低压变频器现场应用中的情况分析知识分享

1、低压变频器现场应用中的情况分析随着计算机技术和电力电子技术的发展，低压变频器的应用也得到 了快速发展。这几年低压变频器在采油厂采油生产各类工艺技术中得到 了广泛应用。采用变频器调速可以提高机械的控制精度、生产效率和产 品质量，降低能耗，在孤东采油厂许多生产工艺中取得了显著的节能效 果。一、变频器的节能原理1、变频节能变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠 性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电 机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了 有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法 是通过调节入口或出口的挡板、阀

2、门开度来调节给风量和给水量，其输 入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频 调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）x H（压力），流量Q与转速N的 一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方 成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率 P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功 率与转速近似成立方比的关系。所队当所要求的流量Q减少时，可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。这时，电动机的功率 P将 按三次方关系大幅度地降低，比调节挡板、阀门节能

3、40%一 50%，从而达 到节电的目的。例如：一台离心泵电机功率为 55 千瓦，当转速下降到原转速的 4/5 时，其耗电量为 28.16 千瓦，省电 48.8%，当转速下降到原转速的 l 2 时，其耗电量为 6.875 千瓦，省电 87.5%。2、功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低 导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用 效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容 的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。3、软启动节能电机硬启动对电网造成严重的冲击， 而且还会对电网容量要求过高， 启动时产生的大电流和

4、震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路 的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功 能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的 冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备 的维护费用。、孤东采油厂变频器在用情况目前孤东采油厂在用各种变频器达到 480 余台，其中三采中心 270 余台，采油一矿 45台，采油二矿 13台，采油三矿 22 台，采油四矿 43 台，新滩试采矿57台，集输大队27台。主要有美国的ABB罗宾康， 日本的富士、安川、三肯、东芝和日立，德国的西门子。目前国产变频 在控制技术和功能上，已取得了显著的进步和成就，所

5、以近两年来油厂 国产变频器的数量正逐步提高，主要有春日、森兰和烟台惠丰等品牌。、目前主要存在问题孤东采油厂技术质量监督站自 2005年开展了变频器维修工作， 先后 组织了现场维修 150 台次，总功率达到 5800 千瓦。从维修情况来看， 变频器发生故障或损坏的特征， 一般可分为两类： 一种是在运行中频繁出现的自动停机现象，并伴随着一定的故障显示代 码，其处理措施可根据随机说明书上提供的指导方法， 进行处理和解决。 这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适，或外部工况、条件不 满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象；另一类是由于使用环 境恶劣，高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低

6、或击穿等突 发故障 （ 严重时，会出现打火、爆炸等异常现象 ） 。具体表现为：1、变频器主控电路故障。主要包括主板，电源板，逆变器、滤波电 容等主控电路损坏。2、变频器冷却直流风扇故障。风扇属于易损件，工作寿命在25年，但是因为变频器种类繁多，功率大小不同所以内部直流风扇额定电 流不同而不通用，部分风扇损坏后因为缺乏备件无法及时更换。3、变频器外围控制器件故障。变频柜内变频器本身无故障，但外部 控制电路系统发生故障。由于使用年限较长，且控制电路又比较复杂， 既没有电路图，又没有线号，线路多而且复杂，给维修造成不便。4、变频柜设计不合理，内部过于狭窄，散热通风效果差，导致散热 不良。部分变频器工

7、作环境比较恶劣，风沙及尘土集聚较多，严重影响 了变频器的正常运行，甚至造成停机故障。变频柜散热导流风扇属于易 损件，寿命一般在 2 年左右，但是大部分变频柜散热风扇损坏后，没有 及时更换，造成散热不良，造成变频器工作稳定性差、老化加剧、过热 报警频发等现象发生。5、变频器日常维护工作跟不上。 操作人员对变频路基本操作及一些 基本参数设置不了解，使用过程中不能及时发现问题。6、“小马拉大车”问题。由于当时投产设计时的工作条件下限制， 设计安装时为节省资金，许多地方都有采用了变频功率小于电机额定功 率，但随着工艺生产条件的变化，出现“小马拉大车”问题，造成变频 器不能正常运行。如一号联水外输、三号

8、联提升和 KDl8 号站注水等。四、变频器的主要故障原因及预防措施由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器误动作 及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然，事先对故 障原因进行认真分析显得尤为重要。变频器在正常使用 610 年后，就 进入故障的高发期，经常会出现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作 等故障现象，严重影响其正常运行。1、外部的电磁感应干扰易造成故障如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器 的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损 坏变频器。在外部采取噪声抑制措施，消除干扰源显得非常必要。具体 解决办法有： 一是尽量缩短

9、控制回路的配线距离， 并使其与主线路分离； 二是变频器接地端子应按规定进行，不能同电焊、动力接地混用；三是 变频器输入端安装噪声滤波器，避免由电源进线引入干扰。2、环境问题造成的故障变频器属于电子器件装置，在其规格书中有详细安装使用环境的要 求。振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的 场合，应采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子 器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路；温度是影响电子器件寿命 及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，应根据装置要求的环境条件 安装空调或避免日光直射。定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇是非常必要的。目前采油 厂在用变频器的冷却

10、风扇损坏比较严重， 而且部分变频工作环境比较差， 严重影响散热及空气流通，导致变频器在高温季节易跳闸、过热报警。3、参数设置及设备引起的故障故障主要发生在注聚泵用低压变频器，故障主要表现为起动时并不 立即跳闸，而是在运行过程中跳闸。可能的原因有：(1) 泵工作状态不稳定； (2) 管线压力过大； (3) 升速时间设定太短；(4) 降速时间设定太短； (5) 转矩补偿设定较大； (6) 引起低速时空载电流 过大； (7) 电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小、引起误动作。4、主板及主电路的故障由于使用年限较长和一些突发原因，而造成主板及主电路损林，此 类故障发生必然造成元器件的损坏和报废，是

11、变频器维修费用的主要消 耗部分。主要有：(1) 整流块的损坏； (2) 充电电阻损坏； (3) 逆变器模块烧坏； (4) 滤 波电容的损坏； (5) 主板、电源板损坏。5、维护不当造成的故障大部分变频器过热报警故障，除了冷却系统风扇损坏的原因外，还 有一个主要原因，就是日常维护的缺乏，变频器散热器灰尘积攒严重， 影响散热。五、几点建议l 、规范变频设备进入渠道，建立准入制度。目前孤东采油厂变频器品种繁多，各种变频器之间器件并不通用， 造成了备料困难，增加了成本利维修的难度，因此建议规范变频设备进 入渠道，建立市场准入制度减少引进变频器的品牌种类， 降低后期维护、 维修成本。(1) 限定品牌范围

12、限定品牌范围，如近年来在孤东采油厂内出观故障率低，运行可靠 的某些品牌。建议规范为富士、 ABB森兰等品牌。(2) 规范引入渠道规范引入渠道，对引入设备的厂家技术力量售后服务进行考察，对 新引入变频设备验收时要求资料配备完整，包括线路图、说明书等，便 于以后出现故障进行维护。2、建立变频器日常保养制度对变顺器的管理进行规范，由专人负责对变频设备进行日常维护保养。日常维护保养的具体内容可以分为：(1) 运行数据记录，故障记录：定期测量变频器及电机的远行数据，包括变频器输出频率，输出电 流，输出电压，变频器内部直流电压，散热器温度等参数。与合理数据 对照比较，以利于早日发现故障隐患。变频器如发生故障跳闸，务必记 录故障代码和跳闸时变频器的运行工况，以便具体分祈故障原因。(2) 变频器日常检查：每两周进行一次，检查记录运行中的变频器输出三相电压，并注意 比较它们之间的平衡度；检查记录变频器的三相输出电流，并注意比较 它们之间的平衡度；检查记录环境温度，散热器温度；察看变频器有无 异常振动，声响，风扇是否运转正常。(3) 变频器保养：每台变频器每季度需要清灰保养 1 次