火力发电厂电动机变频器常见故障及解决办法

火力发电厂电动机变频器常见故障及解决办法

何强

川投(达州)燃气发电有限公司     四川   达州    635000

摘要：火力发电厂能够高效运行，电动机变频器起着至关重要的作用。作为火力发电厂的重要设备，电动机变频器能够有效控制火力发电厂运行时的能源消耗，进而实现高效节能的效果。但火力发电厂运行环境特殊，常出现检修不及时、不合格的情况，电动机变频器时常发生故障，影响火力发电厂的稳定运行。因此本文首先阐述电动机变频器工作原理，分析火力发电厂对电动机变频器的相关配置要求，基于上述分析概述火力发电厂电动机变频器常见故障及处理措施。

关键词：火力发电厂；电动机；变频器；故障

引言：电动机变频器通过速度、转矩、PID等方式控制电动机，不同的控制方式一定程度上会影响变频器的性能。在电动机变频器使用过程中，应当注意电机运行的最小转速，长时间低转速运行可能导致电机散热受阻。一般的电动机变频器最大频率为60Hz，最高甚至能达到400Hz，电动机变频器的载波频率越高，其高次谐波分量越大，电缆长度、电机发热程度以及变频器发热程度都会影响电动机变频器的载波频率。通常情况下合理配置电动机变频器各项参数，即可精确控制电动机转速，满足不同种类的工艺需求，提升工作效率，进而降低能源消耗。

1 电动机变频器工作原理及相关配置

电动机变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为其他频率的电能控制装置。工作原理为通过交—直—交方式，即VVVF变频或矢量控制变频，先将工频交流电源通过整流器转换为直流电源，而后再将直流电源转换成频率和电压稳定的交流电源，供给电动机。电动机变频器通过改变电源频率，从而精准控制电动机转速。电动机变频器一般情况下分为整流、中间直流环节、逆变以及控制四个方面。整流部主要是三相桥式不可控整流器；逆变部分则是IGBT三相桥式逆变器，输出PWM波形；中间直流环节则通常用于滤波、直流储能和缓冲无功功率[[1]]。

2 电动机变频器日常维护及定期检修内容

针对电动机变频器进行日常维护及定期检修，能够有效保障设备正常运行并延长其使用寿命。在对电动机变频器进行环境检查时，应重点检查变频器周围环境温度及湿度，温度过高、空气过于潮湿都会对变频器产生不可逆损害，而对于IP20以下的电动机变频器，应进行柜式安装并维持稳定良好的散热，定期清洁散热器和风扇通风口，防止堵塞影响换热效果。在进行运行监控时，应维持监控变频器的各项运行参数保持在正常范围内，或是注意变频器、马达是否出现过热的情况，检查输出UVW三相电压与电流是否平衡。此外维修人员应定期检查变频器的电缆连接是否牢固、有无松动或脱落、连接处是否有磨损或损坏，在定期维修后，应注重日常清理与除尘，定期清洁变频器的外壳，使用干净的布擦拭，定期对变频器进行除尘，必要时拆除内部线路板进行除尘[[2]]。

在对电动机变频器定期维修时，首先应关注螺丝与紧固件是否牢固，各安装固定点处加固螺丝有无松脱。绝缘与腐蚀程度检查也是定期维修重点关注内容，若是导体及绝缘体出现腐蚀现象，要及时用酒精擦拭干净。变频器内的滤波电容出现电解液泄漏、电容膨胀等异常情况时应及时更换。在维护和定期检修电动机变频器时，应当综合性考虑变频器的使用情况、制造商维护手册以及相关规范进行。

3 火力发电厂电动机变频器常见故障及处理措施

3.1 电动机变频器过流故障及其处理措施

过流故障指的是电动机变频器输出电流超出其额定电流范围，一般情况下是超出额定电流1/5。电动机变频器工作时加速时间不足、输出侧短路、负载发生短时剧烈变化等情况都有可能导致过流故障。若是发生过流故障，首先可以适当调整变频器的加速时间，以保障电动机变频器有足够时间加速至设定速度，同时使用万用表等工具检查变频器输出线路，设置合理的负载分配进而降低过流风险。若确定是电流传感器故障，应及时更换新的传感器。

此外在发生过流故障后，维修人员应立即切断电源，而后认真检查变频器外部线路及设备，排查明显的故障现象，确保供电系统额定电压电流与变频器参数相匹配，以免引发其他故障[[3]]。

3.2 外部通信故障处理

电动机变频器外部通信故障常导致设备难以正常运行，在信号传输过程中，恰巧碰到电磁干扰，导致信号失真，进而引发通信故障。通讯线路老化、接触不良、线路短路以及变频器通讯接口硬件接线错误等情况都有可能导致外部通信故障。在出现外部通信故障后，首先应仔细检查通讯电缆连接处是否损坏，电缆类型如RS485通信采用屏蔽电缆是否正确。在检查无误后，顺序排查硬件接线问题，即检查变频器通讯接口硬件接线是否正确。有经验的维修人员一般也会顺带检查通信卡故障，尝试更换通讯卡或进行故障排除[[4]]。

3.3 变压器过热故障处理

变压器过热故障将导致设备性能下降、损坏，甚至引发安全事故。变压器负载过高，电流超过额定电流范围，变压器过热，可能是电动机负载过大、变压器输出电流设置不当。同时变压器空载工作时，电流过小，伴随着供电电源电压不稳定，电流变化频繁，也将导致变压器出现过热故障。火力发电厂维修班组应定期检查电动机变频器负载情况，维持负载稳定运行，同时合理设置变频器输出电流参数，使用稳压设备稳定供电电源。此外维修人员要及时清理变频控制器散热管道，及时更换损坏的散热器，定期检查电机绕组状态，及时排查电机绕组短路问题。基于上述措施，在安装电动机变频器时，一并安装过载保护装置和温度监测仪，实时监测变压器的温度和电流情况。一旦超过预设的安全范围，保护装置将自动切断电源，保护变压器不过热

[[5]]。

结论：

电动机变频器在各类火力发电厂生产中应用广泛，但时常会发生故障，影响发电厂生产活动。本文结合电动机变频器工作原理及相关配置、电动机变频器日常维护及定期检修内容，概述火力发电厂使用过程中频发的过流故障、外部通信故障以及变压器过热故障等类型分析，通过调整变频器加速时间、排查通信电路、使用稳压设备等多种方式的处理经验，为利用电动机变频器的火力发电厂提供理论参考。

参考文献

[1]于广.火力发电厂电动机变频器常见故障及解决办法[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术, 2022(6):3.

[2]谢炜,马小昕.从一起变频器故障谈低压电动机相关观念的厘清[J].电世界, 2023, 64(5):41-43.

[3]刘菊锋.高压变频器的操作维护及常见故障处理分析[J].科技风,2019,(23):210.

[4]田浩.高压变频器常见故障及操作维护探析[J].河南科技,2019,(10):40-42.

[5]彭凌云,严文彬,李娟,等.同步电动机高压变频器故障的分析与处理[J].冶金设备管理与维修, 2021, 39(1):5.