錢想軍

摘要：本文主要闡述了西三線段變頻器運(yùn)行的基本信息，對(duì)西三線段變頻器出現(xiàn)的問題和產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行分析和研究，制定有效的治理措施；

（前言）西三線首次在新建長輸天然氣管道上大規(guī)模應(yīng)用國產(chǎn)化電驅(qū)壓縮機(jī)組，成功打破長期以來國外公司對(duì)中國長輸天然氣管道關(guān)鍵設(shè)備的壟斷，支持國內(nèi)裝備制造業(yè)發(fā)展。目前西三線西段已運(yùn)行31臺(tái)變頻器，其中6臺(tái)榮信RHVC系列變頻器、6臺(tái)上廣電Innovert1010-25000S型變頻器、19臺(tái)TMEIC drive-XL75型變頻器。為做好變頻器維護(hù)工作，降低變頻器故障率，提高可靠性，現(xiàn)對(duì)西三線西段變頻器基本情況，故障情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1 西三線西段變頻器運(yùn)行基本信息

西三線西段電驅(qū)機(jī)組所使用的31臺(tái)變頻器2017年運(yùn)行情況詳見表1。

總體來看，截止2017年10月14日，榮信變頻器運(yùn)行時(shí)間為5428.58小時(shí)，故障22次，40.53次/萬小時(shí)；上廣電變頻運(yùn)行時(shí)間5580.79小時(shí)，器故障8次， 14.3次/萬小時(shí)；TMEIC變頻器運(yùn)行時(shí)間50513.70小時(shí)，故障10次， 1.98次/萬小時(shí)。由以上數(shù)據(jù)可知，榮信變頻器故障比率較高，尤其是YC-CC3401、YC-CC3403壓縮機(jī)組變頻器。

2 2017年西三線西段電驅(qū)機(jī)組變頻器典型故障及原因分析

2017年3月22日，JYG-CC3401壓縮機(jī)組（TMEIC變頻器）因“外部聯(lián)鎖”報(bào)警跳機(jī)，2017年6月12日，GL2-CC3401壓縮機(jī)組（TMEIC變頻器），發(fā)生同樣故障停機(jī)。 查看TMEIC變頻器PLC程序中“外部聯(lián)鎖”報(bào)警的觸發(fā)條件，發(fā)現(xiàn)UCS傳輸中斷信號(hào)（M992）既作為變頻器起機(jī)的檢查條件，又作為跳機(jī)的觸發(fā)條件。當(dāng)機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，一旦變頻器檢測(cè)到UCS信號(hào)傳輸中斷（M992），變頻器PLC會(huì)向變頻器控制柜發(fā)出外部聯(lián)鎖（INV_IL_）報(bào)警，進(jìn)而變頻器向UCS發(fā)出跳機(jī)信號(hào)，導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。目前程序已優(yōu)化，UCS傳輸中斷信號(hào)（M992）僅作為變頻器起機(jī)的檢查條件，不再作為跳機(jī)的觸發(fā)條件。

2017年5月7日1點(diǎn)48分，YC-CC3401機(jī)組跳機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)檢查1#壓縮機(jī)10kV饋線斷路器跳閘，變頻器本體報(bào)“單元停機(jī)”“輔助系統(tǒng)綜合”“旁路請(qǐng)求”“過壓”“欠壓”“IGBT”“漏水”故障。現(xiàn)場(chǎng)檢查1#變頻器功率單元相模塊，發(fā)現(xiàn)A3整流模塊直流輸出母排存在放電灼燒痕跡，經(jīng)測(cè)量得知A3整流模塊直流輸出母排正負(fù)極已經(jīng)短路，短路瞬間引發(fā)過壓、欠壓、IGBT等故障，同時(shí)變頻器發(fā)出分閘命令，1#壓縮機(jī)10kV斷路器跳閘，機(jī)組跳機(jī)。事件根本原因是，整流模塊直流輸出母排塑夾板金屬彈簧載流量不足致使直流導(dǎo)流接觸部位持續(xù)發(fā)熱，導(dǎo)致整流模塊直流母排正負(fù)極夾層絕緣頻繁損壞。

2017年10月19日，ZY-CC3401機(jī)組在提速升壓過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到4405 r/min時(shí)，變頻器發(fā)出過負(fù)荷報(bào)警信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至4445 r/min時(shí)，出現(xiàn)變頻器5分鐘過負(fù)荷聯(lián)鎖信號(hào)，1#機(jī)組停機(jī)。1#機(jī)組停機(jī)后，2#、3#機(jī)組由于流量迅速升高，導(dǎo)致進(jìn)口過濾器差壓迅速上升，觸發(fā)2#、3#機(jī)組工藝聯(lián)鎖停機(jī)。2017年9月9日，GL2-CC3403機(jī)組在提速升壓過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到4530 r/min時(shí)，變頻器發(fā)出過負(fù)荷報(bào)警信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至4565 r/min時(shí)，出現(xiàn)變頻器20分鐘過負(fù)荷聯(lián)鎖信號(hào)，導(dǎo)致3#機(jī)組停機(jī)。隨后因3#機(jī)組停機(jī)導(dǎo)致1#、2#機(jī)組負(fù)荷瞬間增大，保持5分鐘后，相繼報(bào)過負(fù)荷停機(jī)。2015年3月24日，YC-CC3401機(jī)組在提速升壓過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到5000 r/min時(shí)，變頻器發(fā)出過負(fù)荷報(bào)警信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至5313 r/min時(shí)，出現(xiàn)變頻器20分鐘過負(fù)荷聯(lián)鎖，導(dǎo)致1#機(jī)組停機(jī)。以上三次典型停機(jī)事件均發(fā)生在TMEIC電驅(qū)機(jī)組提速升壓過程中，變頻器負(fù)荷持續(xù)增大，當(dāng)變頻器發(fā)出過負(fù)荷報(bào)警時(shí)，未引起操作人員重視，當(dāng)操作人員或負(fù)荷分配系統(tǒng)繼續(xù)按計(jì)劃提高機(jī)組轉(zhuǎn)速時(shí)，變頻器發(fā)出5分鐘或20分鐘過負(fù)荷報(bào)警，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。針對(duì)這個(gè)共性故障，技術(shù)人員編制了《TMEIC電驅(qū)機(jī)組變頻器新增預(yù)過負(fù)荷保護(hù)方案》，并對(duì)變頻器邏輯修改為：在不改變?cè)袌?bào)警及聯(lián)鎖停機(jī)邏輯的前提下，使變頻器轉(zhuǎn)速給定信號(hào)先經(jīng)過變頻器PLC，然后再送到變頻控制器，同時(shí)在變頻器PLC程序中增加預(yù)過負(fù)荷保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)當(dāng)變頻器PLC接收到過負(fù)荷報(bào)警信號(hào)OL_A時(shí)，鎖存瞬時(shí)轉(zhuǎn)速值并鉗制輸出；當(dāng)過負(fù)荷報(bào)警OL_A消失后，延時(shí)5秒，在最高轉(zhuǎn)速內(nèi)恢復(fù)轉(zhuǎn)速的正常調(diào)節(jié)。

3 榮信變頻器故障分析

由于榮信變頻器故障比率較高，現(xiàn)對(duì)榮信變頻器故障進(jìn)行分析，截止2017年10月14日，榮信變頻器故障分類如圖3，故障處理方法見表2

4總結(jié)

本文通過對(duì)西三線西段變頻器投產(chǎn)后運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出不同廠家變頻器故障情況，并對(duì)故障進(jìn)行了分類及分析，同時(shí)給出了應(yīng)對(duì)策略。

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