油田井口配电柜检修.

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资源描述

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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