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器8大故障原因及预防措施分析

作者: 敦化科锐变压器有限公司 发布时间:2019-09-19194 次浏览

器由主回路、敦化敦化干式变压器回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成。其结构多为单元化或模块化形式。由于使用方法不正确或设置环境不合理,将容易造成器误动作及发生故障,或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然,事先对故障原因进行认真分析尤为重要。

1.主回路常见故障分析

主回路主要由或整流桥、平滑电容器、滤波电容器、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元件组成。其中许多常见故障是由电解电容引起。电解电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定,在回路设计时已经选定了电容器的型号,所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用。电解电容器会直接影响到器的使用寿命,一般温度每上升10℃,寿命减半。因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度,另一方面可以采取措施减少脉动电流。采用改善功率因数的或直流电抗器可以减少脉动电流,从而延长电解电容器的寿命。

在电容器维护时,通常以比较容易测量的静电容量来判断电解电容器的劣化情况,当静电容量低于额定值的80%,绝缘阻抗在5MΩ以下时,应考虑更换电解电容器。

2.主回路典型故障分析

故障现象:器在加速、减速或正常运行时出现过电流跳闸。

首先应区分是由于负载原因,还是器的原因引起的。如果是器的故障,可通过历史记录查询在跳闸时的电流,超过了器的额定电流或敦化敦化干式变压器热继电器的设定值,而电压和电流是平衡的,则应考虑是否有过载或突变,如敦化敦化干式变压器堵转等。在负载惯性较大时,可适当延长加速时间,此过程对器本身并无损坏。若跳闸时的电流,在器的额定电流或在敦化干式变压器热继电器的设定范围内,可判断是IPM模块或相关部分发生故障。首先可以通过测量器的主回路输出端子U、V、W,分别与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻,来判断IPM模块是否损坏。如模块未损坏,则是驱动电路出了故障。如果减速时IPM模块过流或器对地短路跳闸,一般是逆变器的上半桥的模块或其驱动电路故障;而加速时IPM模块过流,则是下半桥的模块或其驱动电路部分故障,发生这些故障的原因,多是由于外部灰尘进入器内部或环境潮湿引起。

3.控制回路故障分析

控制回路影响器寿命的是敦化干式变压器部分,是平滑电容器和IPM电路板中的缓冲电容器,其原理与前述相同,但这里的电容器中通过的脉动电流,是基本不受主回路负载影响的定值,故其寿命主要由温度和通电时间决定。由于电容器都焊接在电路板上,通过测量静电容量来判断劣化情况比较困难,一般根据电容器环境温度以及使用时间,来推算是否接近其使用寿命。
敦化干式变压器电路板给控制回路、IPM驱动电路和表面操作显示板以及风扇等提供敦化干式变压器,这些敦化干式变压器一般都是从主电路输出的直流电压,通过敦化干式变压器再分别整流而得到的。因此,某一路敦化干式变压器短路,除了本路的整流电路受损外,还可能影响其他部分的敦化干式变压器,如由于误操作而使控制敦化干式变压器与公共接地短接,致使敦化干式变压器电路板上敦化干式变压器部分损坏,风扇敦化干式变压器的短路导致其他敦化干式变压器断电等。一般通过观察敦化干式变压器电路板就比较容易发现。

逻辑控制电路板是器的核心,它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大规模集成电路,具有很高的可靠性,本身出现故障的概率很小,但有时会因开机而使全部控制端子同时闭合,导致器出现EEPROM故障,这只要对EEPROM重新复位就可以了。

IPM电路板包含驱动和缓冲电路,以及过电压、缺相等保护电路。从逻辑控制板来的PWM信号,通过光耦合将电压驱动信号输入IPM模块,因而在检测模快的同时,还应测量IPM模块上的光耦。

4.冷却系统

冷却系统主要包括散热片和冷却风扇。其中冷却风扇寿命较短,临近使用寿命时,风扇产生震动,噪声增大最后停转,器出现IPM过热跳闸。冷却风扇的寿命受陷于轴承,大约为10000~35000h。当器连续运转时,需要2~3年更换一次风扇或轴承。为了延长风扇的寿命,一些产品的风扇只在器运转时而不是敦化干式变压器开启时运行。

5.外部的电磁感应干扰

如果器周围存在干扰源,它们将通过辐射或敦化干式变压器线侵入器的内部,引起控制回路误动作,造成工作不正常或停机,严重时甚至损坏器。减少噪声干扰的具体方法有:器周围所有继电器、接触器的控制线圈上,加装防止冲击电压的吸收装置,如RC浪涌吸收器,其接线不能超过20cm;尽量缩短控制回路的配线距离,并使其与主回路分离;器控制回路配线绞合节距离应在15mm以上,与主回路保持10cm以上的间距;器距离电动机很远时(超过100m),这时一方面可加大导线截面面积,保证线路压降在2%以内,同时应加装器输出电抗器,用来补偿因长距离导线产生的分布电容的充电电流。器接地端子应按规定进行接地,必须在专用接地点可靠接地,不能同电焊、动力接地混用;器输入端安装无线电噪声滤波器,减少输入高次谐波,从而可降低从敦化干式变压器线到敦化干式变压器设备的噪声影响;同时在器的输出端也安装无线电噪声滤波器,以降低其输出端的线路噪声。

6.安装环境

器属于敦化干式变压器器件装置,在其说明书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下,若确实无法满[cityname]变压器厂家足这些要求,必须尽量采用相应抑制措施:振动是对敦化干式变压器器件造成机械损伤的主要原因,对于振动冲击较大的场合,应采用橡胶等避振措施;潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成敦化干式变压器器件锈蚀、接触不良、绝缘降低而形成短路,作为防范措施,应对控制板进行防腐防尘处理,并采用封闭式结构;温度是影响敦化干式变压器器件寿命及可靠性的重要因素,特别是半导体器件,应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。
除上述几点外,定期检查器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合,为防止微处理器因温度过低不能正常工作,应采取设置空气加热器等必要措施。

7.敦化干式变压器异常

敦化干式变压器异常大致分以下3种,即缺相、低电压、停电,有时也出现它们的混合形式。这些异常现象的主要原因,多半是输电线路因风、雪、雷击造成的,有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外,有些电网或自行发电的单位,也会出现频率波动,并且这些现象有时在短时间内重复出现,为保证设备的正常运行,对器供电敦化干式变压器也提出相应要求。

如果附近有直接启动的电动机和电磁炉等设备,为防止这些设备投入时造成的电压降低,其敦化干式变压器应和器的敦化干式变压器分离,减小相互影响。

对于要求瞬时停电后仍能继续运行的设备,除选择合适价格的器外,还应预先考虑敦化干式变压器负载的降速比例。当器和外部控制回路都采用瞬间停电补偿方式时,失压回复后,通过测速敦化干式变压器测速来防止在加速中的过电流。

对于要求必须连续运行的设备,应对器加装自动切换的不停电敦化干式变压器装置。像带有二极管输入及使用控制敦化干式变压器的器,虽然在缺相状态,但也能继续工作,但整流器中个别器件电流过大,及电容器的脉冲电流过大,若长期运行将对器的寿命及可靠性造成不良影响,应及早检查处理。

8.雷击、感应雷电

雷击或感应雷击形成的冲击电压,有时也会造成器的损坏。此外,当敦化干式变压器系统一次侧带有真空断路器时,短路开闭会产生较高的冲击电压。为防止因冲击电压造成过电压损坏,通常需要在器的输入端加压敏电阻等吸收器件。真空断路器应增加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器,应在控制时序上,保证真空断路器动作前先将器断开。