目前各种变频器的硬件调试手册各不相同,若要熟练掌握各种变频器的调试说明,则必须十分熟悉至少两种以上不同型号的变频器,这对工作人员的动手及领悟能力要求较高。考虑到我厂变频器均为基频以下调速,现在我结合实际工作及自身经验,以 ABB 系列变频器为例,介绍结合实例的异常处理。
变频器异常情况的处理
1、变频器长期存放后的投用如果变频器的存放时间超过 2 年,需要对电容重新处理后方能使用。处理的方法是在变频器空载的情况下施加 85% 的额定输入电压,加压时间至少 30min,电容完成一次完整的充放电。
实 例:1# 催 化 P208/1 电 机 160kW,2016 年 6 月装置开工阶段变频器损坏,库存有相同型号 ACS800-0490-0210-3+P901 变频器 1 台,生产时间为 2008 年 9月。在咨询厂家技术人员后决定对变频器充电后带载测试,若正常则投用。充电前对变频器各部件进行了简单测试均正常,然后在输入侧分别对 AB、AC、BC 接入 AC220V 电源充放电各 3~4h,现场安装后直接*载下**P208/2 的变频设置参数,带电机空载试运正常。

2、变频器运行辨识不能通过ACS800 变频器的辨识由参数 9910 确定,在首次启动电机时会出现。当设置完参数需要带载试运时,先确保变频器的输出回路接通,发出运行命令后,变频器自动运行辨识功能,主要辨识电机励磁,一般约 5min 左右。若辨识通过,则变频器会开机运行,若不通过,则变频器将一直运行辨识程序无法进入运行状态。辨识不能通过时,按顺序进行如下操作:
1)检查 I/O 板与变频器本体的硬件版本是否匹配,该项由变频器显示的传动版本是否与 I/O 板标签一致进行确认。
2)根据辨识不能通过的故障代码查阅故障信息,按照使用手册的解决办法去处理。
3)若变频器很长时间(20min 以上)一直处在辨识状态且无任何代码显示,则停电 5~10min 以后再送电重新开始辨识。
4)多次上电重新辨识均不能通过时,采用变频面板控制的方式开机,运行辨识,若通过则恢复至远程控制。
5)设置 9904 参数为 SCALAR(此时 9910 默认不辨识),不执行辨识,然后用面板开机运行,若通过,则恢复 9904 的参数为 DTC 再次运行辨识。若不通过,则需要联系厂家技术人员检查判断。
实例:1# 常压装置 P117A 电机旧变频器内部检测单元故障,输入 380V 电源检测值只有 55V,无法正常开机。在更换了库存的 ACS800-0490-0260-3+P901 变频器后,多次上电重新辨识均不能通过,最后通过步骤3)开机试运成功后,重新辨识一次通过,切换至远程开机信号均正常。

3、变频器接地故障
接地故障是因变频器检测到负载不平衡、电机或电缆有接地或绝缘低的情况而发出的故障。但在实际使用中,在不清楚接地故障的判断逻辑的情况下,应依据现场情况综合判断,以免误判设备故障。
实例:1# 催化配电间改造后,1# 脱硫脱硝装置 1#风机电机变频器在 2016 年 6 月投入运行后发“EARTHFAULT”(接地故障)。该变频器为 ACS550 变频器,工频一个回路、变频一个回路,工变频控制回路电气互锁,至现场电机电缆接在工频回路柜后的一次端子上,变频输出电缆也并接在上面。电机变频运行过程中,一切正常,但在工频运行一段时间后变频器发“EARTHFAULT”报警,且无法消除。在仔细核查后发现,工频运行时变频输出侧有电(由工频输出反馈的电源),此时变频器的输入输出侧均有电,因此变频器发接地故障报警。在变频器输出侧加装一个接触器隔离反馈电源后风机工频运行时变频器无任何报警信息。
4、参数设置与负载特性不一致
对于恒转矩型负载,满足空载运行的参数不一定满足带载运行,需要多方考虑,反复测试方能选择出合理参数。
实例:1# 焦化焦炭塔 4 台绞车原富士变频器投用均超过 10 年,钻杆下降时控制灵敏度低,易过压跳闸。2016 年 5 月检修期间更换了 4 台 ACS550 变频器,空载试车时运行正常,在带载联校时不能正常工作,主要表现是提升钻杆时电机抖动一下变频器就过流停机了,复位后再次提升可正常运行;下降时同样需要两次方能正常运行。在将变频器最大输出电流设置到 130% 时仍未解决问题,最后将最大转矩由 110% 设置为 140% 后投用正常。后经过测试,在最大输出转矩为 140% 时,最大电流为 120% 也可正常工作。
5、变频器特殊情况下的过载跳闸本节变频器过载跳闸是指变频器带载可正常投用后,因工艺原因负荷急增或急减时出现的过载跳闸。人工操作时,变频带载提速或减速,每间隔一定时间按一定百分比操作,由 0Hz 升至 50Hz 或由 50Hz 降为0Hz,变频器会正常响应。但在特殊情况由 DCS 自动控制时,可能在 1s 内由 0Hz 直接升至 50Hz 或由 50Hz 将为 0Hz,此时变频器易出现过载跳闸。这时优化变频器的控制参数就可以避免该类问题。方法有二:一是延长加速或减速时间,但是受速度控制器增益影响;二是通过手动整定速度控制器的增益、积分和微分时间。
实例:2016 年 6 月 1# 催化 P208/1 变频器更换后,直接*载下** P208/2 的变频设置参数,空载、带载试运正常后交付装置投用。运行几天后,因工艺原因 DCS 给定的转速信号由 18mA 直接变为 0mA,此时 P208/1 变频器发出过载信号跳闸。变频带电机空载测试时,负荷由 80% 降为 0 不发过载信号,但由 96% 降为 0 时发出过载信号,此时加速时间和减速时间均设置的为 40s,而增益 K P=0.1,积分时间 T i =1。通过计算,可知速度控制器的输出信号变化时间为 40s×0.1=4s,即 4s 内变频转速输出由 18mA 直接变为 0mA,时间仍然过短;积分时间 T i 过小,代表控制器输出偏差值校正越快,会造成控制的不稳定。经过仔细分析,将加减速时间减为20s,增益 K P=1,积分时间 T i =10,三次满负荷测试无过载跳闸现象,至今投用正常。

几种非正常情况下的工况的应用
1、加氢裂化 P6103C
联合三车间新增的加氢裂化注水泵 P6103C 于 2014年投用,在初次工艺联运调试中,考虑到出口阀水压低于管网压力,需要关闭出口阀门,待压力高于管网压力后打开出口阀并网运行。车间按照正常生产时的速度给定了 15.9Hz,关闭出口阀,变频器运行时随着压力不断升高,负荷变大,电流也不断增加。P6103C 主电机160kW,额定电流 287.8A,在此种工况下电流达到了274A,配电柜内可以听到变频器的运行噪音明显高于正常工况,有一种尖锐的刺耳声,不利于变频器运行。因为变频器采用 U / f 控制,频率 f 为 15.9Hz,输出电压 U 约 120ACV,根据公式可知,电流 I 会较大。变频器的此种操作不合理,正确的是在出口阀全关的情况下, f 为 50Hz 运行,等水压升高、管道并网运行后再减速到正常运行运行频率。
2、加氢处理鼓风机转速给定为 0 但不停机联合二加氢处理鼓风机 37kW,额定电流 72A。2016 年 10 月时因进入炉内空气的氧含量变高,可以停运鼓风机。考虑到余热回收系统不能停,因此将转速给定为 0mA,但操作柱不停机(鼓风机停机会造成工艺联锁动作,停用余热回收系统,但解除工艺联锁需申请,改流程麻烦),专业电气人员检查发现变频器给定为 0,但仍有运行电流,为 11A。此种工况下,变频器自身功耗增加,出工不出力,非运行状态下加速电子元件的老化,建议改正。经与装置协商,鼓风机变频器已改为按最小生产需求运行。
3、计量站计量标定用变频器
计量站一楼计量标定控制室内安装有一台 AB 公司1366 PLUS Ⅱ变频器,该变频器采用一拖四的运行方式,变频器输出电缆接至控制柜内三相母排,再通过 4个接触器分别连接至 55kW、45kW、37kW、15kW 共 4个功率等级的现场标定电机,额定转速和额定电流分别为 55kW 电机 1480r/min 和 106A、45kW 电机 1480r/min和 84.2A、37kW 电 机 1480r/min 和 69.8A、15kW 电 机2930r/min 和 29.4A。查阅变频器手册可知,1366 PLUS Ⅱ本身为单传动变频器,在此种条件下其电机参数是按照 55kW 的电机参数进行设置的。变频器一拖多应用原则上要求电机功率(因在功率相同时电流相差不大,可认为相同)和转速一致,否则对功率小的电机来说保护数值过大,可靠性低;另外转速不一致也容易造成控制误差,标定结果不准确。不建议采用此种方式运行。

本文结合自身经验,主要为变频器说明书外异常情况的处理方法提供借鉴。变频器设置的关键点是对各参数作用深刻理解、对现场设备及控制方式比较熟悉。参数设置的正确与否需要通过空载和带载测试进行检验,在满足正常的工况运行条件下,充分考虑到极端情况(例如由满负荷突变为零)的测试,通过测试后方能交付装置使用。

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