施耐德变频器在水厂应用中的故障诊断与维修

任建华

摘 要：太原供水集团有限公司草坪制水分公司三给水厂于2009年进行技术改造后，共引进了10台法国施耐德生产的变频器，其中，有7台ATV61，3台ATV21，将它们分别配备给供水泵房的5台机组、产水泵房的5台机组。经过长期实践后发现，使用变频器大大降低了能耗，节能效果显著。由于变频器的工作原理、结构比较复杂，排除故障有一定的复杂性，所以，掌握变频器知识，熟练地操作变频器，根据变频器故障代码及时排除故障是水厂运行人员的必备能力。简要介绍了施耐德变频器ATV61在水厂应用中的常见故障及其诊断方法，并阐述了一些维修实例，以期为日后的相关工作提供参考。

关键词：施耐德变频器；故障分析；运行方式；诊断方法

中图分类号：TN773 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.133

三给水厂变频器控制方式分为自动运行和手动运行2种。自动运行方式是由数控压力表采集水厂出水压力值，PLC控制模块根据压力值统一闭环控制泵房的5台机组，使变频器运行处于最佳频率状态。自动运行和手动运行模式通过控制柜就能实现现场切换。三给水厂供水变频调速系统具有操作简单、可靠性高、抗干扰性强、供水压力恒定和节能高效的优点。因此，要求运行人员必须掌握变频器方面的知识，能够熟练地操作变频器，并根据变频器故障代码及时排除故障。

1 ATV61应用中常见故障和处理方法

1.1 变频器故障停机时显示故障代码

2012-12，在3个产水TS井正常运行的过程中，其中一个产水井TS8突然停机，停机信号经远程传输回值班室，到达现场后发现，变频器报故障代码为PHF。经过相关分析发现，这类故障是由输入电压缺相引发的。导致这种问题发生的原因是变频器的供电不正确，熔断器熔断，变频柜故障。经检查发现，熔断器正常，而配电柜三相电压表显示三相电源缺一相。经过户外检查，原来是供电线路进TS8井房的高压母线掉了一根，这是当天风大所致。抢修后恢复送电，设备运行良好。

2013-02，供水泵房中的三号机泵经常突然停机，变频器报故障代码为SLF3。经过相关分析发现，此类故障为控制面板通信障碍。其出现的原因是变频器图形显示终端出现故障，变频器与显示终端连接不正常。鉴于此，先将变频器断电后再送电设备能正常运行，但是，运行一段时间后，设备还是会突然停机，报故障代码还是SLF3.因此，工作人员更换了连接图形显示终端网线的2个水晶头后，设备运行良好，再无此故障代码出现。

2013-04，供水泵房中正在运行的四号机泵多次开机30 min后就突然停机，变频器报故障代码为OHF。经过相关分析发现，引发此故障的原因是变频器过热。进入变频器图形终端中发现，设备热状态为99%.一般情况下，导致设备过热的主要原因是变频器通风不良，散热风机故障，环境温度过高，温度传感器性能不良，负载过重等。因为该变频器是在运行一段时间后才出现故障的，所以，温度传感器损坏的可能性不大。通电后发现，配电柜散热风扇转动缓慢，经检修、注油后再开机，外部风扇运行良好，变频器运行后没有再出现此类故障。

2014-05，在日常巡视中，在供水泵房二号泵的变频器1.10诊断中，进入故障历史记录中经常会看到故障代码OSF。经过相关分析发现，此故障为过电压。这类故障常出现在变频器待机状态下，它不会影响变频器下次启动时的正常运行。一般情况下，如果遇上雷雨天气，雷电可能会串入变频器的电源中，可能会使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸。鉴于此，只需断开变频器电源1 min左右再上电，设备即可恢复正常。另一种情况是，变频器驱动大惯性负载而出现过电压情况。我厂变频器所带电机功率为315 kW，因此，工作人员怀疑是减速时间参数过少所致。进入1.3设置中减速时间将参数设置由20S改为30S后，此故障代码出现次数明显减少。

2014-06，供水泵房三号机泵开机几分钟后突然停机，变频器报故障代码为OHF.经过相关分析发现，引发此故障的原因是变频器过热。进入变频器图形终端中发现，设备热状态为100%.停机后等待变频器冷却下来重新开机，但是，开机几分钟后还是突然停机。检查后发现周围温度正常，外部风扇转动正常，温度传感器也正常。因为此变频器是在运行几分钟后发生故障的，所以，怀疑是变频器内部散热风扇发生了故障。相关工作人员配合分公司维修工段更换了新的内部散热风扇后，变频器运行良好，没有再出现此类故障。

2014-08，在日常巡视中发现，二号变频器启动不了，从图形终端里看到状态码显示为PRA.经过相关分析发现，此故障为断电功能有效（变频器被锁定），怀疑是变频器控制端子PWR与+24 V端子之间的连接点松动了。在变频器断电后，打开控制端子的盖子，将PWR与+24 V端子之间的连接点扭紧，再给变频器上电后，故障代码PRA消失，变频器可以正常开机运行。

2015-05-10，工作人员值班时发现，供水泵房中正在运行中的五号机泵突然停机，变频器报故障代码为SCF1.经过相关分析发现，此故障为负载短路。这可能是因为变频器内部输出短路，电机故障，变频器开停机间隔时间过短所致。进入变频器图形终端，打开1.10诊断中的故障历史记录发现是电机短路所致。经过检查后，变频器与电机之间的电缆连接情况良好，而将电机接线盖打开后发现，电机内部连接线烧焦。因此，工作人员上报电机生产厂家处理，抢修后设备运行良好，没有再出此类故障。

每年夏季，在用电高峰期，我厂产供水泵房中运行中的机泵经常会突然停机，变频器报故障代码为USF.通过相关分析可知，此故障原因是欠电压。一般情况下，出现这种情况的原因是线路电压太低，瞬时电压下降，预充电电阻损坏。经检查后发现，预充电电阻正常，线路电压正常，所以，初步怀疑是电网瞬时电压下降所致。将变频器断电后再恢复送电，设备可以正常运行。

1.2 变频器故障停机时不显示故障代码

变频柜电源指示灯亮，能正常启动，但是，变频柜运行指示灯不亮，变频器不显示故障代码。具体情况如图1、图2、图3，表1、表2所示。经过相关分析发现，出现此故障的原因可能是运行指示灯坏，中间继电器KA2的线圈或常开点坏，中间继电器KA2的线圈或常开点的触点接触不好，变频器的继电输出有问题。因此，先检查了指示灯，其正常，中间继电器KA2的线圈和常开点正常，触点接触也正常，进入变频器1.5输入/输出设置中检查到继电输出R2A、R2C设置正常，最后打开变频器输出端子的盖子发现，变频器输出端子R2A触点接触松动，紧固端子R2A触点后，再投入运行，变频器运行正常，运行指示灯亮。

变频柜电源指示灯亮，但是，设备不能正常启动，具体情况如图1、图2、图3，表1、表2所示。经过相关分析，将变频柜断电后重新上电发现，中间继电器KA3灯亮了一下又灭了。这说明，故障输出这一路没有问题，怀疑问题出现在就地启停这一路上。将变频器断电后，将万用表打在欧姆档上，将万用表的两表笔分别接在01号和09号线上，按住开车按纽，电阻为0 Ω，则可以判断问题就可能出现在中间继电器KA1的线圈上。检查中间继电器KA1线圈上的触点正常，用万用表检测到中间继电器KA1的线圈阻值太小，所以，更换了新的中间继电器KA1.更换了新的中间继电器KA1后，变频器能够正常启动，也能正常运行。

当变频器因故障停机时，故障指示灯不能正常显示，具体情况如图1、图2、图3，表2所示。经过相关分析发现，虽然变频器发生了故障，但是，柜子上的故障指示灯不亮。怀疑问题处在故障指示这一路上。检查故障指示灯正常，怀疑中间继电器KA3的常开点触点坏了，不能正常工作。经检测发现，中间继电器KA3的常开点触点严重氧化，更换后，变频器再因故障停机时故障指示灯便能正常显示。

2011-04-06，工作人员值班时，正在运行的3台机泵突然全部停机，变频器不显示故障代码，具体情况如图1、图2所示。经过检查发现，3台变频柜电源指示灯正常，但是，无法正常启动。因此，将控制方式由自动模式改为手动模式后，3台变频器便可以正常启动了。因此，工作人员怀疑是智能节能控制器有问题。打开智能节能控制器后发现，供给PLC电源的空气开关分闸了，将空气开关合闸、控制方式打到自动模式上，3台变频器可以正常运行。

2012-09-10，供水泵房中正在运行中的三号机泵突然停机，变频器不显示故障代码。具体情况如图1、图2、图3、表2所示。检查后发现，三号变频器有电，但是，三号变频柜的电源指示灯无显示，变频器无法正常启动。将变频器断电后，万用表检测主回路的3个熔断器全部正常。因此，怀疑问题出现在控制回路中。万用表检测控制回路的熔断器4FU正常，万用表检测控制回路的熔断器4FU的出线01号线到中间继电器KA2的常开点的连接线为∞，正常为0，所以，判断故障出现在中间继电器KA2的常开点上。将中间继电器KA2常开点的连接点紧固后，变频柜电源指示灯正常，变频器正常启动。

2 结束语

本文所述内容是笔者在日常工作中遇到并排除过的施耐德变频器ATV61的一些常见故障。由于变频器的工作原理、结构比较复杂，专业性强，所以，其故障排除工作也具有复杂性和多变性。在变频器运行过程中发生的故障，有的属于品质问题，要通过检测找到故障硬件修复或更换，但是，这部分硬件的故障率很低，即使发生故障，用现场条件和常规手段也难以监测；另外，还有一些是维护不当方面的问题，这种故障应以变频器自我诊断和保护功能动作时显示的信息为线索进行分析，同时，采取适当的手段找到故障点并修复。只有及时处理日常工作中出现的常见故障，才能最大限度地保证产供水设备的正常运行，从而优质、高效地完成产供水任务。