低壓變頻器應用中的常見故障分析及現場解決技巧

張風平 黨宇

摘要：變頻器是電機在運行中擔任調節頻率的系統，目前在空冷塔變頻器的應用中比較廣泛。低壓變頻器在市場上的應用具有體積小、振動效果低以及噪聲小的特點，它充分利用于我國工業生產以及提高機械設備的自動化，為企業在生產質量以及改變生產環境中做出巨大貢獻。但目前在使用空冷塔變頻器運行中常常會出現停機的現象，本文中提出它在運行中發生的問題，并分析它的運行狀況，從而找出一些解決措施。

關鍵詞：低壓變頻器;故障分析;解決技巧

引言：由于我國西部大開發以及西電東送的實施，雖然很多地區的電力產業已經得到快速的發展，但要建設比較大型的發電廠還需要在冷卻塔變頻器上加以改造。特別在蘭州地區煤炭資源比較豐富，水資源比較短缺的區域，在這種情況下就要運用冷風塔變頻器進行冷卻和排出熱量進行調節。

一、變頻器的發展現狀

國外變頻器產業發展歷史較長，除日本外，美、英、德、法、意等發達國家，目前也都已形成了較完整的變頻器技術產業體系。目前西方各國現階段的發展狀況，主要表現在如下方面：變頻調速技術發展較久，具有一定的產業化規模，生產經驗、技術水平和產品品質較高;與變頻器相關的產業已經初具規模，形成了產業化生產，能夠生產諸如IGBT、IGCT、SGCT等變頻器中的多種功率器件：新技術、新工藝不斷廣泛應用于產品中，促進了高壓、高功率、高精度、多功能、智能化變頻器的出現，使高壓變頻器在各個行業中被廣泛使用。目前，我國國產變頻器的生產，主要是交流380V的中小型變頻器，且大部分產品為低壓，而高壓大功率則很少，能夠研制、生產、并提供服務的高壓變頻器廠商更少，不過是少數幾個具備科研能力或資金實力強的企業。在技術方面，更是僅僅少數普遍采用V/F控制方式，對中、高壓電機進行的變頻調速改造。我國高壓變頻器的品種和性能，還處于發展的初步階段，仍需大量從國外進口。具體主要有以下幾個方面：國外各大品牌的產品加快了占領國內市場的步伐并將產品本地化，但我國目前變頻器市場較大，有巨大的發展潛力，特別在石化行業的應用比較廣泛，而且石化企業不具有足夠資金進行科研和規?；a，生產工藝相對落后，產品的技術含量低，品質有待提高，但總體上價格低廉;國內高壓變頻器尚未形成一套完備的標準，產品差異性大，需要進一步完備、完善高壓變頻器的標準，同時，國產高壓變頻器的功率等級較低;高壓變頻器周邊產業少不夠發達，約束了高壓變頻器的發展速度，很多變頻器中的主要功率器件，無法自行生產。

二、空冷塔變頻器停機的原因及處理措施

（一）提出問題

根據我國在石化行業的調查研究，2012年我國空冷塔的液位開始上漲，設定值由原來的初始值漲到了135mm，同時將空冷塔的回手閥切換到了手動狀態。如果將回手閥開大，就會降低空冷塔的出口壓力、導致空冷塔的阻力上升，反復經過回手閥的調制就會發現回手閥的開度越大，空冷塔的出口壓力就會降低的數值越大、阻力就會越上升。當打開空冷塔的排污口時就會發現，排出的水中有氣體以脈沖式噴出，在這種情況下，回手閥開到最大也會導致它的水位上漲、出口壓力降低以及阻力下降的現象。從中可以看出，在運行中導致變頻器停機的最主要原因是空冷塔的出口壓力偏低導致的停機現象，還有變頻器在運行中的參數不固定、外部的工況條件以及惡劣的環境，如高溫、潮濕引起的突發停機現象。

（二）運行情況

因空冷塔出口的壓力偏低導致的停機現象首先應檢查儀表問題，如果空冷塔在出口壓力上進行測試、阻力上進行測試以及收縮空氣的氣體壓力都出現損壞、波動的現象，就有可能出現空冷塔的壓力低導致停機現象;而且空冷塔由于污垢堵塞、底部的防漏塞損壞等也會影響停機現象。如果因使用方法或環境的不合理設置也會造成變頻器的停機現象，首先受外部電磁感應的影響，一些外部干擾源一般會通過輻射或電源線的方式侵入變頻器內部，發生控制回路無法正常工作導致停機現象;如果因環境問題導致的故障，對于振動沖擊比較大的場合容易產生機械損壞的現象;對于比較潮濕、塵埃比較嚴重、腐蝕性較強的區域就會導致一些部件發生生銹、絕緣效果降低等短路現象;對于日光直射條件比較充足的情況也會影響器件的壽命。如果因設備的參數設置不合理引起的故障問題主要是發生在低壓變頻器的聚泵上，就會出現泵的工作運行不穩定、管線的壓力過大、設定的升速與降速時間比較短等現象。

（三）解決問題

如果是因為空冷塔變頻器的出口壓力降低導致的一系列問題就應在空氣系統中適當的增加空氣量，并以手動的方式控制好空冷塔的水位，如果空冷塔的壓力進口處還有余量，在手動進口閥處應加快打開的速度，也可以將冷凍水以及冷卻水的流量關小，使空冷塔的水位控制在一定范圍內。如果因參數設計問題導致的停機現象首先應根據具體的參數標準進行修改，如果沒有發生變化將參數值恢復出廠設置，重新設置新的數值。

三、變頻器的預防措施

空冷變頻器發生的故障大多是由于設備管理人員日常維護不到位引起的，使得有的變頻器長期缺乏正常日常維護，造成變頻器因各種原因，故障頻發。預防措旅及解決辦法有：

（一）加強變頻器的規范化使用管理

建立變頻器的日常維護制度，設立專人負責保養，具體內容有做好運行數據記錄和故障記錄，定期測量變頻器及電機的運行數據，包括變頻器輸出電流、輸出電壓、變頻器內部直流電壓、散熱器溫度、工作環境溫度、濕度等參數，與合理數據對照比較，以利于提早發現故障隱患，變頻器如發生故障跳閘，務必記錄故障代碼和跳閘時變頻器的運行工況，以便具體分析故障原因。

（二）加強日常檢查

最好每半月檢查一次，檢查、記錄運行中變頻器輸出三相電壓，并注意比較它們之間的平衡度;檢查記錄變頻器的三相輸出電流，并注意比較它們之問的平衡度;檢查記錄散熱器溫度，工作環境溫度;察看變頻器有無異常振動、聲響，風扇是否運行正常。

（三）加強變頻囂的日常維護

做到變頻器每季度保養一次，要及時清除變頻器內部的積塵、臟物，將變頻器保持清潔，操作面板清潔光亮;在保養同時要仔細檢查變頻器內有無發熱變色部分，阻尼電阻有無開裂，電解電容有無膨脹、漏液、防爆孔突出等現象，PCB板有無異常，有沒有發熱燒黃部位等。

（四）完善變頻器回路

與主回路相比，變頻器的控制回路卻是小能量、弱信號回路，極易遭受其它裝置產生的干擾，造成變頻器無法工作。因此，變頻器在安裝使用時，必須對控制回路采取如下抗干擾措施：第一，將控制電纜與主回路電纜或其它動力電纜分離鋪設，分離距離通常在30cm以上（最低為10cm），分離困難時，將控制電纜穿過鐵管鋪設。第二，控制信號必須單點接地，接地線不作為信號的通路使用，一般在DCS側接地。第三，裝有變頻器的控制柜，應盡量遠離大容量變壓器和電動機。其控制電纜線路也應避開這些漏磁通大的設備。

結論：目前，空冷塔變頻設備已經得到了廣泛的應用，它在發電廠以及各個領域發揮著安全運行的作用，所以為了提高設備的發展效率和實現企業的多元化發展就應完善設備中容易發生的問題并進行創新，從而使我國技術設備在生產中處于領先水平。

參考文獻：

[1] 張婷.變頻器在火力發電廠直接空冷系統中的應用[D].華北電力大學，2013.

[2] 王汝智.火電廠空冷機組工程造價管理研究[D].華北電力大學（北京），2009.

（作者單位：蘭州石化分公司動力廠 ?甘肅蘭州）