近年來隨著石油工業的快速發展, 鉆井設備也在不斷更新, 西門子6se70 系列變頻器在我公司配備的石油鉆機中被廣泛應用。因其采用全數字交流變頻調速, 更能適應鉆井工藝要求, 提高了設備的安全性和可靠性。本文將簡述西門子6se70系列變頻器的基本結構和一些維修保養方法。
1 變頻器的基本結構和原理
西門子6se70 系列變頻器組成結構主要由主電路、控制電路、保護電路及顯示接口裝置等組成。
1.1 進線柜主要包含電抗器、主開關、熔斷器等部件。
1.2 整流柜是將交流電變成直流電的電力電子裝置, 里面有功率元件可控硅;風機;整流控制板CUR板, CUR板提供參數設置、保護、外部接口等功能;可控硅觸發板PCC板, PCC板可提供可控硅觸發, 電壓、電流、可控硅溫度檢測等功能;PMU參數設置單元提供參數顯示、數據設置等功能。
1.3 逆變柜內有功率元件IGBT及IGBT觸發板IGD板。IGBT外側是電容組, 電容組上面是風機。變頻器的控制回路也在逆變柜內, IVI接口板, 提供觸發光纖接口電路;中央控制單元CUVC板, 是逆變器核心控制板, 有參數設置、矢量控制、保護、接口等功能;CBP通訊板;PSU電源板;ABO電阻采樣板等。
2 se70系列變頻器維修方法總結
2.1 在日常檢查和維修過程中, 多注意檢查元器件形態上的異常, 重點注意以下內容:
(1) 變頻器整流元件有無異常, 如爆裂、脫焊等現象 (。2) 預充電電阻是否有燒毀跡象 (表面灰白色或掉渣等) 。 (3) 熔斷器是否有熔斷。 (4) 電容組是否有爆裂或鼓包現象。 (5) 各線路上是否有元器件爆裂、燒毀或者脫焊等現象 (。6) 主回路連接的螺桿所做的標志, 看是否有螺桿松動 (。7) 系統內是否存在異物。
2.2 故障發生后要仔細詢問故障發生過程中經歷的工作人員, 了解故障發生的過程中的實際現象和具體生產工況等。
2.3 學會可以用萬用表等工具對變頻器硬件做常規的檢查。
3 6se70系列變頻器的主要故障
西門子6se70系列變頻器的主要故障分為兩大類:
3.1 硬件完好的條件下出現的外部故障
在此情況下, 由于參數設置、電源電壓和頻率、溫度、負載、通訊連接等因素造成的故障。西門子變頻器有完善的故障及報警提示, 可以很好的分辨出這些故障并在PMU面板顯示故障代碼。
(1) 參數設置和外圍部件故障造成的變頻器故障。實際應用中, 由于參數設置已經在投運前調試完畢, 正常情況下參數在沒有誤操作的情況下都會是正確的, 但是由于鉆井設備經常搬遷, 控制線路斷路中插頭損壞、控制元件損壞經常發生, 所以要經常仔細檢查, 尤其是在長途搬遷安裝完畢之后, 一定要將上述重要位置進行全面檢查。 (2) 過載故障。 (3) 欠壓、過壓、欠頻、過頻故障 (。4) 過流故障。
3.2 變頻器硬件故障
如果是變頻器硬件故障, 可分為控制系統故障和變頻器硬件功率元件故障。
控制系統故障有控制板自身的損壞, 故障率較高的有逆變柜內的中央控制板CUVC板, 整流的主控制板CUR板等。此類故障可以通過觀察表面形態是否異常的方法進行初步判斷, 并可以通過替換法進行維修。
功率元件損壞如逆變柜內的IGBT損壞等?？梢酝ㄟ^萬用表對IGBT進行初步檢查, 也可用替換法進行維修, 所以在工作過程中, 一定要注意對重要的元器件進行備料。
4 6se70變頻器常見故障和維修實例
4.1 整流柜PMU上顯示F015
4.1.1 故障現象
4.1.2 故障分析及處理
由于天氣潮濕, 先對轉盤電機進行了加熱, 故障沒有排除。整流柜PMU上顯示F015, 扭矩限制可能過小, 調高扭矩限制手輪, 故障仍然存在。修改變頻器參數以取消扭矩限制, 變頻器可正常運行。最后拆下扭矩限制手輪, 測量其電阻, 發現手輪的中間部分電阻已經損壞, 但兩頭仍然可用, 所以在低限制和高限制情況下都可正常運轉。更換手輪后, 變頻器正常使用。
4.2 變頻器啟動時逆變柜PMU上顯示EEEE, 無法啟動
4.2.1 故障現象
變頻器上電后正常, 啟動時逆變柜PMU上顯示EEEE, 然后出現亂碼, 待停止啟動操作后, 逆變柜PMU上顯示F082。PLC系統報警。
4.2.2 故障分析及處理
由于最后逆變柜PMU上顯示F082, PLC系統報警, 首先考慮外部PLC系統問題, 檢查紫色通訊線, 發現正常。
4.3 變頻器逆變柜PMU上經常顯示F082
4.3.1 故障現象
變頻器經常停機, 逆變柜PMU上顯示F082通訊故障。
4.3.2 故障分析及處理
首先檢查紫色通訊線, 通訊線完好, 將其與動力電纜隔離, 故障仍然存在。
西門子6se70 系列變頻器受周圍環境溫度、濕度和粉塵等的影響很大, 容易導致故障, 尤其是濕度。由于夏季雨水較多, 所以在配電房內一定要安裝大功率除濕機, 尤其每次重新上電之前, 房內濕度最好控制在40度以下。平常工作中做好日常維護, 加強管理, 降低故障率, 從而使變頻器更好的為鉆井生產服務。
摘要：西門子6se70系列變頻器控制裝置采用全數字控制技術, 功率部分采用IGBT的電壓型交流變頻傳動裝置, 具有更高的精度、可靠性和效率。在變頻器的實際應用中, 也會出現各種故障現象, 本文針對西門子6se70系列變頻器, 簡述了其內部結構, 并提出了維修的基本方法, 舉出常見故障進行分析。
關鍵詞：變頻器,結構,故障
參考文獻
[1] ZJ50/4500DB鉆機電氣系統說明書;天津瑞靈自動化傳動有限公司, 2005.