高压变频器在运行中常见的故障及相应对策研究

胡韬

摘 要：随着现代科学技术的迅速发展，大型发电企业正在使用高压变频器。高压变频器在使用过程中具有显著的节能效果，但也存在一定的潜在安全隐患，可能会对发电企业的生产活动造成严重影响。基于此，本文围绕高压变频器在运行中的常见故障及相应对策进行研究，希望对解决相关问题提供一定帮助。

关键词：高压变频器;系统;性能;电源

中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）13-0070-02

Abstract： With the rapid development of modern science and technology， large power generation enterprises are using high voltage inverter. The high voltage inverter in the use process has shown significant energy saving effect， but there are some potential safety hazards， may cause serious impact on the production activities of power generation enterprises. Based on this， this paper revolved around the high voltage inverter in the common faults in the operation and studied corresponding countermeasures， hoping to provide certain help to solve the related problem.

Keywords： high voltage inverter;system;performance;power supply

在實际运行和操作过程中，高压变频器经常出现故障，且故障较为复杂，排除时间长[1]。因此，相关人员在进行排查、搜索、分析过程中，需要明确高压变频器出现故障的原因，并以多种方式比较高压变频器的特性，从而缩短故障查找时间，减少故障发生概率。本文主要对高压变频器发生故障的原因和解决对策进行分析，具体内容如下。

1 高压变频器的组成及原理

为了了解高压变频器出现故障的原因并提出针对性的解决对策，企业需要对高压变频器的构成和工作原理有一个准确了解。高压变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。本系统由10级系列模块、60脉冲高压速度控制器、交流电抗器、17个高压柜、13个高压开关柜、2个励磁控制柜和集中控制柜等共同组成。高压变频器的工作原理在于2点：第一，通常在设计中具有一定储备;第二，泵必须由操作条件变化产生不同的流速。

2 高压变频器在运行中常见的故障及原因

2.1 环境影响高压变频器的运行性能

在高压变频器运行过程中，偶尔会出现一些突发状况，比如，高压变频器的接地故障同时出现跳停状况，这时输入电压、输出电压、输入电流、输出电流平衡，变频电源等设备均能够进行正常工作，但在运行一段时间后，4～5h后，将会再次报告发生同样的故障。出现上述故障的原因在于当用振动器检查电缆绝缘时，电缆绝缘是正常的。

2.2 系统控制电源性能影响高压变频器

高压变频器在运行过程中，输入功率容易发生电压波动。输入和输出电流产生较大变化时，可能是系统控制电源性能影响了高压变频器。高压变频器在正常操作期间出现跳闸的原因可能在于控制系统控制了电源，导致电压欠压。如果控制系统电路表现出正常状态，而检测到电源和相应设备部件电源线中的一个相线连接器接触不稳定，可能会导致相线接触不稳定，发生控制电源故障。

2.3 小型电源老化影响高压变频器正常运行

在高压变频器运行过程中出现通信报告错误的情况，可能是小型电源老化对高压变频器正常运行造成影响。在实际操作过程中，现场进行通信报告的仪器需要通过DP总线传输信号，而控制PLC和高压变频器也由DP总线控制。因此，当设备出现老化状况时，将会影响通信报告。随着时间推移，DP总线绝缘老化和坍塌，导致DP铜线与金属电缆直接接触。此时，尽管DP总线仍可以交换数据，但有时会中断。在正常通信期间，DP总线具有一定的电压和电流，在某个电源线接地后，两个总线之间的电压发生变化。通过总线传输的数据信号将产生剧烈震动，整个系统将报告通信故障并停止。

3 解决高压变频器在运行中常见故障的措施

3.1 环境影响高压变频器运行性能的解决措施

为了解决故障，需要确定故障发生的环节。高压和低压电流穿过高压变频器的电缆进行传输，从而能够使电源线不被中断或短路，热老化和碳化外绝缘确定了电缆故障的位置。高压变频器内存在一定数量的传感器，对环境温度和湿度进行检测和判断。为了确保安全操作，企业应将温度和湿度控制在可接受的范畴内。

高压变频器大多安装于现场辅机附近，灰尘较多，灰尘进入变频柜内会导致绝缘下降或击穿损坏电子元器件;灰尘堵塞滤网造成功率柜散热效果差，使功率模块过热失效损坏。有些厂家把空气滤网设计为可在运行中拆换清洗，便于维护。在南方高温、潮湿气候地区，应选择对环境温度湿度要求低、系统温升相对低的产品，以保证系统安全稳定运行。

高压变频器具有单元旁路功能，即某个功率单元出故障时，该单元能够自动退出，使整个系统可持续带故障运行，实际上，这是一种冗余设计技术。此时，应注意单元旁路后对变频器带载能力的影响，主要考虑变频装置功率单元个数、控制系统的电压补偿。单元串联越多，故障概率越大，单个单元故障对输出能力的影响较小，二者应折中取舍。若采用电压补偿算法、中性点偏移算法，可提高系统单元旁路后的带载能力，但此种方法可能带来共模电压等问题，需视电动机绝缘安全等设备具体情况取舍[2]。

3.2 系统控制电源性能对高压变频器的解决措施

首先，高压变频器主控制系统的主要工作在于利用数字变频信号处理器对产生具有脉冲宽度调制的三相电压发出指令，使用正弦空间矢量方法执行所有发动机控制功能。信号板收集逆变器电压和电流输出信号，并对模拟信号进行处理，经过处理后的信号由十组变频器进行相应操作，当主控板或信号板发生故障时，上交给系统控制板的信息采集将导致输出电流出现明显波动，由此可以判断故障位置。大多数高压变频器的设备是在过载期间对损坏极其敏感的电子元件，因此，控制系统具有安全性电源对于正常的高压变频器操作必不可少。在处理该故障时，相关人员有必要及时修理或更换有问题的部件，购买高度安全的部件，以便增加电源控制的安全性。

3.3 小型电源老化对高压变频器正常运行的解决措施

首先，必须打开PROFIBUS DP总线的DP插头两端，并且必须关闭问题的中间部分，连接DP插头的总线顺序不得出错。系统总线的接地设备必须要完好无缺，总线不得与任何电源线缠结在一起。同时，相关维修人员需对西门S7模块的程序进行详细检查，通过S7确定可能的故障位置，然后转到现场检查每个站点的PROFIBUS接口。由此可以发现，当PROFIBUS总线的一部分出现老化损坏现象时，相关人员需要及时维护、更换电缆，排除故障，在最短的时间内恢复系统的正常工作。此外，高压变频器在正常运行期间检测到停机现象，且在故障报告中检测到严重故障，高压逆变器柜的低压电源导致高压逆变器和PLC控制台控制电源断电。工作人员可以将高压变频器中的小电源更换为较大的電源，减少中间不必要的环节，增加电源工作的安全性。

4 结语

通过对高压变频器在运行中常见故障以及相关应对措施进行探究，使相关企业对于高压变频器在运行过程中较为常见的故障和解决对策有了更加清晰地了解。而在实际操作过程中，相关人员仍然需要根据系统运行过程中的实际情况进行更加精准地判断，由此采取相应对策，提高高压变频器的可靠性、安全性和稳定性。

参考文献：

[1]李新炜.高压变频器在运行中常见的故障及相应对策的研究[J].南方农机，2018（20）：65.

[2]张伟，陈欣，张东，等.高压变频器常见故障分析处理[C]//第十一届中国钢铁年会论文集——S18.冶金自动化与智能管控，2017.