中石化某天然气增压站变频器故障处理及经验总结

陈 明

（中石化天然气川气东送管道分公司，湖南 岳阳 414000）

摘 要：根据一起发生在中石化某增压站的变频器故障，首先阐述了故障的产生过程及风险分析，然后详细说明了故障点的查找过程及故障原因，最后总结探讨了发现的问题及提出了相应的预防措施。

关键词：变频器；时序；控制回路；开关

1 事故经过

2015年11月26日22点46分05分，中石化某增压站C机组因变频器故障，触发ESD联锁保护动作停车，同时站控机响起紧急停车报警信号，值班人员发现C机组停机后，采取紧急应对措施。22点48分压缩机人员就位后，启动热备机组D机组，22点54分达到最低转速，D机组达到最低转速后，快速有序的提升压缩机转速，关闭防喘阀，22点59分，D机组全负负荷输气。D机组正常运行后，工艺人员关闭手动放空阀，并通知上游脱水站恢复正常生产。

2 停机原因分析及故障排查处理

（1）经过查看变频器室HMⅠ上运行日志确认C机组变频器控制柜上HMⅠ运行日志，显示时序为2015.11.26 22:44:55先来序号0172：急停，后来2015.11.26 22:44:56序号0173：A7单元过压故障，在分析故障之前，我们先来看看此变频器的工作原理及特点，如图1所示。

图1 变频装置拓扑结构示意图

电机M的三相电路中的A相是由变频器的A1到A8的单元模块串联组成供电的，如此类推，B相和C相是由B1到B8、C1到C8供电，如果其中某一个模块内部出了问题，系统会直接旁路掉出问题的模块，电机降负荷运行。但如果因为外部原因导致过压，为了保护单元模块不过压烧坏，系统不会转旁路运行，而会直接发停机指令。

如图2所示，相关人员初步判断为故障可能为：①变频器A7单元故障导致变频器系统发出停机指令；②自控系统中的UCP系统先发出急停指令，导致A7单元过压。这是因为时序上显示先来急停信号，后来A7单元过压信号。后经查询自控系统中联锁停车记忆页面（见图2），停机联锁是变频器系统故障值为ON，变频器系统运行值为OFF，变频器系统就绪值为OFF，因为这几个状态值是从变频器控制柜内电压硬接线过来的信号，不会同时出现误报，通过咨询变频器厂家及现场数据分析，确认停机原因是可能因为变频器控制柜误报故障。

图2 HMI时序图

（2）11月27日上午，技术人员打开变频器控制柜对变频器控制线路端子排进行排查，变频器接线及变频器与UCP之间接线无松动，将C机组报警复位后，变频器自检无报警，把C机组备妥，11点08分启动C机组失败，在变频器工程师笔记本上监测到A7单元过电压故障，如图3所示，与变频器厂家进行沟通后，决定更换C机组A7单元模块。

图3 变频器时序图Ⅰ

（3）11月27日下午，将C机组A7功率单元更换后，15点31分启动C机组失败，如图4所示，报警仍显示变频器故障，工程师笔记本监测到24V急停故障报警,和厂家人员沟通后，厂家判断为变频器预充电监测回路存在故障，建议对变频器控制柜内主控板进行复位，并检查主控板接线是否有松动现象。

图4 变频器时序图Ⅱ

（4）经过排查，技术人员现场未发现预充电监测回路存在故障，主控制板接线无松动现象，16点27分再次启动C机组，C机组启机失败，经查，失败原因为序号0215 24V急停故障，性质为故障。

（5）19点，变频器厂家技术人员来现场，对预充磁柜接线和变频器主板接线进行排查，通过强制合201及205两个接点，强制使QF2合闸，如图5所示。

在这里介绍下变频器控制的高压开关合闸顺序，变频器PLC发出指令先合QF1，然后再合QF2，然后变频器开始提速。现在开机程序进行到合上QF1，合不上QF2。所以我们通过短接触点，人为合上QF2，发现是可以合上的，所以，问题没有出在开关上。

当排除了这个原因后，厂家技术人员继续查找原因，发现变频器柜主控制板24V急停信号监测接线端子线虽未松动，但螺丝未拧紧，导致测量时显示无故障，而接上线后存在虚接的情况，现场将所有螺丝紧过一遍后，变频器系统自检正常，排查完成后20点20分启动C机组，20点25分C机组启动成功，如图6所示。

图5 变频器电气接线图

图6 现场处理故障图

（6）11月28日上午，变频器厂家对换下的A7单元模块控制板进行现场测量，其中C相电阻阻值低于A\B相，确定了A7单元模块电压检测回路异常，厂家安排将此模块控制板返厂。

3 对此次故障原因分析结论

（1）变频器运行过程中，因为A7模块的C相电阻故障，控制版检测到电流信号偏大，经计算得出A7单元模块过压，变频器立即给UCP发故障信号，UCP第一时间触发ESD信号，变频器执行停机指令后，完成后反馈UCP指令。这一系列过程，本来是在时序上很清楚的，但由于自控系统与变频器系统用的GPS对时系统是分别不同的系统上接入的，所以时序并不一致，给现场技术人员分析故障带来了困扰。

（2）在判断出变频器A7模块故障后，现场技术人员更换了A7单元模块，但在启机过程中，由于预充电柜QF2反馈接点到主控制板接点接触不良，导致变频器判断为24V急停故障，无法合QF2，导致PLC保护动作分QF1，使启机过程中断。现场技术人员经验不足，不知道可以短接二次回路，强制合QF2确认开关不存在问题。经过厂家技术人员查找出故障点才得以送电运行。

（3）现场技术人员当时怀疑过是接线端子松动，但在现场用手扯了，扯不动，就没有继续排查，后来发现就是端子松动，只是需要用小十字改锥紧才会发现，这也是因为现场经验不够，未查出故障。

4 整改措施

（1）针对变频器主控板接线松动情况，已安排检查停运的A机组主控板，并发现接线也已经出现松动的情况，已将其坚固。另外两台B、D机组，也需要在机组停运的时候安排进行全面检查，及时消除隐患。

（2）需要厂家查明变频器主控板松动的原因，并采取技术措施，从根源上消除此类故障。

（3）加强技术培训，提高站场人员处置紧急情况的技术水平，有效缩短处理时间，将损失降至最低。

（4）加强备品备件管理组织，保证在元件故障后能有足够的备品备件及时更换，缩短故障处理时间。

参考文献：

[1]微机继电保护运行技术管理规程[S].YB/T 4122-2004.

[2]刘桂芳.110kV变电站常见问题处理及防范[J].电子制作,2014, (9):51-52.

[3]鲍雅萍.低压厂用电保护的整定配合[J].继电器,2000,(8): 50-52.

中图分类号：TN77

文献标志码：A

文章编号：2096-2789（2017）01-0088-02