一般的安裝環(huán)境要求:最低環(huán)境溫度-5℃,最高環(huán)境溫度40℃。在夏季高壓變頻器維護時,應(yīng)注意變頻器安裝環(huán)境的溫度,定期清掃變頻器內(nèi)部灰塵,確保冷卻風(fēng)路的通暢。加強巡檢,改善變頻器、電機及線路的周邊環(huán)境。檢查接線端子是否緊固,保證各個回路的正確可靠連接,防止不必要的停機事故發(fā)生。
一、日常巡檢需要注意事項
1、認真監(jiān)視并記錄變頻室的環(huán)境溫度,環(huán)境溫度應(yīng)在-5℃~40℃之間。移相變壓器的溫升不能超過130℃;
2、認真監(jiān)視并記錄變頻器上的各顯示參數(shù),發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)即時反映;
3、夏季是多雨季節(jié),應(yīng)防止雨水進入變頻器內(nèi)部(例如雨水順風(fēng)道出風(fēng)口進入);
4、夏季溫度較高時,應(yīng)加強變頻器安裝場地的通風(fēng)散熱。確保周圍空氣中不含有過量的塵埃,酸、鹽、腐蝕性及爆炸性氣體;
5、變頻器柜門上的過濾網(wǎng)通常每周應(yīng)清掃一次;如工作環(huán)境灰塵較多,清掃間隔還應(yīng)根據(jù)實際情況縮短;
6、變頻器正常運行中,一張標準厚度的A4紙應(yīng)能牢固的吸附在柜門進風(fēng)口過濾網(wǎng)上;
7、變頻室的通風(fēng)、照明必須良好,通風(fēng)散熱設(shè)備(空調(diào)、通風(fēng)扇等)能夠正常運轉(zhuǎn);
8、變頻室必須保持干凈整潔,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況隨時清掃。
二、變頻器停機后需要維護的項目
1、檢查變頻器內(nèi)部電纜間的連接應(yīng)正確、可靠
2、檢查變頻室的通風(fēng)、照明設(shè)備,確保通風(fēng)設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)。
3、用帶塑料吸嘴的吸塵器徹底清潔變頻器柜內(nèi)外,保證設(shè)備周圍無過量的塵埃。
4、檢查變頻器柜內(nèi)所有接地應(yīng)可靠,接地點無生銹
5、變頻器長時間停機后恢復(fù)運行,應(yīng)測量變頻器(包括移相變壓器、旁通柜主回路)絕緣,應(yīng)當使用2500V。測試絕緣合格后,才能啟動變頻器
6、每隔半年(內(nèi))應(yīng)再緊固一次變頻器內(nèi)部電纜的各連接螺母
7、每次維護變頻器后,要認真檢查有無遺漏的螺絲及導(dǎo)線等,防止小金屬物品造成變頻器短路事故。特別是對電氣回路進行較大改動后,確保電氣連接線的連接正確、可靠,防止‘反送電’事故的發(fā)生。
8、檢查所有電氣連接的緊固性,查看各個回路是否有異常的放電痕跡,是否有怪味、變色,裂紋、破損等現(xiàn)象。
隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來,原來一直難于解決的高壓問題,近年來通過器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決。那么在測量過程中減少誤差的出現(xiàn),高壓變頻器的選型需要把握哪些原則呢?
1、電壓源型和電流源型
目前絕大部分的高壓變頻器均屬于交直交型變頻器,按中間直流環(huán)節(jié)所用儲能元件的不同,可分為電壓源型和電流源型。
目前主要的電流源型變頻器為SGCT-PWM電流源型變頻器。電流源型變頻器的優(yōu)點是能量可以回饋電網(wǎng),可以實現(xiàn)四象限運行。電源側(cè)常采用三相橋式晶閘管整流電路,輸入電流的諧波較大,為了降低諧波成分,可采取多重化,有時還必須加輸入濾波裝置。輸入功率因數(shù)一般較低,通常要附加功率因數(shù)補償裝置。由于不像電壓源變頻器,在直流環(huán)節(jié)的大濾波電容能存儲較大的能量,電流源變頻器對電網(wǎng)電壓波動較為敏感,電網(wǎng)電壓波動較大時容易停機,是個比較大的缺點。
若整流電路也采用SGCT做電流PWM控制,可以得到較低的輸入電流諧波和較高的輸入功率因數(shù),并且可省去輸入隔離變壓器。但PWM整流會導(dǎo)致變頻器效率有一定程度下降。
電壓源變頻器目前主要有三電平高壓變頻器(采用IGBT或IGCT作為功率器件)和單元串聯(lián)多電平高壓變頻器。電壓源型高壓變頻器由于采用二極管不可控整流,輸入功率因數(shù)相對較高,且不易受電網(wǎng)電壓波動的影響,在電網(wǎng)條件比較差的應(yīng)用場合,明顯比電流源型變頻器穩(wěn)定。三電平變頻器的最高電壓通常不超過4.16kV,單元串聯(lián)多電平變頻器的輸出電壓可達到10kV。
2、電壓等級
我國高壓電機常用電壓等級為6kV和10kV,另有少量3kV等級的高壓電機。絕大部分的高壓變頻器輸入都有一個隔離變壓器,所以變頻器輸入電壓通常能滿足不同電網(wǎng)電壓等級的要求。變頻器的輸出電壓等級選擇通常按照技改項目和新建項目有不同的選擇原則。對于技改項目,本來電機工頻運行,由于通常不會更換電機,加裝變頻器后,要求變頻器的輸出電壓和電網(wǎng)電壓一致,通常為6kV或10kV。
對于新建項目,如果不需要工頻旁路,電機電壓可以配合變頻器進行優(yōu)化,如對于中小功率可選擇2.3kV或3kV輸出電壓等級,以降低成本。如果需要工頻旁路,建議變頻器輸出電壓等級和電網(wǎng)電壓一致,否則旁路比較復(fù)雜。
3、V/F控制和無速度傳感器矢量控制
無速度傳感器矢量控制技術(shù)能在基本不增加硬件成本的情況下,大大提高變頻器的性能,拓展變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域。即使用在風(fēng)機水泵等穩(wěn)態(tài)和動態(tài)要求相對較低的負載場合,無速度傳感器矢量控制具有的轉(zhuǎn)矩限幅、快速轉(zhuǎn)速跟蹤再起動等功能有效地防止加速過程的過電流跳機和減速過程中的過電壓跳機和其它不正常的停機現(xiàn)象,對于保證變頻器的可靠運行有非常重要的意義,越來越受到用戶的認可。
4、節(jié)電率
通常而言,某個設(shè)備,如風(fēng)機或水泵,應(yīng)用變頻器后節(jié)電率和變頻器本身關(guān)系不大,主要由改造前變頻器的運行工況決定。如原來擋板、閥門的開度等。不同的變頻器效率上可能有些差異,但對整體節(jié)能率的影響微乎其微。
5、對電網(wǎng)諧波污染和輸入功率因數(shù)
對電網(wǎng)的諧波污染主要取決于整流電路的結(jié)構(gòu)和特性。減少電網(wǎng)諧波污染的主要方式有兩種:多重化整流和PWM整流。單元串聯(lián)多電平高壓變頻器通常整流脈沖數(shù)較多,對電網(wǎng)諧波污染較小。為了減少對電網(wǎng)的諧波污染,電流源型變頻器通常采用18脈沖整流。三電平電壓源型變頻器至少需要12脈沖以上,要求高時可采用24脈沖。
電壓源型高壓變頻器由于采用二極管不可控整流,在整個運行范圍內(nèi)都有較高的功率因數(shù),基波功率因數(shù)一般可保持在0.95以上,一般也不必設(shè)置功率因數(shù)補償裝置。電流源型變頻器采用晶閘管整流時,由于晶閘管觸發(fā)角導(dǎo)致的電流滯后,功率因數(shù)較低,且會隨著轉(zhuǎn)速的下降而降低,往往需要功率因數(shù)補償裝置。
PWM整流能有效減少諧波,功率因數(shù)可調(diào),且能量可雙向流動。缺點是成本增加,效率下降。
目前高壓變頻器占有率超過60%。在大容量(5000kW以上)和高性能應(yīng)用(軋機、提升等應(yīng)用)及水冷變頻器方面,目前西門子占有較大的優(yōu)勢,在中小功率的常規(guī)應(yīng)用(風(fēng)機、水泵)方面,高壓變頻器已能完全滿足用戶要求。
高壓具有高度智能化運算水平和完善的故障檢測電路,并能對所有的故障提供精確的定位,在主控界面上做出明確的指示。在實際的運用中我們發(fā)現(xiàn),常見的故障可分為控制通道異常、IGBT過流,過電壓故障等等。這里就常見的故障及產(chǎn)生的原因和處理方法進行分析。
1、控制通道異常故障
控制通道異常故障通常由于PWM板與功率單元板之間的造成的,一般由以下幾種情況:
1、光纖連接部位接觸不良或光纖頭脫落;
2、光纖信號發(fā)送/接收器內(nèi)部堆積灰塵;
3、光纖折斷;
2、光纖通信控制板損壞;
在出現(xiàn)光纖故障的情況下,首先需要判斷是功率單元故障還是控制器側(cè)出現(xiàn)故障,可以通過對調(diào)光纖的方法進行判斷。將在控制器中光纖板上得同一相得任意一個功率單元對應(yīng)的光纖與報故障的光纖進行對調(diào),再次上電監(jiān)控界面定位的光纖故障如果仍然在原位置,說明是光纖板損壞,反之,監(jiān)控界面顯示的光纖故障已經(jīng)更換位置,則說明是功率單元故障,此時可以考慮更換或維修故障功率單元。
3、IGBT過流故障的原因及解決辦法
IGBT是高壓變頻器中最關(guān)鍵的功率器件,IGBT作為一種大功率的復(fù)合器件,存在著過流時可能發(fā)生鎖定現(xiàn)象而造成損壞的問題。為了提高系統(tǒng)的可靠性,采取了一些措施防止因過流而損壞。通常引起IGBT過流故障的原因有以下幾種:
1、變頻器輸出短路;
2、功率單元內(nèi)IGBT被擊穿;
3、驅(qū)動檢測電路損壞
4、檢測電路被干擾;
檢測方法是根據(jù)監(jiān)控界面顯示的故障定位找到對應(yīng)得模塊,拆開檢查IGBT是否損壞,判斷的方法是找到功率單元內(nèi)部直流母線的正極V+與負極V-,將的黑表筆接到V+上,紅表筆分別接到U,V上,用檔,應(yīng)該顯示0、4V左右的數(shù)值,反相則顯示無窮大;將紅表筆接到V-上,重復(fù)以上步驟,應(yīng)得到相同的結(jié)果,否則可判斷IGBT損壞需要更換。
4、過電壓故障原因及解決辦法
過電壓原因一般是是來自輸入側(cè)的過電壓,正常情況下電網(wǎng)電壓的波動在額定電壓的-10%~+10%以內(nèi),但是在特殊情況下。由于直流母線電壓隨著電源電壓上升,所以當電壓上升到保護值時,變頻器會因過電壓保護而跳閘。為避免輸入側(cè)過電壓可以改變變壓器的抽頭進行調(diào)節(jié),此種方法只適合于現(xiàn)場電壓一直偏高的情況下,另外還可以考慮在電源輸入側(cè)增加吸收裝置,減少變頻器輸入側(cè)過電壓因素。
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