热电厂变频器应用维护及故障处理

徐晖（常州热电有限公司，江苏　常州　213018）

热电厂变频器应用维护及故障处理

徐晖（常州热电有限公司，江苏常州213018）

为使变频器在热电厂应用中有较高的可靠性。分析变频器在热电厂具体使用设备的特性，采取正确的日常维护方法，故障时根据其所在系统特点，有针对性地分析故障原因，提高处理的速度。

变频器；热电厂；维护；故障处理

目前，在热电厂的各个生产环节，由于变频节能、功率因数补偿节能、软启动节能、使用方便灵活和调节作用显著等特点[1]，变频器作为最为理想的交流传动设备[2]，得到了广泛应用，在水泵、风机、各种皮带调速电机设备上均装设了变频器。根据热电厂的生产特点，对锅炉、汽轮机等主设备的连续可靠运行要求是非常高的，但在变频器—电机构成的控制系统中任何一个功能单元发生故障都是可能的，而且变频器部分发生故障的几率要远远高于电机[3]。变频器的故障可能导致巨大的经济损失，甚至严重危害操作人员安全[4]。对变频器若能够做到日常正确有效的维护、准确分析判断故障原因，及时处理并采取相应防范措施，完全可以提高其运行的可靠性。

针对生产实际中使用变频器时出现的问题，结合在热电厂对变频器多年的使用经验，本文着重阐述变频器应用中的日常维护及故障处理。

1　对变频器的日常维护

1.1对变频器的定期检查

变频器属电力电子产品，使用中对周围环境温度、相对湿度有一定要求。在生产运行中，因疏忽定期维护或维护不到位发生的故障占到80%，所以坚持正确的日常检查保养可有效避免大多数的故障发生。

1.2建立变频器运行记录日志

每班巡回检查时，用红外线测温仪测试温度并记录，以便在运行中及时发现问题并安排停运更换；同时，检查变频器内部风扇运行是否正常，以避免出现风扇停运以及变频器过热（OH）保护跳闸等。

1.3对变频器停运检查

在风机、水泵等设备上使用的较大容量变频器，其输入输出电流大，易发生主电路螺丝松动及发热，造成输入输出短路或开路故障引起跳闸。变频器停运时，应着重检查变频器输入输出端子部位是否变色，并紧固螺丝。

1.4建立变频器设备维护台帐

定期对变频器内部进行清灰维护。变频器内部积灰，散热风道脏污、堵塞均会引起散热不良，同时变频器散热风扇的风叶也会因严重积灰造成减速或停转，引起过热跳闸。

1.5配电室的通风降温

热电厂的水泵及风机变频器大多安装在高、低压配电室内，因配电室内开关、母线均为载流设备，日常运行中均有发热，所以在高温季节，配电室的环境温度较高，做好配电室的通风降温工作对变频器的正常运行也很重要。

2　变频器运行中易发生的故障及处理

2.1过电流故障种类、原因及处理

常见的过电流故障有启动过流、恒速过流、减速过流3种，原因及检查处理如表1所示。在检查处理过程中，有以下几点注意事项：

表1　启动过流、恒速过流、减速过流原因及检查处理表

2.1.1检查电机绕组的绝缘

用兆欧表测试电机绝缘是否良好时，若变频器输出与电机间有隔离的电气元件，必须断开后，或拆下变频器输出端至电机的连接线，单独测试电机绝缘。若是较大功率变频器且输出端直接与电机连接，则按图1所示，将变频器输入及输出端之间及三相均进行可靠短接，单独测试电动机绝缘，否则兆欧表输出电压加入变频器内部，会造成变频器内元件损坏。

图1　较大功率变频器直接与电机连接测试图

2.1.2检查变频器主电路功率模块的方法

图2　变频器原理示意图

检查变频器主电路功率模块时，接线关系如图2所示，按照表2所示方法测量各端口，如果测量结果符合表2中的测定值，则判断主功率模块良好，否则有可能损坏。

表2　变频器主电路功率模块测试表

2.1.3其他因素导致的过流

其他因素产生的过流，检查思路及案例：如滚筒式冷渣机运行中的变频器过流，大多因为滚筒被较大渣粒卡住，即变频器所带电机负荷超额定，造成过流故障。

当电气频率与机械频率发生共振，在某一频率（转速）下运行时会产生振荡过电流。可通过在变频器内设置跳跃频率功能回避该共振频率得以解决。

当变频器内部硬件故障时，如中间直流回路电容电压的波动；变频器内电流检测元件损坏；因安装环境太差，导电性固体颗粒附着在电路板上，造成静电损坏或者有腐蚀性气体，使电路被腐蚀；因为接地不良，电路板的零伏受干扰，都会造成电路板损坏，以上原因导致的过流故障，在变频器输入端加入电压且未启动设备时，变频器即报警“OC”过流。

生产运行场所还因柜体与底脚焊接作业时，影响与机壳连在一起的电路板零电位，干扰电路板的性能造成过流。其它因连接插件不紧、不牢，如电流或电压反馈信号线接触不良，会出现时有时无的过流故障现象。

2.2变频器运行中转速不稳或不能平滑调节

这种故障一般受外部相关电气参数影响，故障出现无规律且多为暂短性，主要影响源为：

2.2.1电源电压不稳定

检查电源电压并改善电源电能质量解决。

2.2.2负载有较大波动

检查负载运行状况，消除影响因素。

2.2.3输入变频器内的控制信号回路受干扰使设定频率起变化

检查变频器控制调速的0~5V（或0~10V）信号来源的电位器接触是否良好，必要时进行更换处理。若为4~20mA输入量调速，则可在变频器的控制输入端子处并接一10μF电容屏蔽控制线路中的干扰源。

2.3过电压故障

此故障常发生在机组启动及减速制动时，过压原因大都与中间回路及制动环节有关。

在热电厂中，锅炉引风机停止再启动时，因风叶惯性仍在较快速转动中，则电动机转速大于变频器启动时的输出转速，电动机就产生发电效应，给变频器充电，产生过电压故障。

多台水泵母管制供水系统中，在其中一台水泵停止过程中若管道中水流逆向流入，推动泵的叶轮转动，也会产生电动机的电能反馈，造成过电压故障。

其它引起原因：

（1）电源电压过高，一般超过345V以上；

（2）制动电阻值过大或损坏，无法及时释放回馈的能量而造成过电压；

（3）中间回路滤波电容失效（电容较小）或检测电路故障。此电容器为铝电解电容，从物理特性上看，其性能将逐年劣化。另外环境温度、负载及使用时间都会对其寿命产生较大影响。检查期限至少一年一次，查电容器有否液体漏露，保险阀是否正常，外壳有无变形及裂痕，测量静电容量是否在额定容量的85%以下。一般五年应更换一次；

（4）变频器所设定的加、减速时间过短。

2.4低电压故障

一般主要因交流电源电压过低或缺相。或变频器距离电源较远，线路阻抗过大，达到一定运行电流后，变压器及线路压降过大也会降低变频器的输入电源电压。这些因素应在安装前进行充分考虑以避免。

变频器整流桥二极管损坏使整流电压降低。可依据上述“检查变频器主电路主功率模块的方法”进行检查更换。

[1] 彭立民. 浅析高压变频器在电厂中的应用[J]. 科技展望. 2016, (14) : 112.

[2] 周桃. 变频器的集成故障诊断与容错控制[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学. 2013.

[3] 于泳，蒋生成，杨荣峰. 变频器 IGBT 开路故障诊断方法[J]. 中国电机工程学报. 2011, 31 (9) : 30 - 35.

[4] 徐殿国，刘晓峰，于泳. 变频器故障诊断及容错控制研究综述[J]. 电工技术学报. 2015, 30 (21) : 1 - 12.

Application and Fault Treatment of Inverter in Thermal Power Plant

In order to improve the reliability of inverter applied in the thermal power plants, it is necessary to analyze the features of this kind of inverter and make use of the correct daily maintenance methods. This paper illustrates the protocols of daily maintenance and emergent troubleshooting procedures of inverter to ensure all sectors of thermal power plants running smoothly.

Inverter; Thermal power plant; Maintenance; Trouble shooting

B+.3

1003-0492(2016)08-0090-03

TP206

徐晖（1969-），女，江苏常州人，工程师，本科，现任常州热电有限公司电气专业工程师。