摘要：高压变频器作为一种高度精密的电力变换设备，在发电、工业用电等领域均起到了重要的作用。特别是在拖动风机、水泵等负载的高压电机节能方面，变频调速已成为现阶段最有效的节能设备，对于提高发电厂、工业用户的经济效益、降低损耗发挥着十分重要的作用。由于高压变频器的使用日益频繁，各种故障也经常发生，影响到高压变频器的正常运行。这篇文章以国电四维生产的高压变频器为例，主要依据自身长时间的经历并且对相关的产品的规格和实践的众多细节进行总结。本文大体对高压变频器于平时的使用中出现的一些问题进行分类，特别针对超大功率高压变频器的一些特殊问题采取一定的策略加以解决。在解决问题的过程中需要做到直面问题，做到对问题及时准确的诊断，从而找到解决问题问题的方法，让该设备能够在正确的维护道路上增加其使用年限，并且达到生产潜力的开发。
关键词：高压变频器；超大功率；问题；维护
1高压变频器维护层面平时应当注意的要点
该设备的维护不仅仅是问题发生之后的问题诊断，同样也需要问题发生事前的维护，特别是在重要负载或者超大功率的变频器上更要注重日常维护。在日常的使用和操作过程中，维护中所需要做到的内容包含以下几个范畴：
以半个月为时间周期，应当在高压变频器使用的过程中，对于其防尘滤网做一定程度的清理，并且能够对冷却风路进行清理操作，让风路能够畅通无阻。在一些工作环境较为恶劣的情况下，例如风沙环境，应当在防尘滤网的清理层面进行周期缩短的操作。变频器无风道、变频器室为密闭只用空调内循环散热的情况下，或者变频器散热使用空水冷系统的，这两种情况下由于变频器室内的空气内循环较为洁净，所以可以适度延长变频器柜门上的防尘滤网的清理和更换周期。
以三个月左右为时间周期，应当对高压变频器采取一次性检验的操作，观察其紧固件是否会一定程度的松动，其他零部件是否出现变色的情况，倘若发生了零件的松动，应当针对该问题进行一定紧固的操作，倘若部分零件出现了变色情况，应该进行更换或者及时通知变频器厂家咨询解决办法。
以半年为维护周期，对高压变频器的工控机零件进行一次性的清灰维护，并且对于其板卡的稳定性进行检测，对CPU风扇的的转动情况进行检测。对问题部分进行清灰作业。
值班人员应当在值班的时候关于其变频器进行惯例的巡视和零部件的排查工作，对该设备的变压器的绕组所处的环境情况进行分析，比如其工作所处的问题是否能够适宜，在平时关于该设备运行和维护层面，一般应当让移相变压器温控仪显示温度处在100摄氏度之内。
倘若该设备从停机的情况转变为再次开启的情况。这个过程中应当提前对环境温度和湿度进行检查，倘若环境湿度较大或者温度较高，应当开启控制电源并打开风机，让高压变频器能够进行通风，从而起到变频器内散湿散热的目的，有温湿度控制功能的直接开启该功能，等准备工作做好的时候，可以考虑将高压变频器进行启动操作。
2在日常生活中高压变频器普遍存在问题
高压变频器系统依据其可能发生的问题分类及其问题影响的范围可以分列为两种，一种是轻问题（报警），一种是重问题（故障）。
2.1轻问题
这种情况的发生大体表现在柜门连锁、功率单元柜或者变压器柜风机转动不流畅、以及设备出现一定的温度过高的情形，或电机本身温度稍高，工控设备出现问题等等表现。
2.2重问题
这种情况的大体表现为其变频设备产生以功率单元为主的一些问题，或变压器主体表现出来的的温度升高的情况、工控设备无法就绪操作、设定的禁止开门的开门柜出现开启的情况、闭环系统运行时间界定和运转实际情况不符合、反馈电路掉线等情况。当以上情况发生的时候，应当依照重问题进行处理。
3高压变频器常见问题的处理
变频器高科技含量的智能化特征及其较为完备的问题诊断，能够对于不同的问题情况采取准确的定位操作，并且可以通过产品触摸屏或者工控机界面为切入点，从而能够获得问题发生的一些信息，并通过这些显示的情况，进行问题类型的定位和问题位置的判定，从而采取合理的措施对问题点进行排查和解决。
3.1直流母线过电压问题
高压变频器标准产品对其输入过电压一般有两级可以设定的标准，一般第一级标准要求正向波动值应当在+10个百分点的范围之内，二级设定在+20%以内最高不超过1250V。出现过压问题可以对输入高压电源的正向波动能否超过允许的范围进行检查：倘若对减速时的过电压进行检查，应当适当地增加变频器的减速的时间周期。除了以上之外，在布线层面同样应当加倍关注，那就是电气接点的螺栓是否过于松动或者是出现了因为连电而出现了火花，功率单元驱动板是否出现了一定程度的破坏，这些情况都有较大的可能性会造成母线过电压的问题。
3.2直流母线欠电压问题
高压变频器标准产品对其输入环节一般有两级可以设定的标准，一级欠压一般设定为-10%，二级欠压设定范围一般在-20%至-35%。可以对输入高压电源的负向波动能否超过允许的范围进行检验：例如功率单元整流桥周边有没有形成连电、螺栓有没有栓得过紧甚至是出现断裂的情况。与此同时功率单元的三相进线的稳固情况进行检查，其是否出现了松动的迹象，其配备的熔断设备是否处于健康状态，除了以上之外，在布线层面同样应当加倍关注，那就是电气接点的螺栓是否过于松动或者是出现了因为连电而出现了火花，单元控制板是否出现了一定程度的破坏，这些情况都有较大的可能性会造成母线欠电压的问题。
3.3变频器过流问题
在这种情况发生的时候，首先应当对变频器报故障的单元驱动通讯板进行替换（包括单元过热、直流母线过欠电压、单元过热以及光纤问题等于功率单元相关的故障，如得不到解决可以尝试替换单元驱动通讯板），同时对功率单元的输入冷压端子、熔断器间是否出现短路进行排查，对电机的绝缘性进行检查、过载运行的情况是否能够在装置中处于优良的状态进行观察，机械问题是否会在过载环节发生，当过电流产生的时候，也可以通过采取提升变频器的加速时间设定值的方法，让过电流的情况呈现递减的趋势。
3.4单元过热
对高压变频器的环境温度同所处的环境温度的指标进行比对检测，应当关于该设备风机的情况进行检测，判断其风机的转动是否良好，力求让进出风口均能做到畅通无阻，对过载运行的时间进行统计，除了以上工作之外，还可以对功率单元控制板、NTC传感器或温开的工作状态进行检验，尤其是高压变频器进行长时间的运转之后，应当就其柜门和防尘罩的尘土进行及时的清理，倘若设备所处的真实环境温度超过了允许环境温度的范围，应当在设备周边增设空调或者是通风设备。超大功率高压变频器出现单元过热时，应该引起注意，由于相应的功率单元采用多组模块化设计（按照功率从小到大一般分为2-6个分体单元构成一组功率单元），因此在功率单元检查时，应按照故障信息状态定位到某一组单元中的具体位置（例如U1单元的逆变2模块），将同组单元内部连接铜排和二次接线端子拆开后可很容易的将问题模块独立拆出进行检查，而无需将整组单元一起拆卸。
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3.5光纤问题
在这种情况发生的时候，应当对设备的功率单元的开关电源或功率单元驱动板的供电进行检测，并且对功率单元与主控制器的光纤是否出现连接问题，比如光纤折断也是有可能发生的情况，高压变频设备在断电或者系统欠压的时候也可能会在触摸屏或者工控界面显示单元光纤通讯等问题，面对这个情况可以进行复位的操作。
3.6控制器不就绪
控制设备当无法进行自动化的检验的时候会对该问题施行报错，这个过程中能够对变频设备的参数进行一定程度的调整，然后在进行系统的复位操作，从而尝试能否让控制器重新就绪；倘若以上的办法无法让问题得到解决，应当对主控制器的电路板的连接进行检查，可以考虑重新将主控制板、电源板、通讯板等板卡从背板中抽出再重新插入，或者对PLC周围布线的情况进行检测。
在通常的情形之下，控制箱中主控板的RUN灯会进行有规律的闪烁，倘若该指示灯出现较长时间的过明或过暗、闪烁不规律的情况，这很有可能是主控制板出现了问题。
在变频器输入高压的刚开始的几秒钟，因为主控板在这个时候往往处于自动复位的情况，触摸屏或者工控机的界面往往会显示不就绪，其是通常发生的一种情况，面对这个情况，只需要进行等待。
3.7单元旁路运行报警
当部分功率单元显示单元故障，并且设置了允许单元旁路功能启用的时候，变频器能够使得故障单元的输出两点间形成短路（机械旁路或者电子旁路），从而会导致不停机的情况下，变频设备会低于额定功率进行运转，这种情形发生的时候，系统能够自行进行旁路的报警，当系统旁路开始运转的时候，用户将无法使得变频设备处在满额的状态进行运转。
3.8柜门连锁报警
变压器柜、功率单元柜、以及旁路柜的柜门打开的时候，系统会进行及时的报警或跳闸操作，在这个过程中应当采取对各个环节的柜门的闭合情况进行检测，以及对柜门操作周边的布线情况是否完好进行检查。
3.9变压器轻度过热
如果是超大功率功率的变频器出现此类报警，（由于超大功率的变频器的移相变压器由于体积、重量散热等原因，一般采用分体布置，例如10kV 20000kVA的移相变采用2个10000kVA变压器分别连接4级功率单元），因此在出现过热情况下应先确认是哪个变压器柜出现问题，再对相应移相变压器的布线绝缘性进行排查，确认是否是因为线路绝缘性出现问题导致的电路的短路，并确认变频器是否处于过载运转的状态，环境温度是否高于变频器允可的上限，变压器自带的冷却风机以及柜体风机是否处在正常的运转状态，风路能否做到畅通无阻，温控仪能否处在良好的运转状态，以及其热报警的参数界定是否处在一个合适的报警范围，其参数是否出现了认为非法的复位或者是更改操作，测温探头的情况是否良好等等。
3.10变压器严重过热
当移相变压器出现设备温度过高情况的时候，一般会进行整机跳闸的操作，当这个情况发生的时候，也应当按轻度过热的情况先确定过热位置，再进行同样的检查。需要注意的是，在严重过热故障出现后，应在及时检查移相变压器的外观，特别是二次线包是否有发黄变色的情况，如有问题及时联系变频器厂家进行移相变压器的修复。切忌出现严重过热后，短时间内再次上电启动变频器，否则有可能造成变压器烧毁等严重后果。
3.11 主控制电源掉电
当出现主控制电源掉电情况的时候，也反应现场提供的380V控制电源出现问题或者相应的接触器等设备或者回路出现问题，这时系统会处于备用电源供电的情况下（备用电源采用移相变压器的380V抽头），变频器仍然处在正常运转的情况下。因为移相变压器的380V输出谐波较大，长时间运行可能导致风机或者其他设备出现损坏，因此应当以最快的速度对主控制电源掉电的缘由进行排查，从而能够尽快地恢复现场的380V控制电源供电。
3.12有报警显示无当前故障
当系统出现了故障又自动解除的情况下，即便是工作人员切换到当前故障也无法发现故障条目，但是系统还会以之前故障条目启动报警显示，这时候工作人员应该进入触摸屏或者工控界面的历史故障页面内查看出现过的问题，并进行报警复位的操作。
3.13出现了声音警告，但工控界面没有显示
当变频器的工控设备进行上电操作的时候，主控制器和PLC通常处于正常的工作状态下，这个时候倘若工控设备无法及时的转换为工作的状态或者出现通讯出错等问题，这时变频器出现了的报警情况，将没有任何的显示。应当首先对工控设备的通讯线进行排查，其次对工控设备的机柜关联的电源进行检查，再者是观察工控界面是否处在正常的显示界面是否出现了死机的情况。
3.14变频器无法正常启动运转
该设备的正常运转的前提是其系统自检通过，切换至远程控制状态并且柜门急停按钮也处于打开的情形下，此时也应当保证系统本身没有重问题的风险。当进线断路器闭合高压接入的时候，系统才能够进行就绪，倘若变频器触摸屏或者工控界面在没有出现任何问题的时候，仍然无法进行启动操作，那么可以对以上的各种前提进行排查。
当高压变频器进行上电操作四秒的范围之内，因为处在对问题屏蔽的状态，控制设备无法对启动指令进行接收，在高压变频设备接电操作四秒之后，变频器显示为就绪状态，控制器才能够进行启动。
除了以上的问题之外，系统的远程控制倘若无法操作，应当就变频器本地进行检测其是否选择了远程控制，当触摸屏或者工控界面出现死机的情况或者是无法操控系统的时候，可以将这个选择切换为就地控制。
3.15无法对系统运转的频率进行调试操作
关于频率层面的调整是变频设备自身进行运转的核心内容，其主要的变频操作的呈现在于触摸屏或者工控界面上的频率，倘若系统外部的模拟电位设备没有办法将变频设备的运转频率进行调整，这有可能变频器频率给定设置的问题，最为普遍的一个情况将频率给定为本地触摸屏界面给定或者通讯给定的方式，或者变频器的模拟量输入模块以及相关线路出现故障。
除了以上之外，倘若变频设备没有办法达到频率值的人为控制，这个过程也有较大可能是对应值的操控超过了变频设备本身的频率给定的上下限，也有一定的可能是建立的频率值为跳转频率的区间之内。
参考文献
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作者简介
关敬哲（1979-07），男，满族，籍贯：黑龙江省齐齐哈尔市，学历：本科，毕业院校：华北电力大学（北京），现就就职于：北京国电四维清洁能源技术有限公司，研究方向：高压变频器。
论文作者:关敬哲
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/23
标签：变频器论文; 情况论文; 单元论文; 高压论文; 设备论文; 功率论文; 操作论文; 《电力设备》2017年第19期论文;