高压变频器重故障跳闸异常分析

高压变频器重故障跳闸异常分析

陈高松

广东大唐国际潮州发电有限责任公司　广东 潮州 515723

摘要：高压变频器主要应用于高压交流电动机的变频调速，能够降低设备能耗，提高设备调速的可靠性和稳定性。在日常维护中如对设备理解不全忽略元器件运行年限，容易导致功率单元模块中电容器损坏、熔断器故障、单元过压、驱动故障等重故障发生。

关键词：高压变频器；重故障；电容器损坏

一 、故障前变频器运行工况：

某厂4号机组凝结水泵A、B、C三套变频器，正常机组运行变频器两用一备状态。2021年1月18日15点00分，4号机组正常运行，机组负荷993.94 MW，4号机凝结水泵A、B电机处于变频模式正常运行，凝结水泵C电机处于备用状态。

二、异常发生前工况及检查处理情况

2021年1月18日15时20分左右，接点检通知B凝泵运行中跳闸，首出变频器重故障，检查C泵备用联启正常，就地检查变频间内焦糊味较重，变频器一模块引线发黑，变频器显示模块故障报警。到现场检查，变频器手操器上报A2驱动模块故障、B1缺相、C1超压等报警（图1）。

2021年1月18日16点32分，发出电气一种工作票（DQ1202101****）,4号机凝结水泵B由变频切换到工频备用。检修人员进入二期凝结水泵变频室，对4号机凝结水泵B变频器柜进行检查。现场检查确认，功率柜APVa2功率模块侧面出现大面积黑灰，且有较浓的烧焦味，初步断定是功率模块烧损。将功率模块APVa2拆除后，同时检查功率模块APVa1电路板卡被APVa2电容液污染情况将其拆除，清理APVa1、APVa2柜内脏污后，检修人员检查确认无其他缺陷后，现场更换APVa2功率模块及APVa1功率模块备件，恢复安全措施并进行试运，持续观察，运行正常。

对拆卸下来的受损功率模块进行检查，确认是APVa2功率模块内部一处电容被击穿，过电压引发电路板上的其他部件烧损（图2）。咨询变频器厂家，确认电容的使用寿命为8年，4号机凝结水泵B变频器自投产以来已运行12年（2008年投运），功率模块从未进行更换，已超使用年限，电容老化导致击穿现象的发生。与点检人员沟通后，将烧毁的功率模块返厂检修，对于未更换电容的功率模块，列入检修计划，待设备具备退备条件后将功率模块逐一更换。

    图1：变频器操作器上报警画面          图2：受损的功率模块及其内部

三、异常发生的原因

此次4号机凝结水泵B变频器故障原因主要有以下几点：

（一）直接原因：4号机凝结水泵B变频器APVa2功率模块电容部件在运行中被击穿，导致电路板烧毁，引发变频器高压失电，从而发出重故障，变频器在运行中跳闸。

（二）根本原因：变频器模块内电容已超出使用年限，未进行更换过，电容老化被击穿，导致变频器跳闸。

四、暴露问题

1、检修人员日常维护工作不到位，设备台账建立不完整，对运行较长年限的设备，未能更换老化的功率模块，给设备的运行留下了隐患。

2、设备检查不全面，在以往的检修项目中，只是重点检查开关、整流变及其附属设备，忽视了对变频器功率模块内部的检查，对设备的检查存在盲区。

3、检修人员对设备敏感性不强，在日常维护过程中，只是定期清洗变频器滤网，关注整流变冷却风扇及环境温度等，却从未关注功率模块的运行工况，导致设备异常的发生。

五、防范措施

1、完善设备台账，将变频器功率模块列入设备台账，建立设备运行维护记录，排查运行年限较长的功率模块，对其进行更换；对不具备更换条件的设备，列入检修计划，待设备具备退备条件后进行更换。

2、加强对检修人员的培训，培训不应只停留在结构原理上，还应加强与厂家的沟通交流，在熟悉设备结构原理的基础上，了解设备的定期检查项目，常见故障的原因及处理方法等，杜绝其他设备发生类似的故障。

3、加强对凝泵变频器功率模块的巡检，将功率模块的测温列入巡检项目，定期测量温度，发现温升变化时，及时申请设备退备，更换功率模块。

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