王曉霞

【摘? 要】論文首先對高壓變頻器的故障診斷開展分級研究，進而結(jié)合實際情況，對高壓變頻器在使用過程中，由于輸入電網(wǎng)電源、電機輸出回路等引起的故障進行探討，并提出了針對性的解決措施，希望借此為完善高壓變頻器的使用工況提供些許參考意見。

【Abstract】The paper firstly studies the fault diagnosis of high voltage frequency converter in different levels， and then， combined with the actual situation， discusses the faults caused by the input power supply of the power grid and the output circuit of the motor in the use of high voltage frequency converter， puts forward some targeted measures to solve the problem， hoping to provide some suggestions for improving the working conditions of high voltage frequency converter.

【關(guān)鍵詞】高壓變頻器;診斷分級;故障分析;處理措施

【Keywords】high voltage frequency converter; diagnostic grading; fault analysis; treatment measures

【中圖分類號】TN773? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）04-0184-02

1 引言

高壓變頻器在使用過程中，由于變頻系統(tǒng)的構(gòu)成元件過于龐大復雜，使得高壓變頻器在運行中會出現(xiàn)各種故障，甚至會造成變頻器頻繁跳閘，進而對電網(wǎng)機組的穩(wěn)定運行造成了不良影響。論文具體針對高壓變頻器應(yīng)用過程中產(chǎn)生的故障開展研究，進而提出了針對性的解決策略，希望借此為完善高壓變頻器的使用功能提供些許參考意見。

2 高壓變頻器的故障診斷分級

高壓變頻器在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中經(jīng)常會出現(xiàn)的故障，主要有以下三大類別：一類故障、二類故障和三類故障。

2.1 高壓變頻器的一類故障診斷

高壓變頻器在應(yīng)用過程中所發(fā)生的一類故障，通常又被稱為無損故障，該故障在發(fā)生的過程中通過故障診斷后，采取相應(yīng)的處理措施避免對高壓變頻器造成損壞，例如，高壓變頻器在運行過程中出現(xiàn)輸出過流、直流母線過壓欠壓、高壓變頻器輸入缺相等故障，這些故障都可以直接通過硬件電路進行診斷和確認。例如，高壓變頻器在運行過程中出現(xiàn)輸入缺相故障，那么最為簡單的診斷方法便是直接通過硬件電路開展診斷工作，由于高壓變頻器三相交流電壓可以通過電阻分壓后實現(xiàn)整流，這樣便可以得到一個較小的電壓值，如果檢測該電壓值的大小就可以直接判斷高壓變頻器是否在運行過程中出現(xiàn)輸入缺相故障。工作人員還可以在檢測輸入缺相故障時通過軟件直接進行判斷，通過軟件只需要檢查UDC的交流成分周期，便可以直接判斷高壓變頻器在應(yīng)用過程中是否出現(xiàn)缺相。

如果高壓變頻器在應(yīng)用中，直流母線電壓出現(xiàn)過壓欠壓，那么直接通過硬件電路也可以實現(xiàn)對高壓變頻器的保護。高壓變頻器運行中母線電壓過壓一般都存在于高壓變頻器母線制動狀態(tài)或發(fā)電狀態(tài)，而母線欠壓通常是指高壓變頻器在運行中從電壓電網(wǎng)跌落，所以在判斷過壓和欠壓時，需要將高壓變頻器給定值與實測母線電壓進行比較，就可以完成高壓變頻器的診斷工作。

2.2 高壓變頻器的二類故障診斷

高壓變頻器在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的二類故障對高壓變頻器可能會造成較大的危害，工作人員需要通過必要的故障診斷來保障高壓變頻器的正常運行。高壓變頻器所發(fā)生的二類故障主要包括速度故障和逆變器開關(guān)器件開路故障這兩種。高壓變頻器在運行過程中，SSF一旦發(fā)生故障就可能導致閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)，損壞變頻設(shè)備及其他電力設(shè)施，甚至還會造成周邊人員傷亡。因此，對高壓變頻器的二類故障進行深入分析和診斷，具有重要的實踐性意義。

例如，速度傳感器的故障診斷，高壓變頻器在應(yīng)用過程中的速度傳感器診斷可以采用硬件法和軟件法，所采用的硬件法可以在診斷過程中進行直接硬件法檢測和基于脈沖分析的故障診斷法。采用硬件檢測法診斷速度較快，但是會在一定程度上增加高壓變頻器系統(tǒng)的運行成本，同時硬件檢測法只能檢測出電壓輸出類型的速度傳感器，無法對其他傳感器進行深入檢測。在檢測過程中需要速度傳感器內(nèi)部電路實現(xiàn)支撐，并根據(jù)速度傳感器前后信號的接入點位來診斷SSF，在檢測中當輸出端子輸出低電平那么即可以診斷出SSF，當輸出端子輸出高電平那么則可以表示高壓變頻器的速度傳感器沒有發(fā)生SSF故障。

在利用脈沖信號檢測高壓變頻器速度傳感器故障時，可以與軟件診斷法綜合使用，在使用過程中便可以基于小波變換和狀態(tài)觀測器的方法開展檢測。在檢測過程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和小波變換較為復雜且計算量較大，因此，在實際應(yīng)用過程中并不實用。

2.3 高壓變頻器的三類故障診斷

高壓變頻器在應(yīng)用過程中所發(fā)生的第三類故障損壞，通常是指有損且不利于控制的故障，當高壓變頻器出現(xiàn)此類故障時，不但會對高壓變頻器自身造成嚴重的硬件損壞，同時高壓變頻器出現(xiàn)損壞后還不易于修復，基本上需要對高壓變頻器內(nèi)部硬件進行整體更換。

高壓變頻器所出現(xiàn)的三類故障主要包括母線電容損壞、高壓變頻器整流橋燒毀、控制電路和驅(qū)動電路內(nèi)部短路故障、高壓變頻器硬件開關(guān)器件短路等。當高壓變頻器出現(xiàn)三類故障時，開展診斷的過程中需要首先切斷電源，再利用電阻特性值作為參數(shù)測試，找出高壓變頻器內(nèi)部出現(xiàn)的故障位置，并對高壓變頻器內(nèi)部出現(xiàn)故障的部位實施及時更換。

3 高壓變頻器輸入電網(wǎng)電源引起的故障

3.1 故障的具體介紹

高壓變頻器在使用過程中可能由于輸入電網(wǎng)電源而引起系統(tǒng)故障，此類故障主要是源于輸入電網(wǎng)電源在運行中存在輸入缺相、輸入過壓、輸入單循環(huán)、輸入相不平衡等問題，造成高壓變頻器過程中出現(xiàn)的系統(tǒng)缺陷。在對這類故障進行解決的過程中，需要重點解決高壓變頻器輸入側(cè)熔斷器和連接器是否工作正常，檢測人員還需要采用示波器對高壓變頻器的三相輸入電壓進行檢測，進而判斷高壓變頻器的輸入電壓是否存在問題。

3.2 故障實例分析

在我國某省的某電廠8號鍋爐吸風氣變頻器出現(xiàn)故障后，維修人員發(fā)現(xiàn)吸風氣變頻器設(shè)備的UPS裝置出現(xiàn)報警行為，冷卻風機機組停止運行。在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)導致機組運行中斷的主要原因在裝置機組吸收器出現(xiàn)損壞后，造成機組內(nèi)的電源保險絲出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)上對浪涌吸收器進行更換，進而使機組可以合理抑制雷擊浪涌電壓，避免電源在投入使用后，所產(chǎn)生的異常電壓造成變頻器內(nèi)部裝置出現(xiàn)破壞。

3.3 故障的防范措施

在對此類故障進行防范的過程中，維修人員需要將機組運行電源電壓的波動范圍控制在正10%～負15%，避免電源電壓輸出過高或過低造成變頻器負荷損壞。在使用監(jiān)測變頻器輸入電源電壓時，還需保證變頻器在運行過程中，電源電壓始終處于允許波動的范圍之內(nèi)，這樣就可以確保儀器設(shè)備電源在使用中不會受損。在對變頻器進行檢修時，只需要在變頻器傳動設(shè)備的電源上方，采用示波器測試三相輸入電壓，即可判斷設(shè)備在運行過程中的電源波形是否正常。

4 電機輸出回路引起的高壓變頻器故障

4.1 故障的具體介紹

高壓變頻器在使用過程中，可能會由于電機輸出回路而導致變頻器出現(xiàn)故障，出現(xiàn)這類故障現(xiàn)象有電機超速故障、輸出接地故障、電機過壓故障、變頻器欠載故障、CPU溫度故障、變頻器損耗過大故障、最小轉(zhuǎn)速跳閘故障等，這負載常見的是變頻器在運行過程出現(xiàn)瞬時過流故障，進而導致機組運行中斷。

4.2 故障實例分析

在我國某省某電廠鍋爐吸風機運行中，突然出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，檢修人員在對吸風機機組進行維修的過程中，發(fā)現(xiàn)吸風機變頻輸出瞬時電流故障信號，將變頻器進行二次斷電，檢查變頻器開關(guān)、電機、電纜等設(shè)備，發(fā)現(xiàn)變頻機在運行過程中回路信號無異常。同時在檢查變頻器控制電源面板參數(shù)后，發(fā)現(xiàn)變頻器電壓反饋、轉(zhuǎn)速值均為0，那么則可以判斷變頻器控制電源面板正常。在將變頻器檢測電機電流霍爾元件切斷電源后，測試電機運行速率，可以發(fā)現(xiàn)霍爾元件在測試過程中本身正常，但是電機電流反饋值在0.2～1.6A，并產(chǎn)生隨機變化。對此現(xiàn)象進行分析，可以發(fā)現(xiàn)此故障主要為模數(shù)轉(zhuǎn)換板出現(xiàn)故障，進而導致變頻電機電流反饋值過大，當大電流一旦通過變頻器電機時，就會超過變頻器電機的過流電壓，進而造成變頻器出現(xiàn)跳閘行為。

4.3 故障的防范措施

在對上述故障進行防范維修時，需要重點檢查變頻器模數(shù)轉(zhuǎn)化板表面是否存在油污吸附、粉塵、有無銹蝕、污染等現(xiàn)象。在清除變頻器模數(shù)轉(zhuǎn)化板表面污漬時，可以選用絕緣清洗劑擦拭模數(shù)轉(zhuǎn)化板表面污漬，對于模數(shù)轉(zhuǎn)化板表面出現(xiàn)的銹蝕或腐蝕現(xiàn)象，可以采用防潮、防蟲蛀等措施。若模數(shù)轉(zhuǎn)化板表面無明顯問題，那么需要根據(jù)變頻器在運行中出現(xiàn)的具體故障現(xiàn)象，判斷是否需要將板件替換。

5 結(jié)語

高壓變頻器在我國工業(yè)領(lǐng)域大量投入應(yīng)用后，對我國的工業(yè)生產(chǎn)有著明顯的節(jié)能降耗效果，因此，當前加強高壓變頻器的維護保養(yǎng)工作，便可以降低高壓變頻器在運行過程中出現(xiàn)的磨損行為，提高機械使用壽命，對我國工業(yè)生產(chǎn)具有積極的促進性作用。

【參考文獻】

【1】王永，王婷，趙夢詩.淺談高壓變頻器常見干擾故障分析及對策[J].數(shù)字化用戶，2019，25（05）：65.