高压变频器的维护和故障处理

张娟芝　王艳丽　魏立宇　吕冬冬

[摘要]高压变频器技术作为目前电机调速节能最有效的方式之一在工业领域得到广泛的应用，但由于其所带设备的重要性，变频器的日常维护和故障处理，保证其稳定的运行就显得尤为重要。本文以荣～RHVC高压变频器为主介绍了变频器的的维护和保养以及故障处理。

[关键词]高压变频器 维护保养 故障处理

[中图分类号]TN773 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0223-01

1 引言

我厂3#高炉喷煤排煤风机采用了荣信公司RHVC（1000KVA）高压变频器。从目前使用情况来看，高压变频器很好的实现了电机软起动，起动电流小，而且可以连续调速，满足生产工艺过程对电机调速控制的要求，达到了提高产量，节约能源，降低成本的目的。

荣信RHVC高压变频调速统采用单元串联多电平技术，属高高电压源型变频器，直接10kV输入，10kV输出。变频器本身由变压器柜、功率柜、旁路柜三部分组成。三相高压电经高压开关柜进入，经输入降压、移相给功率单元柜内的功率单元供电，功率单元分为三组，一组为一相，每相的功率单元的输出首尾相串。功率柜由功率单元和控制机组成，其中的控制单元通过光纤时对功率柜中的每一功率单元进行整流、逆变控制与检测，这样根据实际需要通过操作界面进行频率的给定，控制单元把控制信息发送到功率单元进行相应得整流、逆变调整，输出满足负荷需求的电压等级。

2 高压变频器的维护和保养

高压变频器具有高度的可靠性和免维护性，但是，由于环境的温度、湿度、粉尘、磁场、谐波及振动等因素的影响，高压变频器内部器件的老化及磨损等诸多原因，都会导致高压变频器潜在的故障发生，因此，我们应对高压变频器进行日常和定期的维护和保养。

2.1 固定螺栓的紧固：

1）高压变频器每运行三个月，应对所有螺栓进行一次检查，查看其是否发生松动或变色，若松动需重新紧固，变色需要更换；2）检查高压变频器柜内所有接地应可靠，接地点无生锈；3）每次检修时，检查功率单元的固定螺丝是否紧固，避免功率单元的触头接触不良。

2.2 灰尘的清除：

1）变频器每运行一个月，用带塑料吸嘴的吸尘器对控制机内部、功率单元、变压器一次、二次线圈进行一次全面的除尘处理，检查控制机卡板是否松动，CPU风扇是否能灵活转动；2）高压瓷瓶、绝缘子、电压互感器、避雷器等高压设备也要定期清扫。

2.3 通风散热：

1）夏季环境温度较高时，应加强变频器室内的通风，保证变频器良好的通风散热；2）变频器停机后恢复运行，如果环境潮湿，应先打开各控制电源，使变频器通风半小时，以驱除变频器内部潮气，然后再通高压电投入运行。

2.4 电缆检查：

1）检查所有电气连接的紧固性，查看各个回路没有异常的放电痕迹，没有怪味、变色、裂纹、破损等现象；2）注意高压电缆的搭接放电；3）变频器长期停机，半年左右应通高压电一次，持续最少一小时，以防电解电容发生漏电增加、耐压降低的劣化现象。若要恢复运行，应使用2500V兆欧表测量变频器（包括移相变压器一侧、旁路柜主回路）绝缘合格后，才能启动。

2.5 其它检查项目：

1）检查各接触器是否动作灵活，旁路接触器是否可靠动作；2）检查每路反馈信号是否可靠检测；3）检查导体绝缘物是否有腐蚀过热的痕迹、变色和破损；4）检查端子排是否有损伤，触点是否粗糙；5）检查控制室内的器件是否安装紧固，插拔器件是否插紧。

3 高压变频器的故障分析和排除

高压变频器具有完善的保护和检测功能，能够检测故障和报警信息，并将它们保存在记录中，可以通过触摸屏的人机界面进行查询详细的故障现象记录。一股情况下，高压变频器处于故障状态时，封锁所有IGBT，使电机失电自由停车保存并显示故障记录；处于报警状态时，继续运行，保存并显示报警记录，待排除问题后，报警消失。

3.1 过电压、欠电压故障：

过压欠压分为一二三级，故障原因一般是来自电源输入侧的过欠电压，正常情况下电网电压的波动在额定电压的-10%-+10%以内，但是在特殊情况下。由于直流母线电压随着电源电压上升和下降，所以当电压上升或下降到保护值时（额定输入电压的70%-120%），变频器会因保护而跳闸。措施：去除造成输入侧电压过高过低的因素，检查电压传感器系数，过压欠压等级参数设置及其接线，更换模拟板卡、cpu板卡；为避免输入侧过电压可以改变变压器的抽头进行调节，此种方法只适合于现场电压一直偏高的情况下，另外还可以考虑在电源输入侧增加吸收装置，减少变频器输入侧过电压因素。

3.2 过载故障：

过载分为一二三级，故障原因是电机电流超过额定电流的105%、120%、150%，措施：负荷过大降低负荷，检查传感器系数、过流等级设置及其接线，检查变频器输出到电机的接线，更换模拟板卡、pwm板卡、cpu板卡。

3.3 控制通道异常故障：

故障原因通常由于PWM板与功率单元板之间的光纤通信造成的，一般由以下几种情况：光纤连接部位接触不良或光纤头脱落；光纤信号发送，接收器内部堆积灰尘；光纤折断；光纤通信控制板损坏；措施：在出现光纤故障的情况下，首先需要判断是功率单元故障还是控制器侧出现故障，可以通过对调光纤的方法进行判断。将在控制器中光纤板上的同一相的任意一个功率单元对应的光纤与报故障的光纤进行对调，再次上电监控界面定位的光纤故障如果仍然在原位置，说明是光纤板损坏，反之，监控界面显示的光纤故障已经更换位置，则说明是功率单元故障，此时可以考虑更换或维修故障功率单元。

3.4 输入/输出故障：

故障原因系统让接触器合闸，辅助点反馈信号没有检测到，或继电器（接触器）损坏，接触器粘连，措施：打开接触器辅助点的后盖，检查接触器合闸后，辅助杆有没有到指定位置，更换接触器，检查电源模块，保险管，如有损坏更换元件，查看直流220V电源，220V保险管，如有损坏更换元件。

3.5 IGBT过流故障：

IGBT是高压变频器中最关键的功率器件，IGBT作为一种大功率的复合器件，存在着过流时可能发生锁定现象而造成损坏的问题。为了提高系统的可靠性，采取了一些措施防止因过流而损坏。通常引起IGBT过流故障的原因有以下几种：变频器输出短路；功率单元内IGB礅击穿；驱动检测电路损坏；检测电路被干扰。措施：根据监控界面显示的故障定位找到对应得模块，拆开检查IGBT是否损坏，判断的方法是找到功率单元内部直流母线的正极v+与负极v一，将万用表的黑表笔接到v+上，红表笔分别接到u，v上，用二极管档，应该显示0.4V左右的数值，反相则显示无穷大；将红表笔接到v一上，重复以上步骤，应得到相同的结果，否则可判断IGBT损坏需要更换。

3.6 单元故障

1）单元超温故障：故障原因功率单元散热器的温度到达75°，通风不佳或温度开关损坏，措施：处理风道，检查散热风机是否正常，更换功率单元或功率单元控制板卡，更换温度开关，处理系统干扰问题。2）单元直流母线欠压故障：故障原因单元直流母线电压低于550VDC，措施：更换功率单元或功率单元控制板卡，检查熔断器、二极管有无损坏，单元输入端与柜体插件连接不佳，系统输入电压过低。3）单元直流母线电压过高故障：故障原因单元中母线电压超过1230VDC，通常由于再生制动过高或不正确调整引起，措施：查看V/F曲线、加速时间、降速时间参数设置，检查系统输入电压是否过高，更换功率单元或功率单元控制板卡。

4 结束语

随着电力行业的发展，能源的短缺和环境的污染，高压变频器在工业生产领域的节能效果会越来越显著，应用会越来越广泛，其日常的维护保养和运行时出现的各种问题和故障的处理也将成为每一个现场维检人员必须掌握的技术。

参考文献

[1]荣信RHVC系列高压变频调速装置技术手册，荣信电力电子股份有限公司