高压软起动中的常见故障分析与处理

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1、《冶金自动,96))2012年S2高压软起动中的常见故障分析与处理李强松(中国一冶集团机电安装工程公司电装分公司，湖北武汉430081)摘要：结合有级变频软起动原理，通过对其在烧结机主抽风机现场使用中存在的晶闸管过热、起动电流大、甚至烧毁晶闸管等常见故障的分析，采取对应的处理措施，确保了烧结机主抽风机的安全可靠。关键词：主抽风机；有级变频；晶闸管；改造措施O引言山东淄博张店钢铁总厂(以下简称张钢)原料厂新建180m2烧结机，配套一台5600kW的电动机拖动主抽风机：高压软起动器采用荣信电力电子股份有限公司生产的有级变频起动装置(VFS)，用于减小起动电流。烧结矿的生产就

2、是将各种含铁原料、燃料、熔剂等按一定的比例混合，加适量的水混合在烧结设备上，从上向下点火进行烧结。主抽风机的作用是通过烟道进行抽风，产生负压，使烧结矿中的燃料自上而下充分燃烧，达到烧结的目的，并将烧结过程中产生的烟气通过烟道、除尘器、脱硫装置等由烟囱排出。烧结时主抽风机必须安全可靠起动。1系统构成及vFS工作原理、特点1．1系统构成张钢烧结主抽风机主要由高压供配电系统及低压控制系统组成，VFS柜接线原理如图l所示。1．2ⅦS工作原理VFS通过其控制系统对晶闸管导通角的控制，实现对输出电压和输出频率的控制，在一定的频率下，按照一定的顺序使三组反并联晶闸管依次导通，这样输出

3、的电压频率为12．5Hz，50Hz。同时通过调节电动机的压频比，使起动电流和起动转矩根据传动条件得到最优调整，使电动机完成平稳起动并加速到额定转速。二级变频起动原理及相位控制如图2，3所示。1．3、砸S工作特点VFS具有以下工作特点：(1)起动电流小，起动转矩大。通过引入变频一口黧三VFSI上1上’一r．}_I瓣圆口口目I旁路；一·《川低压部分接触器：口一上_●-T．高压部分，、图1VFs柜接线图图2二级变频起动原理控制机制，起动电流可以控制在额定电流的1．5倍左右，起动转矩可以达到额定转矩的80％～90％。(2)起动方式灵活。可以根据现场情况和电网情况选择不同的起动频

4、率组合，在不同的起动频率下实现电压斜坡起动和限流起动等多种起动收稿日期：2012—04-28；修改稿收到日期：2012-05·15作者简介：李强松(1969．)，男，湖北武汉人，高级工程师，主要从事电气自动化调试工作。·603·《冶金自动化)2012年s2孵圈3相位控制田方式。(3)起动控制灵活。可眦实现正反两个方向起动，具有自由停车、软停车和制动停车等多种停车方式。(4)起动时间和起动转矩可调。可以根据现场要求任意调整起动时间和起动转矩。(5)具有仝面的电动机保护功能。(6)采用数字控制方式，具有Modbus．Fhflbus和RS485等多种适合工业现场的通信接13。

5、2常见故障及处理方法高压控制系统故障多，许多故障虽本质相同但表现形式不同。VFS具有的自诊断功能反映的只是有限的故障现象，在处理故障时，如何分析故障原因，快速找到故障点．排除故障，恢复设备正常运行．这主要是依靠工程技术人员的经验。烧结主抽风帆在安装、调试和运行过程中，技术人员总结出了一系列的分析故障原因、查找故障、快速处理故障的经验。(1)电流上升率(d／／d1)过大张钢烧结主抽风机在安装调试阶段及后期运行中多次出现电流上升率(di／dt)故障报警．其中两次击穿烧毁晶闸管，对烧结机正常生产造成极大的影响。经分析，虽然造成di／dt过大的原因是多方面的，但主要是与现场的电

6、缆长度、电缆截而积及电动机电流等有关。基于上述原因，同时根据现场的工况，对于第1次故障，经与厂家交流协商，采取了增加磁环的解决措施，i殳备正常运行一段时间后，第2次又出现同样的故障。由此可见，增加磁环的措施并未彻底解决问题。通过与设计院及生产厂家再次讨论、协商，认为要彻底解决此类问题，必须增加铁芯平渡电抗器来抑制起动过程中的d／／&过大问题。增加平波电抗器从原理E讲是可行的，且抑{

7、】6效果较好。通过计算和工程实践．该方案可以解决起动时由于上述原因造成的线路中di／dt过大的问题。电抗器的具体参数如表604·所示二寰1自#嚣的具体’藏g《≈m自自自*冲击自《自$&另外，

8、晶闸管为电子元器件，使用过程中因环境及自身老化等原因也可能发生损坏，建议备用一套阀组单元．以确保在设备故障后维修人员可以在短时间内替换损坏的阿组单元，迅建恢复生产。通过以上的技米手段及措施，较好地解决均于线路上di／dt过大造成的设备故障，同时确保设备一旦有故障．现场维修人员可以在短时问内修复设备，确保生产不受影响。(2)晶闸管过热当晶闸管散热器表面温度超过85℃时，控制器报出晶闸管过热故障。原因是：环境温度过高，晶闸管散热器表面的温度继电器或风扇损坏。冶金行业环境中粉尘多，环境温度较高，为保证设备正常运行，需定期清扫晶闸管散热器表面的灰