西門子高壓變頻器在聚丙烯項(xiàng)目中的應(yīng)用

南亞鵬

摘 要：文章主要敘述了西門子SINAMICS GM150高壓變頻器在聚丙烯項(xiàng)目中的應(yīng)用，描述了西門子中壓變頻器的常見故障，并且根據(jù)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)改造。

關(guān)鍵詞：西門子;變頻器;GM150

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.122

1 概述

神華寧煤集團(tuán)烯烴一分公司一期聚合裝置反應(yīng)釜共四臺攪拌器電機(jī)，攪拌器電機(jī)在聚丙烯的生產(chǎn)過程中的作用至關(guān)重要。傳動(dòng)部分采用的是西門子SINAMICS GM150變頻器和西門子電機(jī)，所帶負(fù)荷為丙烯經(jīng)聚合反應(yīng)生成聚丙烯粉料的反應(yīng)釜，SINAMICS GM150變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)乎聚丙烯的產(chǎn)量。本文總結(jié)通過近年來運(yùn)行情況，講述了SINAMICS GM150變頻器常見故障，以及相關(guān)技術(shù)改造，僅供參考。

2 西門子SINAMICS GM150變頻器簡介

西門子SINAMICS GM150 結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行高效，適用于具有可變和恒定轉(zhuǎn)矩特性、但沒有再生回饋的單機(jī)傳動(dòng)應(yīng)用。SINAMICS GM150 （IGBT/IGCT） 變頻傳動(dòng)裝置可采用標(biāo)準(zhǔn)化的工程組態(tài)工具（如 SIZER WEB ENGINEERING）實(shí)現(xiàn)簡易系統(tǒng)集成，并使用 STARTER 進(jìn)行快速、方便的調(diào)試。

3 常見故障及分析

3.1 溫度聯(lián)鎖

（1）電動(dòng)機(jī)、干式變壓器溫度為單點(diǎn)聯(lián)鎖，發(fā)生PT100接線松動(dòng)或開路，將誤造成跳閘事故。

（2）PT100評價(jià)單元及TM31模擬量板卡運(yùn)行不穩(wěn)定。當(dāng)變頻器控制柜內(nèi)溫度高于30℃時(shí)，PT100評價(jià)單元轉(zhuǎn)換溫度明顯偏高于實(shí)際溫度。同時(shí)TM31模擬量板卡存在運(yùn)行不穩(wěn)定故障，導(dǎo)致溫度轉(zhuǎn)換突變造成變頻器聯(lián)鎖跳車。

3.2 風(fēng)機(jī)故障

西門子SINAMICS GM150變頻器采用風(fēng)冷方式進(jìn)行降溫，每臺變頻器上方有兩臺冷卻風(fēng)扇，正常運(yùn)行過程中建立風(fēng)壓。當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)故障，風(fēng)壓降低造成風(fēng)壓聯(lián)鎖跳閘。

3.3 其他故障

西門子SINAMICS GM150變頻器各部件數(shù)量多、二次回路接線復(fù)雜，柜內(nèi)繼電器由于長期積灰容易造成觸點(diǎn)高阻，應(yīng)利用設(shè)備停車檢修的機(jī)會對變頻器柜內(nèi)一、二次端子緊固。使用毛刷對變頻器柜內(nèi)IGBT模塊逐個(gè)進(jìn)行清理，使用吸塵器對變頻器柜內(nèi)進(jìn)行清理。對變頻器柜門濾網(wǎng)進(jìn)行清理。需要注意的是使用靜電手環(huán)可消除人體靜電，防止電路板由于靜電被損壞。

4 技術(shù)改造

4.1 變頻器柜頂冷卻風(fēng)扇電源改造

改造前：兩臺冷卻風(fēng)扇主電源來自同一饋線抽屜，當(dāng)主電源故障時(shí)，兩臺冷卻風(fēng)扇均停運(yùn)，導(dǎo)致變頻器跳停。 改造后：E11、E12冷卻風(fēng)扇主回路及控制回路獨(dú)立，E11冷卻風(fēng)扇由CU320控制起停，E12冷卻風(fēng)扇由手動(dòng)控制起停（與變頻器運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)），當(dāng)E11主回路或控制回路故障時(shí)，不影響E12正常運(yùn)行，反之，當(dāng)E12主回路或控制回路故障時(shí)，不影響E11正常運(yùn)行。

4.2 電機(jī)溫度保護(hù)優(yōu)化

（1）電動(dòng)機(jī)繞組溫度保護(hù)優(yōu)化。電動(dòng)機(jī)繞組溫度采集過程是現(xiàn)場電機(jī)A、B、C相繞組內(nèi)PT100測點(diǎn)接入溫度評價(jià)單元，溫度評價(jià)單元將模擬量4-20mA、數(shù)字量分別接入TM31模塊。電動(dòng)機(jī)繞組溫度保護(hù)實(shí)現(xiàn)模擬量、開關(guān)量保護(hù)。改造前模擬量保護(hù)僅檢測A相繞組溫度作為報(bào)警、跳閘依據(jù)，數(shù)字量保護(hù)三選一（三相繞組任意一組溫度升高），實(shí)現(xiàn)溫度告警、跳閘。通過程序修改、回路改造模擬量值達(dá)到報(bào)警值或跳閘值時(shí)，只作用于報(bào)警;監(jiān)測到數(shù)字量跳閘節(jié)點(diǎn)全部閉合時(shí)，發(fā)出跳閘指令，聯(lián)鎖停變頻器。儀表DCS后臺做溫度趨勢記錄，并做報(bào)警。避免溫度評價(jià)單元誤動(dòng)或PT100測點(diǎn)斷線引起的跳車事故發(fā)生。

（2）電動(dòng)機(jī)前后軸溫度保護(hù)優(yōu)化。改造前電動(dòng)機(jī)前后軸溫度保護(hù)僅數(shù)字量保護(hù)，前后軸均為單點(diǎn)聯(lián)鎖，并且儀表后臺DCS無電動(dòng)機(jī)前后軸溫度顯示，無法監(jiān)視其溫度變化，改造后，電動(dòng)機(jī)前后軸溫度采集過程是現(xiàn)場電機(jī)前后軸內(nèi)PT100測點(diǎn)接入型號為NT538的溫度檢測模塊。前后軸溫度可通過表計(jì)查看。NT538模塊具有斷線保護(hù)、短路保護(hù)、失電后保持等功能，當(dāng)PT100測點(diǎn)至NT538接線出現(xiàn)斷線、短路時(shí)，自動(dòng)閉鎖，不作用于報(bào)警或跳閘。

5 結(jié)束語

西門子SINAMICS GM150變頻器故障率小，但也應(yīng)做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作。變頻器室內(nèi)溫度、濕度都要嚴(yán)格要求，特別是北方存在風(fēng)沙天氣，應(yīng)定期對室內(nèi)衛(wèi)生進(jìn)行清掃，保持變頻器室內(nèi)的衛(wèi)生清潔。利用檢修機(jī)會對變頻器數(shù)據(jù)收集，下載并保存變頻器故障、運(yùn)行、歷史記錄，并備份變頻器參數(shù)。變頻器清潔檢查、硬件維護(hù)、深度維護(hù)。儲備關(guān)鍵備件。根據(jù)變頻器預(yù)防性維護(hù)周期，由專業(yè)技術(shù)人員定期維護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張燕賓.SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：

244-251.

[2]調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng).GB/T12668.3[S].2004.

[3]完美無諧波變頻器簡易操作手冊[S].

[4]G3中文用戶手冊[S].