ACS880变频器因电网扰动跳停原因及改造

ACS880变频器因电网扰动跳停原因及改造

耿怀玉

（河南华诚轻金属科技有限公司河南焦作454174）

摘要：针对一次雷电事故引发变频器跳停对生产系统造成影响，通过仪器测量和现场实验，分析原因并找到最终解决的办法，对以后的变频器长期稳定运行提供了强有力的保证。

关键词：ACS880；变频器；参数；DTC

2012年6月29日夜，由于出现长时间的剧烈雷雨天气，我公司两路外部线路韩中东、韩中西110KV供电电网出现电压波动，晚11：40分左右，我公司的110KV韩中东、韩中西两条进线综保报保护呼唤，检查110KV母联综保内的故障记录，发现综保记录里两条进线有时间为0.09S、降幅为30%的电压波动，与此同时全分公司共计有47台变频器（ACS800系列）出现跳停，氧化铝厂1#、2#窑主电机（直流电机）跳停。事后经了解焦作供电局方面韩马南1#线（110KV）因雷击短路，因雷击造成7个部位23个点的设备损坏，从而对110KV系统造成电网波动，使我厂6KV电气主系统瞬时C相电压最低降至2KV。中州分公司此次大部分变频器全部出现跳停现象，给连续生产造成极大的影响。

为了分析和查明此次事故原因，我们和ABB变频器厂家技术人员于7月8日下午3点到4点，在第二氧铝厂尾矿低压配电室2#外排酸泵（7.5KW380V）ABBACS880-01-0016-3变频器上，进行了主电源短时间断电及电网扰动试验，试验结果显示是原ABBACS880变频器在设置参数时没有考虑短时断电及电压波动的影响，从而在系统瞬时低电压时会出现变频器跳停的故障，因而使一些连锁设备相继跳停对我公司连续生产的系统造成影响。所以我们认为此次事故主要原因是原ACS800变频器设置参数不合理，诱因是雷击供电电网，电网出现电压波动从而造成变频器跳停。

现把现场的试验过程及根据事故及试验数据对ACS800变频器参数进行更改做详细的描述：

一、测试方法

1、测试工具

（1）、ABBDriveWindow系统软件一套。

（2）、ABB变频器ACS880-01-0016-3壹台（利用原有变频器）。

2、监测以下6个参数，并形成趋势曲线

（1）电机转速

（2）电机电流

（3）电机转矩

（4）直流母线电压

（5）DI输入状态

（6）AI1给定值

二、变频器运行时进行的试验状态

1、未修改变频器参数，对变频器进线三相电源开关迅速关/合操作一次监测到的曲线图见《未修改参数时的曲线图》：

图1未修改参数时的曲线图

图中曲线的含义：0[1]：SPEED[r/min]电动机转速

0[2]：CURRENT[A]电动机电流

0[3]：TORQUE[%]电动机转矩

0[4]：DCBUSVOLTAGEV[V]直流母线电压

0[5]：DI6-1STATUSDI输入状态

0[6]：AI1[V]AI1给定值

见上图，曲线[4]直流母线电压缺口处即为迅速关/合变频器进线三相电源开关时出现的直流电压脉动，在进线三相电源开关断开的时刻变频器报DCUNDERVOLT（3220）直流母线欠压故障，导致变频停止工作。

2、修改完参数用标量控制时，对变频器进线三相电源开关迅速关/合操作一次监测到的曲线图见《修改完参数标量控制时报过电流故障的曲线图》，报过电流故障的曲线图：

表1相应参数修改表

图2修改完参数标量控制时报过电流故障的曲线图

见上图，曲线[4]直流母线电压缺口处即为迅速关/合变频器进线三相电源开关时出现的直流电压脉动，在进线三相电源开关断开的时刻变频器报OVERCURRENT（2310）过电流故障，变频停止工作。

3、修改完参数用DTC控制时，对变频器进线三相电源开关迅速关/合操作一次监测到的曲线图见《修改完参数DTC控制时正常运行的曲线图》，变频器能正常运算的曲线图：

表2相应参数修改表

图3修改完参数DTC控制时正常运行的曲线图

见上图，曲线[4]直流母线电压缺口处即为迅速关/合变频器进线三相电源开关时出现的直流电压脉动，同时曲线[1]电机转速下降，当变频器主电源恢复供电后，曲线[1]电机转速按22组（变频器ACS880参数专门定义变频器的加减速时间）的加速时间运行到给定的转速。此过程变频没有停止工作，ABB变频器主电源短时间断电及电网扰动试验成功。

三、经验总结

1、在思想上，要对防雷工作要始终坚持预防为主的策略，各级电气管理人员要有高度的责任心，要完善电气系统值班制度，保证非正常天气条件下电气系统的安全运行；各单位要要求岗位对突发事故情况及过程等记录详细，以便事后分析。

2、要重视每一台变频设备，特别要重视参与生产系统连锁的变频设备，以防一台变频故障引起局部流程中断的生产事故。

3、此次事故是原变频器参数设置不合理，从而因为雷击供电电网出现电压波动造成变频器跳停。

4、为了防止供电电网出现电压波动造成变频器跳停，必需使用ABB变频器的DTC（直按转矩控制）控制功能，不能使用SCALAR（标量控制）控制功能。这是因为DTC比SCALAR控制精度要高，速度要快3～4倍，便于实现自动重起。变频器运行时按表2的参数进行合理设置可提高变频器在系统瞬时低电压时的抗晃电性能。对于晃电后不允许自动重起的设备，要根据工艺要求进行设置。

5、要结合设备现场实际工况及时调整变频器参数。

改造后的变频器在2009年春夏天时，均末在出现过因雷击电网波动而跳停的现象，提高了变频器的抗晃电能力，为分公司的连续稳定生产创造了有力保证。

参考文献：

[1]ACS880标准应用程序固件手册ABB公司

[2]ABBDrivesWindow用户手册ABB公司

作者简介：

耿怀玉（1981-）工程师从事工业电气设计及变频器应用与研究。现在河南华诚轻金属科技有限公司工作。