油田井口配电柜检修.

2016.6.24变频器控制柜需要定期的检测与维护。变频器是以半导体元件为中心而构成的机器。机器内部由于温度，潮湿，灰尘，污垢和振动等等使用环境的影响，会造成使用元件的老化，寿命缩短等故障，必须进行日常检查。变频控制柜是由按钮、接触器、保护元件、通断元件（断路器等）与变频器构成的控制系统。由于野外使用现场的气候条件差异，控制柜本身的使用故障率随着时间增长而变大。1、控制柜的检测与维护点如下：（1）柜体的完整性检查变频柜的柜体完整，主要检查柜门与顶盖的完好度。柜门缺失或者关闭不严，则会使柜门的密闭性能下降，在雨雪天气下，可能会造成漏水，渗水等问题，使得柜内湿度增大，轻则降低变频器的使用寿命，重则使得柜体内部短路，断路器跳闸或变频器报警停机。一些品牌的变频柜会将制动与耗能电阻放置在柜体的顶部位置，此类品牌的变频柜若是顶盖完整性不好，则会有安全隐患。由于制动电阻在变频器制动过程中电压会达到DC600V以上，在柜体顶盖不牢固或者防雨性不好时，会产生短路（顶盖与制动电阻相接或经过雨水相接）严重影响安全使用性。变频控制柜的柜体完整性不容忽视。（2）变频控制柜基座的牢固程度在日常检查中若是发现柜体倾斜，底部下沉，则柜体的基座地面的牢固度不好。现在油田使用的井口控制柜多为钢架结构，底部基座为角钢框架，在地面不牢固或者牢固度不均匀的地方，很容易发生柜体倾斜现象，需要引起我们的注意。柜体倾斜严重时会压迫动力线缆，增加安全隐患，在大雨天，基座部位的土壤松动，严重时会造成柜体倾倒，形成事故。（3）控制柜内部的灰尘覆盖度变频控制柜在长时间运行中，会积累灰尘，若长时间不清理，一些电器元件的使用寿命会受到影响，需要吸合断开的机械结构元件（断路器，交流接触器）会产生吸合不到位或者断开费力等现象。并且变频器内部运行一些敏感类元件，在运行中若是金属类粉尘堆积过多，会使得变频器报警，影响生产。（4）主动力元件的完好度柜内元件主要分为：大端子，断路器，变频器，交流接触器，制动单元，制动电阻。我们要从外观上判断：有无烧毁、烧焦、烧糊痕迹，外壳有无炸裂痕迹，是否有焦糊的烟尘痕迹。从机械性能上判断：断路器的闭合性，脱扣性能。交流接触器的吸合性能检测，吸合的行程是否到位，内部触点的牢固性是否可靠。（5）主动力线的完好度动力线经过长时间通电流，外部绝缘层会受到时间与现场环境的影响逐渐老化。观察绝缘胶皮层是否有焦糊痕迹，检查连接螺丝的紧固程度，在一些连接部位的连接线径也是重点，若是接触部位过小，则会在通电运行中此处发热现象严重，形成隐患。（6）控制元件的完好度控制元件：继电器类，PID仪表，按钮类，小型开关，电机保护器。检查方式与动力元件一样。需要注意的是，在经过长时间的野外运行后，继电器、按钮等小型器件的内部会产生铜锈，影响闭合性能。2、日常或定期需要进行维护部位（1）除灰；（2）更换损坏、故障元件；（3）更换老化电线；（4）踏实地基；（5）紧固连接螺丝，包括动力回路、控制回路、柜内连接部位；（6）测量进相电压平衡与否，确保供电正常。（7）在变频器运行中，电机是否正常（包括震动，声音等）；（8）柜内是否有异味，异物，异常现象。触类旁通，了解变频控制柜的启停结构，基本原理，这样我们在遇到柜体无法启动时，进行基本的判断。一个简单易懂的原理图如下：1、工频启动：不启动状态，此时3和5是断开状态，1和2不构成回路。SK选择到工频段，则5和7导通，5和15不导通，按下SB2启动按钮，则瞬间1、3、5、7、9、11导通，而13和2是导通的，此时在KM1两端存在380V电压（即为1和2的电压瞬间作用在KM1两端）KM1吸合，此时KM1上的常开触点闭合、常闭触点断开，在3与5号线间的KM1常开触点闭合，起到自保持的作用，即使松开启动按钮（启动按钮松开后变为常开状态），1-11也是导通的，这样KM1就会一直吸合。想要停止KM1吸合状态，我们只需要在1-11之间断开一个点即可，SB1是停止按钮，我们按一下将其由常闭状态变为断开，则KM1两端掉电断开，此时瞬间3与5之间的KM1常开触点恢复断开状态，则即便松开SB1停止按钮，KM也不会吸合了。2、工频保护功能：工频启动保护功能：FR是一种电机保护器，它具备检测工频运行状态参数的作用，此图中如果工频故障（过载、断相、短路等），则FR的常闭触点2和13断开，使得KM1两端掉电，KM1断开（此时瞬间3与5不保持吸合了则KM1不会再吸合）。3、变频启动：将SK选择到变频段，则5和15导通，5和7断开。按下启动按钮，则1、3、5、15、17导通，作用在KA两端的电压为380V，KA吸合，此时3与5之间的KA常开触点吸合，自保持，保证1-17始终为连接状态。KA吸合后，19与21常开触点变为闭合状态，则变频器的FWD与COM连接，变频器识别运行信号FWD开始运行。在变频器运行中，1-23为连接状态（变频器参数设置），上面讲到KA吸合了（并且自保持住，不会断开）则23与25吸合，此时1-27为连接状态，作用在KM2上两端的电压为380V，KM2吸合，变频器开始拖动电机运行。按下停止按钮，则1-3断开，使得1-17断开，KA两端不构成回路，掉电断开，则在3、5之间的KA常开触点断开，KA丧失自保持，松开停止按钮也不会吸合了，KA的断开使得23与25常开触点也断开，从而1-27也断开，使得KM2不构成回路，也断开。这样变频器的启动信号KA断开，接触器KM2断开，变频器回路就停止运行了。我们简单将现场故障分为以下几部分1、断路器空开跳闸故障2、启动控制柜无反应3、风扇故障4、启动控制柜后电机运行异常5、偷停类故障6、间歇性启动故障7、制动单元类故障8、由于元件老化、灰尘过大、生锈等产生停机的讨论分析1、断路器空开跳闸故障首先测量断路器进口端是否三相电平衡，有无缺相、电压过高、电压过低等电压异常现象。断开断路器，检查主动力回路是否有动力线松动，端子损坏等原因。检查后使用万用表欧姆档测量断路器出口是否有短路，测量变频器进口、出口是否有异常。我们测量变频器的进口整流桥与出口逆变器，可以简单的用万用表二极管档测量。测量方法如下表：测量变频器进口出口无问题，断路器出口无问题，则可进行断路器送电。送电后状况正常，则启动控制柜；若继续跳空开，检查继电器类元件（小型继电器，交流接触器），继电器类元件检测无问题，可进行所有连接、紧固螺丝重新打紧，线鼻子是否断裂，看看是否有虚接处。上述处理后依旧存在问题，则进行送修。2、启动控制柜无反应当启动控制柜无反应时，我们先判断是不是变频器的问题，按下启动按钮，看看变频器运行指示灯是否亮起（不同类别的变频器，不管什么型号，都会有个运行run指示灯）若是变频器送电正常，而按下启动按钮后run灯不亮，则为运行信号未抵达变频器，为二次回路故障。若run指示灯亮，而电机运转不正常，则为变频器故障（变频器出口若通过交流接触器与电机相连接，我们要确保变频器运行时接触器吸合，不吸合则为二次回路故障）。二次回路的故障处理：仔细观察线路走势，能大概分析出二次回路控制原理，具体元件的控制对象。问题分类，可分为柜门按钮类故障，继电器类故障，二次操作线类故障。2.1柜门按钮类故障分析控制柜在长时间运行之后，控制按钮内部链接部位产生铜锈，外壳松动，造成按钮失灵、脱扣。通过万用表测量通断即可判断按钮的灵敏度，对损坏失灵的按钮进行更换。按钮的二次操作线的连接部位，螺丝紧固程度也需要检查一下，很多时候都是二次线路的松动造成启动失灵。2.2、继电器类故障分析我们首先用万用表的欧姆档测量继电器线圈的好坏，是否烧断。在判断完继电器、交流接触器的线圈好坏后，进行线路的具体分析。（1）线圈线路是否松动：继电器上的二次回路操作线是否松动，跨接线是否缺失，交流接触器的辅助触点上二次线是否有掉落松动现象。（2）检查继电器的机械性能：我们使用小型螺丝刀按下继电器类元件，看看继电器类元件的吸合行程是否正确，有无卡住不能吸合、或者吸合后不能自动恢复的现象，若有，则继电器线圈及机械结构故障，进行更换。（3）继电器线圈的电压是否正常：我们在确保安全的条件下可进行万用表测量线圈电压，看看是否有欠压或超压现象。2.3、二次线操作线类故障二次操作线供电是否正确，我们检查小型断路器的好坏，若二次操作线供电正常，我们可以将控制柜内各个部位的操作线进行打紧，确保排除松动、虚接的故障。3、风扇故障变频控制柜内部都会安装风扇，起到散热排气的作用，而且柜内上方的风扇一般为交流220V供电，在风扇损坏的情况下，会产生二次回路的小型断路器跳闸，柜体通风不畅等故障。我们在条件允许的情况下可以定期进行风扇的检查，看看转动是否费力，通风量如何。3、风扇故障变频控制柜内部都会安装风扇，起到散热排气的作用，而且柜内上方的风扇一般为交流220V供电，在风扇损坏的情况下，会产生二次回路的小型断路器跳闸，柜体通风不畅等故障。我们在条件允许的情况下可以定期进行风扇的检查，看看转动是否费力，通风量如何。4、启动控制柜后电机运行异常在控制柜的二次回路问题排除后，我们启动控制柜，电机运行异常报警停机。首先查看故障代码，确定故障类型，是过流、过压、电磁场异常等等。我们首先检查电机端子到电机这个部分的电缆绝缘性，使用摇表测量后，我们打开电机端子盖，检查电机端子连接部位是否正常，有无短路处，若没有则测量电机三相绕组，测量结果正常，电机端子到电机部位、以及电机无问题。在排除电机问题后，检查电机上的控制端子接线是否松动，变频器运行之后变频器风扇转动是否正常，因为变频器的风扇是变频器内部供电，若是异常则可能造成变频器内部供电异常停机。进行电机参数的查看，现场螺杆泵类进口使用的一般都是永磁直驱电机(也有异步电机类拖动机构）我们要查看电机参数是否匹配。在不具备查看电机参数的条件下，则进行送修。5、偷停类故障我们经常会遇到电机偷停的情况，在几次偷停之后，当引起我们的重视。查看故障时的运行参数，判断是正常保护停机还是异常停机，主要查看故障时的电压，频率，电流。在查看完毕之后，在电机带载运行状态下，我们使用钳形电流表进行电流的测量，看看三相输出是否正常、平衡。（1）偷停报警过流：原因：负载过重、动力电缆虚接、电源电压异常、变频器功率过小。处理方法：检查负载，紧固螺丝等连接部位，检查电源电压，重新匹配变频器，变频器复位。若上述处理后依旧偷停报警，则送修。（2）报警电机过热、电机异常：原因：电机运行中散热量巨大，电机接线部位有松动，长时间运行产生大量热，永磁电机磁场紊乱。处理方法：紧固电机接线端子的螺丝（包括电机端的接线柱），查看匹配电机参数。处理后依旧偷停，进行送修。（3）偷停报警电压类故障：原因：负载不平衡存在大量的反馈电压，电网电压异常，负载过重，变频器参数问题。处理方法：检查制动部位的完整性（检查制动单元，后面有介绍），排除负载问题。变频器复位。上述处理后依旧出现偷停现象，则电话咨询或送修。（4）报警排线连接类故障：原因：变频器老化，插线松动，控制板上的小型器件损坏，操作面板失灵。处理方法：从新插接连线部位，如网线接口、排线等，更换操作面板。上述处理后依旧偷停报警，则进行送修。6、间歇性启动故障间歇性故障，即启动控制柜，有时可启动，有时不能启动。造成这种现象的主要原因有三个：（1）线路松动虚接；（2）按钮与继电器类元件老化；（3）环境因素：主要是温度，很多变频器设计中未考虑北方的低温因素，在冬天的运行中会出现低温报警或者温度采样异常报警。7、制动单元类故障由于负载的不平衡性，在电机运行中会有发电情况发生，在严重不平衡的场合，我们需要在变频控制柜内加装制动单元及制动电阻，来把电机发电消耗掉。制动单元主要有四个端子，两个接变频器的直流端，两个接制动电阻。这里我们注意，在连接制动单元与变频器直流端时，一定不