杭钢转炉行车变频器总包服务浅析

夏文富 俞哲旦

摘要：变频器的稳定运行对杭钢转炉行车非常重要。变频器总包服务包括建立设备档案、对设备进行预防性维护保养、维修变频器以及应急响应，能够有效降低故障率、延长设备使用寿命、更好地保障转炉行车变频器的稳定运行，为顺利生产保驾护航。

关键词：转炉行车;变频器;总包

1.引言

转炉变频行车主要承担兑铁水、精炼钢水上连铸机等吊运工作，是衔接转炉各生产车间的大动脉。近几年来随着转炉厂改造工作不断深入，冶炼工艺不断优化、生产节奏不断加快、各工序之间配合日益紧凑，变频技术的使用弥补了普通行车操作性能、稳定性能相对较差的劣点，提高了设备运行的稳定性。但由于转炉冶炼环境温度高、金属粉尘多，变频器很容易出现不可预见性故障而导致停工，给转炉厂安全、稳定、高效的生产组织带来负面的影响，甚至会造成连铸机堵流、断浇。因此，保证变频器的安全运行就显得尤为重要。经前期技术交流，公司招标确定的杭州三倍速机电有限公司提供的變频器总包服务能够很好地解决变频器在生产过程中出现的问题，保障生产的顺利进行。

2.变频器总包服务简介

图一所示为变频器使用寿命的澡盆曲线。图中A阶段为新产品磨合期，B阶段为高效稳定生命期，C阶段为性能衰退失效期。在A阶段，设备尚处在磨合期，会出现一些问题，但是持续时间较短;B阶段是变频器的稳定期，在这个阶段变频器性能可靠，运行稳定;而在C阶段，变频器已经使用一段时间，变频器内部会积累许多油污、导电粉尘等，并且元器件也开始老化，故障率远高于B阶段。变频器总包服务的目的是为了延长变频器的B阶段时间，并保证C阶段出现的问题及时解决，从而达到保证生产的计划性与安全性，降低设备总使用成本之目的。

图一 澡盆曲线

变频器总包服务主要包括：①科学配置备机备件并建立完善的设备档案，制定设备故障应急预案，最大程度地保障生产连续性;②对在线的变频器进行有计划、专业、全面的预防性维护保养以减少非计划停机并延长使用寿命;③芯片级翻新式维修已损坏的变频器及备件以提高设备利用率;④当在线设备出现突发状况停止工作，现场电工无法及时恢复的情况下，总包方技术人员将会在双方约定时间内到达现场进行抢修，保证以最快的速度恢复生产，降低停产损失。

通过变频器的总包服务可以优化备机备件配置、优化系统参数并做好应急预案，可以有效降低故障率、延长变频器使用寿命，从而最大限度地减少计划外停机，有效保障生产的计划性与安全。

3.变频器总包在杭钢转炉行车的实践

3.1 建立设备档案

杭钢转炉炼钢厂总共有10台变频行车，共计31台在线变频器。在这些设备中，有17台变频器是2005年之前生产投入使用的，服役时间较长，容易出现故障，需要重点维护。

在仓库中有12台备机，其中3台为全新备机，9台为有故障的旧机，经三倍速公司维修测试后可以作为备机使用。这些备机已经能够满足日常应急响应的需要，无需添加其他备机。

3.2 制定维保方案以及应急预案

维保分为一级维保、二级维保和三级维保。其中，三级维保为普通维保，随着维保等级的提高，做的项目也会增多。三级维保项目如表一所示。

表一 三级维保项目

序号 检查维护项目 维护要求 判断标准 使用工具

1 变频器外观和运行环境检查 检查环境以及变频器外观等设备基本情况，了解设备运行状态 外观无油污，无铁锈，如有铁锈做防锈处理，环境温度，湿度，结露点 /

2 柜门滤网清洗 清洗或更换滤网 通风以及过滤正常 /

3 导电粉尘以及油污清理 对变频器内外导电粉尘油污进行清理 清理后设备比较干净，元器件上没有明显导电粉尘及油污残留 吹风机，刷子，布等

4 传动内部接插件检查 检查接插件有无松动和腐蚀等情况 接插件没有错插漏插情况 /

5 整流单元测量 测量整流桥性能 三相平衡 万用表

6 逆变单元测量 测量IGBT性能 三相平衡 万用表

7 风机测量 检查风机运行情况以及风量 风机运行无异响，风量达到标准 风速仪

8 直流母线测量 直流母线充放电检测 充放电正常 万用表

9 接线端子检查 检查接线是否拧紧，有发热，松动现象 查看是否有变色松动 /

二级维护是在三级维护的基础上增加表二中的项目。

表二 二级维护增加的项目

序号 检查维护项目 维护要求 判断标准 使用工具

1 电机绝缘测量 测量电机绝缘 100M以上 绝缘表

2 充电回路检查 检查充电电阻阻值 阻值是否正常 万用表

3 电路板腐蚀老化检查 检查电路板状况 有无腐蚀点或者元器件老化 /

4 风机启动电容检查 测量风机启动电容容量 容量为额定的70%以上 电桥

5 整流触发检查 测量整流桥触发角 三相平衡 万用表

6 IGBT触发检查 测量IGBT触发角 三相平衡 万用表

7 功率板触发检查 测量触发角 三相平衡 万用表

8 散热模块检查及清理 对散热模块通道疏通以及清理 模块通风良好 /

9 备品备件 备品备件检测 检查备品备件齐全以及完好 /

10 设备档案 完善设备档案 完善设备档案 /

一级维护是在二级维护的基础上增加表三的项目。

表三 一级维护增加的项目

序号 检查维护项目 维护要求 判断标准 使用工具

1 直流电容检查 测量直流电容容量 容量达到额定的90%以上 电桥

2 导热硅脂检查 查看导热硅脂性能，必要时重新涂装导热硅脂 模块散热良好 /

3 进线电抗器绝缘检测 测量电抗器绝缘 100M以上 绝缘表

4 端口检测 主板输入输出端口检测 AI，AO，DI，DO正常 信号发生器

5 参数备份 通过专业软件备份参数 备份参数 drivewindow

6 参数优化 优化运行参数 根据现场情况对参数进行优化 /

7 输出波形检查 对输出波形测量 波形输出符合要求 示波器

8 运行温度监控 测量变频器运行时温度 温度正常，没有明显发热过高的点 热成像仪

9 运行监控 监控运行情况 对重要运行参数通过专业软件进行监控 drivewindow

10 运行记录统计 统计运行记录 是否存在规律性 /

11 故障记录统计 统计故障记录 同一故障是否经常出现 /

12 软件版本升级 检测软件版本 根据实际情况进行软件升级 /

13 易损元器件更换 检测易损元器件 必要时提前更换老化易损元器件 /

变频器内部组件的维护周期如表四所示[1]。

表四 组件维护周期

维护内容 维护周期 维护内容 维护周期

内部冷却风扇 视品质及时更换 光纤（接线） 定期检查

附加冷却风扇 视品质及时更换 灰尘、腐蚀和温度 定期检查

电解电容（直流回路） 视品质及时更换 供电电压质量 定期检查

AINT+扁平电缆、CINT、NRED、放电电阻 视使用环境与品质及时更换 备机直流回路电容器激活 定期检查

端子的紧固 定期检查 接触器的状况 定期检查

每年的例行维保在设备停机检修的时候见缝插针地进行，尽最大可能地保障生产;在设备其他停机检修时进行三级维保，將故障率降到最低。

由于仓库备机充足，因此在非正常停机的状况下的应急预案为：排除了外部原因之后换上备机，将出故障的变频器拿回公司进行维修。

3.3 维护保养

3.3.1 维保前准备工作

首先对现场的设备及环境进行检查。发现行车变频器所在舱内温度较高，有较多的导电粉尘，并且设备使用年限较长，需要经常性维护并做好日常巡视工作。

在进行维保前要在设备明显位置悬挂静止合闸标志，安全工作.并做好个人相关安全工作，穿工作服，穿绝缘鞋，佩戴安全帽，带防静电手套进行现场操作（如图二所示）。

图二 维保前准备工作

3.3.2变频器维保和测量

在准备工作做好后就可以开始对变频器进行维保了。维保包括：①将变频器面板和风扇拆下，清洗变频器内部板件、接线端子等的导电粉尘和油污。②风扇是变频器中最重要的器件之一，风扇工作不正常会导致变频器报故障甚至炸机，因此需要根据实际情况对风扇进行清理或者更换。③仔细查看变频器内部板件是否有腐蚀及损伤，如果有需要更换板件。④用万用表对整流和逆变单元进行测量（如图三所示），确保整流和逆变单元三相平衡。用万用表对直流母线进行充放电测量，确保其充放电正常。⑤检查变频内部螺丝以及内部接线插口是否插紧、紧固。⑥根据设备状况按照维保计划进行系统检测与保养。

图三 用万用表进行参数测量

3.3.3上电测试

在维保期间的测量都是不带电测量，维保完成后需要上电进行测试。上电后需要用风速仪测量风扇的风速，确保风扇运行正常，并且要确保变频器使用正常后才能整理工具离开现场。

今年的1月20日至3月20日，杭州三倍速机电有限公司对杭钢转炉行车的变频器进行了一次全面维保，图四为维保前后变频器内部对比图。从图中可以看出维保后的变频器导电金属粉尘清除的非常干净。

a 变频器维保前  b 变频器维保后

图四  变频器维保前后对比

3.4 总包取得的成绩

截至到2014年6月，维修人员已经修复9台已损坏的变频器，存放在杭钢转炉炼钢厂行车车间仓库作为备机。

经过第一阶段维保，故障率明显有降低：从总包前平均每月2-3次故障，下降到一个季度2次故障。截至到2014年6月，技术人员共进行2次应急响应：第一次为2014年5月16日，12号行车小车变频器上端快熔烧毁，现场测量变频器主回路正常，由于在现场测试工具以及时间有限，因此更换了变频器整机，运行一段时间正常后工程师返回，将损坏的变频器拉回公司由维修部进行修理;第二次为2014年6月24日，14号行车小车变频器报2340故障，更换备机后运行正常。

4.结论

杭钢转炉炼钢厂行车变频器总包半年以来，总包方杭州三倍速机电有限公司充分体现了服务的专业性与责任心，经过专业的预防性维护使得变频器故障率降低超过了70%，经过对备机备件的检查测试与维修确保备机备件的充足，在发生故障时应急响应及时，很好地保障了生产的连续性，提高了生产的安全性与效率。

参考文献：

[1]ACS800-01/U1 传动单元硬件手册