于被鼓風的狀態，增大了降速的阻力，可能引發過壓故障。

（4）之前的降速參數比較臨界，變頻器經過三年多的運行后，功率單元的電解電容容值下降，儲存的電量減少，更容易過壓（此條需對電容進行檢測后確認）。

（5）由于變頻器保存參數芯片可能存在問題，控制板下電再上電，參數全部恢復出廠值，會引起過壓故障。

5 改進措施

（1）建議將另外變頻器的頻率給定閾值設置為0.5Hz，避免出現運行頻率頻繁變化的情況；

（2）將運行過的功率單元中的電解電容拆下后測試容量，驗證是否有下降；

（3）對于調試中出現的備件問題進行處理，將軟件升級為最新版本，并設置好工程參數；

（4）將現場變頻器的參數記錄成文檔存檔；

（5）將現場工程參數固化在軟件中，恢復出廠值即為現場工程參數，避免因參數問題導致故障。

6 結束語

通過該次降頻過電壓故障的查找，在處理變頻器類似問題時要根據當時運行工況綜合考慮各種因素和參數的配合。

作者簡介

覃皓（1981-），男，廣西壯族自治區南寧市人。現為廣西壯族自治區產品質量監督檢驗研究院工程師。

作者單位

廣西壯族自治區產品質量監督檢驗研究院 廣西壯族自治區南寧市 530007endprint