TMEIC XL75型變頻器故障原因統計分析

摘要：西氣東輸二線工程（簡稱西二線）、西氣東輸三線工程（簡稱西三線）TMEIC XL75型變頻器自投產以來，隨著運行時間的逐漸增長，現場各種報警、跳閘故障也隨之逐漸增多，給現場機組的安全運行帶來嚴重影響。本文對投產以來TMEIC變頻器的運行及故障情況進行了全面分析，探索研究故障發生規律，以便提前采取對策，預防和減少類似故障的發生。

關鍵詞：XL75型變頻器;故障原因;統計分析;對策

1???? 引言

大功率變頻器作為長輸管道系統中的關鍵電氣設備，其安全可靠運行對整個管輸系統的高效、平穩運行影響至深。西二線、西三線現有31臺TMEIC XL75型變頻器投入運行，這些變頻器目前存在運行時間長、設備元件老化、西部地區外電網電壓不穩定、備件昂貴且采購周期長等問題，嚴重影響著站場的安全生產工作。為將TMEIC XL75型變頻器的故障停機次數降到最少，盡可能提高機組運行的可靠性，需要對變頻器的故障類型、故障原因等進行全面分析，找出變頻器故障的原因及規律，以便提前采取針對措施，預防和減少故障。本文運用統計學的方法，對2016年 12

月至2019年 12月間變頻器的運行及故障情況進行統計分析，期望對相關故障處理提供可以借鑒的經驗和方法。

2???? 變頻器故障率統計分析

從圖1 可以看出，精河站4#變頻器的故障率最高，達到了10%，占變頻器總數的3.22%;精河站1#機、烏魯木齊站1#機、嘉峪關站2#機和永昌站4#機的故障率介于2%-4%之間，占變頻器總數的12.9%;張掖站3#機的故障率介于0-2%之間，占變頻器總數的3.22%;其余25臺變頻器的故障率均為0，占到了變頻器總數的80.65%。這說明31臺TMEIC變頻器總體運行良好。但由于精河站4#變頻器的故障率達到了10%，因此，在日常巡檢時要重點關注精河站4#變頻器運行數據，若發現異常情況，立即申請停機檢查。

3???? 變頻器故障原因統計分析

下面對2016年 12月至2019年 12月，TMEIC XL75型變頻器發生的

6起典型故障進行原因分析：①2016年4月，瓜州站4#變頻器報主電源丟失故障，機組停機。原因為阻尼柜斷路器VCB2到隔離變壓器之間電纜A相和C相接地。②2016年7月，瓜州站4#變頻器報“SYNCLOS”（失步）故障，機組停機。原因為4#變頻器勵磁柜R相和T相晶閘管被擊穿，觸發變頻器失步保護報警。③2017年3月，嘉峪關站1#變頻器停機。原因為變頻器PLC與機組UCS間通訊中斷，觸發機組停機。④2017年9月，古浪站3#變頻器啟機過程中觸發5 分鐘過負荷停機。原因為變頻器過負荷報警后，未及時手動降低負荷，最終觸發變頻器5 分鐘過負荷停機。⑤2019年6月，永昌站1#變頻器啟機過程中，變頻器功率單元故障導致機組停機。原因為變頻器IEGT功率單元損壞，導致直流母線短路，續流二極管擊穿，變頻器停機。⑥2019年9月，張掖站1#、3#變頻器停機。原因為外電線路接地，變頻器飛車啟動失敗，機組觸發欠速報警停機。

綜上所述，變頻器故障原因主要包括六個方面：電纜接地、過電流、通訊中斷、過負荷、IEGT損壞和外電電壓波動。據統計，其中外電電壓波動、過電流和過負荷引起的故障次數占到了總故障次數的94%，因此，外電電壓波動、過電流和過負荷為引起TMEIC XL75型變頻器故障的主要原因。

4???? 采取對策

4.1? 外電電壓波動引起的變頻器故障

針對此類故障，可采取優化變頻器參數的方式加以改進，需優化參數如下：①CP_PSFRCV_TIME=2s，控制柜和勵磁柜的此參數均需要修改。②TIME_FAULT_DO=2s，為故障信號外部輸出延時計時器，若變頻器發生故障，則延時2s后將故障信號輸出。③TIME_READY_DO=2s，為變頻器準備就緒信號外部輸出延時計時器，若變頻器準備就緒，則延時2s后將準備就緒信號輸出。④TIME_RNTD=2s，用來設定變頻器輸出停止到重新輸出的間隔時間。⑤FLG_FSEEK=29，為自動重啟模式選擇，參數設定范圍為0，1，14，27，29。通過調整不同的模式，找到重啟效果最好，重啟電流最低的模式。

4.2? 過電流引起的變頻器故障

針對此類故障，可通過給變頻器增加“重試”功能的方式減少此類故障的停機次數。即在變頻器監測到過電流故障后，立即封鎖輸出，同時在1s內復位所有故障后，在2s內再重啟變頻器，若重啟成功，變頻器不停機;若重啟失敗，變頻器控制器報過電流停機，同時發送停機信號至UCS。變頻器控制器需修改的參數為：FLG_NOTRED_RETRY=1，表示啟動變頻器重試功能。RED_TIME_FLTCHK=3s，表示在此設定值內再次發生過電流時，變頻器重試功能無效。RED_TIME_RUN_IL=1s，表示故障復位時間為1s。TIME_BLR_DO=2s，表示輸出故障檢測的延時時間。

4.3? 過負荷引起的變頻器故障

針對此類故障，可采取增加變頻器預過負荷功能的方式解決。在不改變原有報警及聯鎖停機邏輯的前提下，使變頻器轉速給定信號先經過變頻器PLC，然后再送到變頻控制器，同時在變頻器PLC程序中增加預過負荷保護功能，實現當變頻器PLC接收到過負荷報警信號時，鎖存瞬時轉速值并鉗制輸出;當過負荷報警信號消失后，延時5 秒，在最高轉速內恢復轉速的正常調節。

5???? 總結

變頻器作為輸油站場的核心設備，它的可靠運行對站場的安全生產至關重要。因此，降低變頻器故障停機率，保證變頻器完好在用，具有十分重大的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]?? 韓小虎，西氣東輸工程TMEIC XL75型變頻器典型故障分析[J].自動化應用，2017，（6）：149-150.

[2]?? 王清亮，電驅壓縮機組TMEIC XL75型變頻器典型故障分析及對策[J].自動化應用，2017，（4）：120-122.

[3]?? 劉東亮，TMdrive-XL75變頻器接地故障原因分析[J].數字化用戶，2019，（9）：85.

摘要：西氣東輸二線工程（簡稱西二線）、西氣東輸三線工程（簡稱西三線）TMEIC XL75型變頻器自投產以來，隨著運行時間的逐漸增長，現場各種報警、跳閘故障也隨之逐漸增多，給現場機組的安全運行帶來嚴重影響。本文對投產以來TMEIC變頻器的運行及故障情況進行了全面分析，探索研究故障發生規律，以便提前采取對策，預防和減少類似故障的發生。

關鍵詞：XL75型變頻器;故障原因;統計分析;對策

1???? 引言

大功率變頻器作為長輸管道系統中的關鍵電氣設備，其安全可靠運行對整個管輸系統的高效、平穩運行影響至深。西二線、西三線現有31臺TMEIC XL75型變頻器投入運行，這些變頻器目前存在運行時間長、設備元件老化、西部地區外電網電壓不穩定、備件昂貴且采購周期長等問題，嚴重影響著站場的安全生產工作。為將TMEIC XL75型變頻器的故障停機次數降到最少，盡可能提高機組運行的可靠性，需要對變頻器的故障類型、故障原因等進行全面分析，找出變頻器故障的原因及規律，以便提前采取針對措施，預防和減少故障。本文運用統計學的方法，對2016年 12

月至2019年 12月間變頻器的運行及故障情況進行統計分析，期望對相關故障處理提供可以借鑒的經驗和方法。

2???? 變頻器故障率統計分析

從圖1 可以看出，精河站4#變頻器的故障率最高，達到了10%，占變頻器總數的3.22%;精河站1#機、烏魯木齊站1#機、嘉峪關站2#機和永昌站4#機的故障率介于2%-4%之間，占變頻器總數的12.9%;張掖站3#機的故障率介于0-2%之間，占變頻器總數的3.22%;其余25臺變頻器的故障率均為0，占到了變頻器總數的80.65%。這說明31臺TMEIC變頻器總體運行良好。但由于精河站4#變頻器的故障率達到了10%，因此，在日常巡檢時要重點關注精河站4#變頻器運行數據，若發現異常情況，立即申請停機檢查。

3???? 變頻器故障原因統計分析

下面對2016年 12月至2019年 12月，TMEIC XL75型變頻器發生的

6起典型故障進行原因分析：①2016年4月，瓜州站4#變頻器報主電源丟失故障，機組停機。原因為阻尼柜斷路器VCB2到隔離變壓器之間電纜A相和C相接地。②2016年7月，瓜州站4#變頻器報“SYNCLOS”（失步）故障，機組停機。原因為4#變頻器勵磁柜R相和T相晶閘管被擊穿，觸發變頻器失步保護報警。③2017年3月，嘉峪關站1#變頻器停機。原因為變頻器PLC與機組UCS間通訊中斷，觸發機組停機。④2017年9月，古浪站3#變頻器啟機過程中觸發5 分鐘過負荷停機。原因為變頻器過負荷報警后，未及時手動降低負荷，最終觸發變頻器5 分鐘過負荷停機。⑤2019年6月，永昌站1#變頻器啟機過程中，變頻器功率單元故障導致機組停機。原因為變頻器IEGT功率單元損壞，導致直流母線短路，續流二極管擊穿，變頻器停機。⑥2019年9月，張掖站1#、3#變頻器停機。原因為外電線路接地，變頻器飛車啟動失敗，機組觸發欠速報警停機。

綜上所述，變頻器故障原因主要包括六個方面：電纜接地、過電流、通訊中斷、過負荷、IEGT損壞和外電電壓波動。據統計，其中外電電壓波動、過電流和過負荷引起的故障次數占到了總故障次數的94%，因此，外電電壓波動、過電流和過負荷為引起TMEIC XL75型變頻器故障的主要原因。

4???? 采取對策

4.1? 外電電壓波動引起的變頻器故障

針對此類故障，可采取優化變頻器參數的方式加以改進，需優化參數如下：①CP_PSFRCV_TIME=2s，控制柜和勵磁柜的此參數均需要修改。②TIME_FAULT_DO=2s，為故障信號外部輸出延時計時器，若變頻器發生故障，則延時2s后將故障信號輸出。③TIME_READY_DO=2s，為變頻器準備就緒信號外部輸出延時計時器，若變頻器準備就緒，則延時2s后將準備就緒信號輸出。④TIME_RNTD=2s，用來設定變頻器輸出停止到重新輸出的間隔時間。⑤FLG_FSEEK=29，為自動重啟模式選擇，參數設定范圍為0，1，14，27，29。通過調整不同的模式，找到重啟效果最好，重啟電流最低的模式。

4.2? 過電流引起的變頻器故障

針對此類故障，可通過給變頻器增加“重試”功能的方式減少此類故障的停機次數。即在變頻器監測到過電流故障后，立即封鎖輸出，同時在1s內復位所有故障后，在2s內再重啟變頻器，若重啟成功，變頻器不停機;若重啟失敗，變頻器控制器報過電流停機，同時發送停機信號至UCS。變頻器控制器需修改的參數為：FLG_NOTRED_RETRY=1，表示啟動變頻器重試功能。RED_TIME_FLTCHK=3s，表示在此設定值內再次發生過電流時，變頻器重試功能無效。RED_TIME_RUN_IL=1s，表示故障復位時間為1s。TIME_BLR_DO=2s，表示輸出故障檢測的延時時間。

4.3? 過負荷引起的變頻器故障

針對此類故障，可采取增加變頻器預過負荷功能的方式解決。在不改變原有報警及聯鎖停機邏輯的前提下，使變頻器轉速給定信號先經過變頻器PLC，然后再送到變頻控制器，同時在變頻器PLC程序中增加預過負荷保護功能，實現當變頻器PLC接收到過負荷報警信號時，鎖存瞬時轉速值并鉗制輸出;當過負荷報警信號消失后，延時5 秒，在最高轉速內恢復轉速的正常調節。

5???? 總結

變頻器作為輸油站場的核心設備，它的可靠運行對站場的安全生產至關重要。因此，降低變頻器故障停機率，保證變頻器完好在用，具有十分重大的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]?? 韓小虎，西氣東輸工程TMEIC XL75型變頻器典型故障分析[J].自動化應用，2017，（6）：149-150.

[2]?? 王清亮，電驅壓縮機組TMEIC XL75型變頻器典型故障分析及對策[J].自動化應用，2017，（4）：120-122.

[3]?? 劉東亮，TMdrive-XL75變頻器接地故障原因分析[J].數字化用戶，2019，（9）：85.