西门子高压变频器在聚丙烯项目中的应用

南亚鹏

摘 要：文章主要叙述了西门子SINAMICS GM150高压变频器在聚丙烯项目中的应用，描述了西门子中压变频器的常见故障，并且根据生产中的应用进行技术改造。

关键词：西门子;变频器;GM150

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.122

1 概述

神华宁煤集团烯烃一分公司一期聚合装置反应釜共四台搅拌器电机，搅拌器电机在聚丙烯的生产过程中的作用至关重要。传动部分采用的是西门子SINAMICS GM150变频器和西门子电机，所带负荷为丙烯经聚合反应生成聚丙烯粉料的反应釜，SINAMICS GM150变频器的稳定运行直接关乎聚丙烯的产量。本文总结通过近年来运行情况，讲述了SINAMICS GM150变频器常见故障，以及相关技术改造，仅供参考。

2 西门子SINAMICS GM150变频器简介

西门子SINAMICS GM150 结构紧凑、运行高效，适用于具有可变和恒定转矩特性、但没有再生回馈的单机传动应用。SINAMICS GM150 （IGBT/IGCT） 变频传动装置可采用标准化的工程组态工具（如 SIZER WEB ENGINEERING）实现简易系统集成，并使用 STARTER 进行快速、方便的调试。

3 常见故障及分析

3.1 温度联锁

（1）电动机、干式变压器温度为单点联锁，发生PT100接线松动或开路，将误造成跳闸事故。

（2）PT100评价单元及TM31模拟量板卡运行不稳定。当变频器控制柜内温度高于30℃时，PT100评价单元转换温度明显偏高于实际温度。同时TM31模拟量板卡存在运行不稳定故障，导致温度转换突变造成变频器联锁跳车。

3.2 风机故障

西门子SINAMICS GM150变频器采用风冷方式进行降温，每台变频器上方有两台冷却风扇，正常运行过程中建立风压。当一台风机故障，风压降低造成风压联锁跳闸。

3.3 其他故障

西门子SINAMICS GM150变频器各部件数量多、二次回路接线复杂，柜内继电器由于长期积灰容易造成触点高阻，应利用设备停车检修的机会对变频器柜内一、二次端子紧固。使用毛刷对变频器柜内IGBT模块逐个进行清理，使用吸尘器对变频器柜内进行清理。對变频器柜门滤网进行清理。需要注意的是使用静电手环可消除人体静电，防止电路板由于静电被损坏。

4 技术改造

4.1 变频器柜顶冷却风扇电源改造

改造前：两台冷却风扇主电源来自同一馈线抽屉，当主电源故障时，两台冷却风扇均停运，导致变频器跳停。 改造后：E11、E12冷却风扇主回路及控制回路独立，E11冷却风扇由CU320控制起停，E12冷却风扇由手动控制起停（与变频器运行状态无关），当E11主回路或控制回路故障时，不影响E12正常运行，反之，当E12主回路或控制回路故障时，不影响E11正常运行。

4.2 电机温度保护优化

（1）电动机绕组温度保护优化。电动机绕组温度采集过程是现场电机A、B、C相绕组内PT100测点接入温度评价单元，温度评价单元将模拟量4-20mA、数字量分别接入TM31模块。电动机绕组温度保护实现模拟量、开关量保护。改造前模拟量保护仅检测A相绕组温度作为报警、跳闸依据，数字量保护三选一（三相绕组任意一组温度升高），实现温度告警、跳闸。通过程序修改、回路改造模拟量值达到报警值或跳闸值时，只作用于报警;监测到数字量跳闸节点全部闭合时，发出跳闸指令，联锁停变频器。仪表DCS后台做温度趋势记录，并做报警。避免温度评价单元误动或PT100测点断线引起的跳车事故发生。

（2）电动机前后轴温度保护优化。改造前电动机前后轴温度保护仅数字量保护，前后轴均为单点联锁，并且仪表后台DCS无电动机前后轴温度显示，无法监视其温度变化，改造后，电动机前后轴温度采集过程是现场电机前后轴内PT100测点接入型号为NT538的温度检测模块。前后轴温度可通过表计查看。NT538模块具有断线保护、短路保护、失电后保持等功能，当PT100测点至NT538接线出现断线、短路时，自动闭锁，不作用于报警或跳闸。

5 结束语

西门子SINAMICS GM150变频器故障率小，但也应做好日常维护保养工作。变频器室内温度、湿度都要严格要求，特别是北方存在风沙天气，应定期对室内卫生进行清扫，保持变频器室内的卫生清洁。利用检修机会对变频器数据收集，下载并保存变频器故障、运行、历史记录，并备份变频器参数。变频器清洁检查、硬件维护、深度维护。储备关键备件。根据变频器预防性维护周期，由专业技术人员定期维护。

参考文献：

[1]张燕宾.SPWM变频调速应用技术[M].北京：机械工业出版社，2002：

244-251.

[2]调速电气传动系统.GB/T12668.3[S].2004.

[3]完美无谐波变频器简易操作手册[S].

[4]G3中文用户手册[S].