TMEIC XL75型变频器故障原因统计分析

摘要：西气东输二线工程（简称西二线）、西气东输三线工程（简称西三线）TMEIC XL75型变频器自投产以来，随着运行时间的逐渐增长，现场各种报警、跳闸故障也随之逐渐增多，给现场机组的安全运行带来严重影响。本文对投产以来TMEIC变频器的运行及故障情况进行了全面分析，探索研究故障发生规律，以便提前采取对策，预防和减少类似故障的发生。

关键词：XL75型变频器;故障原因;统计分析;对策

1     引言

大功率变频器作为长输管道系统中的关键电气设备，其安全可靠运行对整个管输系统的高效、平稳运行影响至深。西二线、西三线现有31台TMEIC XL75型变频器投入运行，这些变频器目前存在运行时间长、设备元件老化、西部地区外电网电压不稳定、备件昂贵且采购周期长等问题，严重影响着站场的安全生产工作。为将TMEIC XL75型變频器的故障停机次数降到最少，尽可能提高机组运行的可靠性，需要对变频器的故障类型、故障原因等进行全面分析，找出变频器故障的原因及规律，以便提前采取针对措施，预防和减少故障。本文运用统计学的方法，对2016年 12

月至2019年 12月间变频器的运行及故障情况进行统计分析，期望对相关故障处理提供可以借鉴的经验和方法。

2     变频器故障率统计分析

从图1 可以看出，精河站4#变频器的故障率最高，达到了10%，占变频器总数的3.22%;精河站1#机、乌鲁木齐站1#机、嘉峪关站2#机和永昌站4#机的故障率介于2%-4%之间，占变频器总数的12.9%;张掖站3#机的故障率介于0-2%之间，占变频器总数的3.22%;其余25台变频器的故障率均为0，占到了变频器总数的80.65%。这说明31台TMEIC变频器总体运行良好。但由于精河站4#变频器的故障率达到了10%，因此，在日常巡检时要重点关注精河站4#变频器运行数据，若发现异常情况，立即申请停机检查。

3     变频器故障原因统计分析

下面对2016年 12月至2019年 12月，TMEIC XL75型变频器发生的

6起典型故障进行原因分析：①2016年4月，瓜州站4#变频器报主电源丢失故障，机组停机。原因为阻尼柜断路器VCB2到隔离变压器之间电缆A相和C相接地。②2016年7月，瓜州站4#变频器报“SYNCLOS”（失步）故障，机组停机。原因为4#变频器励磁柜R相和T相晶闸管被击穿，触发变频器失步保护报警。③2017年3月，嘉峪关站1#变频器停机。原因为变频器PLC与机组UCS间通讯中断，触发机组停机。④2017年9月，古浪站3#变频器启机过程中触发5 分钟过负荷停机。原因为变频器过负荷报警后，未及时手动降低负荷，最终触发变频器5 分钟过负荷停机。⑤2019年6月，永昌站1#变频器启机过程中，变频器功率单元故障导致机组停机。原因为变频器IEGT功率单元损坏，导致直流母线短路，续流二极管击穿，变频器停机。⑥2019年9月，张掖站1#、3#变频器停机。原因为外电线路接地，变频器飞车启动失败，机组触发欠速报警停机。

综上所述，变频器故障原因主要包括六个方面：电缆接地、过电流、通讯中断、过负荷、IEGT损坏和外电电压波动。据统计，其中外电电压波动、过电流和过负荷引起的故障次数占到了总故障次数的94%，因此，外电电压波动、过电流和过负荷为引起TMEIC XL75型变频器故障的主要原因。

4     采取对策

4.1  外电电压波动引起的变频器故障

针对此类故障，可采取优化变频器参数的方式加以改进，需优化参数如下：①CP_PSFRCV_TIME=2s，控制柜和励磁柜的此参数均需要修改。②TIME_FAULT_DO=2s，为故障信号外部输出延时计时器，若变频器发生故障，则延时2s后将故障信号输出。③TIME_READY_DO=2s，为变频器准备就绪信号外部输出延时计时器，若变频器准备就绪，则延时2s后将准备就绪信号输出。④TIME_RNTD=2s，用来设定变频器输出停止到重新输出的间隔时间。⑤FLG_FSEEK=29，为自动重启模式选择，参数设定范围为0，1，14，27，29。通过调整不同的模式，找到重启效果最好，重启电流最低的模式。

4.2  过电流引起的变频器故障

针对此类故障，可通过给变频器增加“重试”功能的方式减少此类故障的停机次数。即在变频器监测到过电流故障后，立即封锁输出，同时在1s内复位所有故障后，在2s内再重启变频器，若重启成功，变频器不停机;若重启失败，变频器控制器报过电流停机，同时发送停机信号至UCS。变频器控制器需修改的参数为：FLG_NOTRED_RETRY=1，表示启动变频器重试功能。RED_TIME_FLTCHK=3s，表示在此设定值内再次发生过电流时，变频器重试功能无效。RED_TIME_RUN_IL=1s，表示故障复位时间为1s。TIME_BLR_DO=2s，表示输出故障检测的延时时间。

4.3  过负荷引起的变频器故障

针对此类故障，可采取增加变频器预过负荷功能的方式解决。在不改变原有报警及联锁停机逻辑的前提下，使变频器转速给定信号先经过变频器PLC，然后再送到变频控制器，同时在变频器PLC程序中增加预过负荷保护功能，实现当变频器PLC接收到过负荷报警信号时，锁存瞬时转速值并钳制输出;当过负荷报警信号消失后，延时5 秒，在最高转速内恢复转速的正常调节。

5     总结

变频器作为输油站场的核心设备，它的可靠运行对站场的安全生产至关重要。因此，降低变频器故障停机率，保证变频器完好在用，具有十分重大的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]   韩小虎，西气东输工程TMEIC XL75型变频器典型故障分析[J].自动化应用，2017，（6）：149-150.

[2]   王清亮，电驱压缩机组TMEIC XL75型变频器典型故障分析及对策[J].自动化应用，2017，（4）：120-122.

[3]   刘东亮，TMdrive-XL75变频器接地故障原因分析[J].数字化用户，2019，（9）：85.