油田井口配電柜檢修

1、2016.6.24變頻器控制柜需要定期的檢測與維護(hù)。 變頻器是以半導(dǎo)體元件為中心而構(gòu)成的機(jī)器。機(jī)器內(nèi)部由于溫度，潮濕，灰塵，污垢和振動等等使用環(huán)境的影響，會造成使用元件的老化，壽命縮短等故障，必須進(jìn)行日常檢查。 變頻控制柜是由按鈕、接觸器、保護(hù)元件、通斷元件（斷路器等）與變頻器構(gòu)成的控制系統(tǒng)。 由于野外使用現(xiàn)場的氣候條件差異，控制柜本身的使用故障率隨著時間增長而變大。 1、控制柜的檢測與維護(hù)點(diǎn)如下：（1）柜體的完整性 檢查變頻柜的柜體完整，主要檢查柜門與頂蓋的完好度。 柜門缺失或者關(guān)閉不嚴(yán)，則會使柜門的密閉性能下降，在雨雪天氣下，可能會造成漏水，滲水等問題，使得柜內(nèi)濕度增大，輕則降低變頻器的使

2、用壽命，重則使得柜體內(nèi)部短路，斷路器跳閘或變頻器報警停機(jī)。 一些品牌的變頻柜會將制動與耗能電阻放置在柜體的頂部位置，此類品牌的變頻柜若是頂蓋完整性不好，則會有安全隱患。 由于制動電阻在變頻器制動過程中電壓會達(dá)到DC600V以上，在柜體頂蓋不牢固或者防雨性不好時，會產(chǎn)生短路（頂蓋與制動電阻相接或經(jīng)過雨水相接）嚴(yán)重影響安全使用性。 變頻控制柜的柜體完整性不容忽視。（2）變頻控制柜基座的牢固程度 在日常檢查中若是發(fā)現(xiàn)柜體傾斜，底部下沉，則柜體的基座地面的牢固度不好。 現(xiàn)在油田使用的井口控制柜多為鋼架結(jié)構(gòu)，底部基座為角鋼框架，在地面不牢固或者牢固度不均勻的地方，很容易發(fā)生柜體傾斜現(xiàn)象，需要引起我們的注

3、意。 柜體傾斜嚴(yán)重時會壓迫動力線纜，增加安全隱患，在大雨天，基座部位的土壤松動，嚴(yán)重時會造成柜體傾倒，形成事故。（3）控制柜內(nèi)部的灰塵覆蓋度 變頻控制柜在長時間運(yùn)行中，會積累灰塵，若長時間不清理，一些電器元件的使用壽命會受到影響，需要吸合斷開的機(jī)械結(jié)構(gòu)元件（斷路器，交流接觸器）會產(chǎn)生吸合不到位或者斷開費(fèi)力等現(xiàn)象。 并且變頻器內(nèi)部運(yùn)行一些敏感類元件，在運(yùn)行中若是金屬類粉塵堆積過多，會使得變頻器報警，影響生產(chǎn)。 （4）主動力元件的完好度 柜內(nèi)元件主要分為：大端子，斷路器，變頻器，交流接觸器，制動單元，制動電阻。 我們要從外觀上判斷： 有無燒毀、燒焦、燒糊痕跡，外殼有無炸裂痕跡，是否有焦糊的煙塵痕跡

4、。 從機(jī)械性能上判斷： 斷路器的閉合性，脫扣性能。 交流接觸器的吸合性能檢測，吸合的行程是否到位，內(nèi)部觸點(diǎn)的牢固性是否可靠。 （5）主動力線的完好度 動力線經(jīng)過長時間通電流，外部絕緣層會受到時間與現(xiàn)場環(huán)境的影響逐漸老化。 觀察絕緣膠皮層是否有焦糊痕跡，檢查連接螺絲的緊固程度，在一些連接部位的連接線徑也是重點(diǎn)，若是接觸部位過小，則會在通電運(yùn)行中此處發(fā)熱現(xiàn)象嚴(yán)重，形成隱患。 （6）控制元件的完好度 控制元件：繼電器類，PID儀表，按鈕類，小型開關(guān)，電機(jī)保護(hù)器。 檢查方式與動力元件一樣。 需要注意的是，在經(jīng)過長時間的野外運(yùn)行后，繼電器、按鈕等小型器件的內(nèi)部會產(chǎn)生銅銹，影響閉合性能。 2、日?；蚨ㄆ谛?/p>

5、要進(jìn)行維護(hù)部位 （1）除灰；（2）更換損壞、故障元件；（3）更換老化電線；（4）踏實地基；（5）緊固連接螺絲，包括動力回路、控制回路、柜內(nèi)連接部位；（6）測量進(jìn)相電壓平衡與否，確保供電正常。（7）在變頻器運(yùn)行中，電機(jī)是否正常（包括震動，聲音等）；（8）柜內(nèi)是否有異味，異物，異?，F(xiàn)象。 觸類旁通，了解變頻控制柜的啟停結(jié)構(gòu)，基本原理，這樣我們在遇到柜體無法啟動時，進(jìn)行基本的判斷。 一個簡單易懂的原理圖如下：1、工頻啟動： 不啟動狀態(tài)，此時3和5是斷開狀態(tài)，1和2不構(gòu)成回路。 SK選擇到工頻段，則5和7導(dǎo)通，5和15不導(dǎo)通，按下SB2啟動按鈕，則瞬間1、3、5、7、9、11導(dǎo)通，而13和2是導(dǎo)通的，

6、此時在KM1兩端存在380V電壓（即為1和2的電壓瞬間作用在KM1兩端）KM1吸合，此時KM1上的常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開，在3與5號線間的KM1常開觸點(diǎn)閉合，起到自保持的作用，即使松開啟動按鈕（啟動按鈕松開后變?yōu)槌ｉ_狀態(tài)），1-11也是導(dǎo)通的，這樣KM1就會一直吸合。 想要停止KM1吸合狀態(tài)，我們只需要在1-11之間斷開一個點(diǎn)即可，SB1是停止按鈕，我們按一下將其由常閉狀態(tài)變?yōu)閿嚅_，則KM1兩端掉電斷開，此時瞬間3與5之間的KM1常開觸點(diǎn)恢復(fù)斷開狀態(tài)，則即便松開SB1停止按鈕，KM也不會吸合了。2、工頻保護(hù)功能： 工頻啟動保護(hù)功能：FR是一種電機(jī)保護(hù)器，它具備檢測工頻運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的作用，此

7、圖中如果工頻故障（過載、斷相、短路等），則FR的常閉觸點(diǎn)2和13斷開，使得KM1兩端掉電，KM1斷開（此時瞬間3與5不保持吸合了則KM1不會再吸合）。3、變頻啟動： 將SK選擇到變頻段，則5和15導(dǎo)通，5和7斷開。按下啟動按鈕，則1、3、5、15、17導(dǎo)通，作用在KA兩端的電壓為380V，KA吸合，此時3與5之間的KA常開觸點(diǎn)吸合，自保持，保證1-17始終為連接狀態(tài)。KA吸合后，19與21常開觸點(diǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，則變頻器的FWD與COM連接，變頻器識別運(yùn)行信號FWD開始運(yùn)行。 在變頻器運(yùn)行中，1-23為連接狀態(tài)（變頻器參數(shù)設(shè)置），上面講到KA吸合了（并且自保持住，不會斷開）則23與25吸合，此時

8、1-27為連接狀態(tài)，作用在KM2上兩端的電壓為380V，KM2吸合，變頻器開始拖動電機(jī)運(yùn)行。按下停止按鈕，則1-3斷開，使得1-17斷開，KA兩端不構(gòu)成回路，掉電斷開，則在3、5之間的KA常開觸點(diǎn)斷開，KA喪失自保持，松開停止按鈕也不會吸合了，KA的斷開使得23與25常開觸點(diǎn)也斷開，從而1-27也斷開，使得KM2不構(gòu)成回路，也斷開。這樣變頻器的啟動信號KA斷開，接觸器KM2斷開，變頻器回路就停止運(yùn)行了。我們簡單將現(xiàn)場故障分為以下幾部分1、斷路器空開跳閘故障2、啟動控制柜無反應(yīng)3、風(fēng)扇故障4、啟動控制柜后電機(jī)運(yùn)行異常5、偷停類故障6、間歇性啟動故障7、制動單元類故障8、由于元件老化、灰塵過大、生

9、銹等產(chǎn)生停機(jī)的 討論分析1、斷路器空開跳閘故障 首先測量斷路器進(jìn)口端是否三相電平衡，有無缺相、電壓過高、電壓過低等電壓異常現(xiàn)象。 斷開斷路器，檢查主動力回路是否有動力線松動，端子損壞等原因。檢查后使用萬用表歐姆檔測量斷路器出口是否有短路，測量變頻器進(jìn)口、出口是否有異常。 我們測量變頻器的進(jìn)口整流橋與出口逆變器，可以簡單的用萬用表二極管檔測量。測量方法如下表： 測量變頻器進(jìn)口出口無問題，斷路器出口無問題，則可進(jìn)行斷路器送電。送電后狀況正常，則啟動控制柜；若繼續(xù)跳空開，檢查繼電器類元件（小型繼電器，交流接觸器），繼電器類元件檢測無問題，可進(jìn)行所有連接、緊固螺絲重新打緊，線鼻子是否斷裂，看看是否有虛

10、接處。 上述處理后依舊存在問題，則進(jìn)行送修。 2、啟動控制柜無反應(yīng) 當(dāng)啟動控制柜無反應(yīng)時，我們先判斷是不是變頻器的問題，按下啟動按鈕，看看變頻器運(yùn)行指示燈是否亮起（不同類別的變頻器，不管什么型號，都會有個運(yùn)行run指示燈）若是變頻器送電正常，而按下啟動按鈕后run燈不亮，則為運(yùn)行信號未抵達(dá)變頻器，為二次回路故障。 若run指示燈亮，而電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，則為變頻器故障（變頻器出口若通過交流接觸器與電機(jī)相連接，我們要確保變頻器運(yùn)行時接觸器吸合，不吸合則為二次回路故障）。二次回路的故障處理： 仔細(xì)觀察線路走勢，能大概分析出二次回路控制原理，具體元件的控制對象。 問題分類，可分為柜門按鈕類故障，繼電器類

11、故障，二次操作線類故障。 2.1柜門按鈕類故障分析 控制柜在長時間運(yùn)行之后，控制按鈕內(nèi)部鏈接部位產(chǎn)生銅銹，外殼松動，造成按鈕失靈、脫扣。通過萬用表測量通斷即可判斷按鈕的靈敏度，對損壞失靈的按鈕進(jìn)行更換。 按鈕的二次操作線的連接部位，螺絲緊固程度也需要檢查一下，很多時候都是二次線路的松動造成啟動失靈。 2.2、繼電器類故障分析 我們首先用萬用表的歐姆檔測量繼電器線圈的好壞，是否燒斷。 在判斷完繼電器、交流接觸器的線圈好壞后，進(jìn)行線路的具體分析。（1）線圈線路是否松動：繼電器上的二次回路操作線是否松動，跨接線是否缺失，交流接觸器的輔助觸點(diǎn)上二次線是否有掉落松動現(xiàn)象。（2）檢查繼電器的機(jī)械性能：我們

12、使用小型螺絲刀按下繼電器類元件，看看繼電器類元件的吸合行程是否正確，有無卡住不能吸合、或者吸合后不能自動恢復(fù)的現(xiàn)象，若有，則繼電器線圈及機(jī)械結(jié)構(gòu)故障，進(jìn)行更換。（3）繼電器線圈的電壓是否正常：我們在確保安全的條件下可進(jìn)行萬用表測量線圈電壓，看看是否有欠壓或超壓現(xiàn)象。2.3、二次線操作線類故障 二次操作線供電是否正確，我們檢查小型斷路器的好壞，若二次操作線供電正常，我們可以將控制柜內(nèi)各個部位的操作線進(jìn)行打緊，確保排除松動、虛接的故障。3、風(fēng)扇故障 變頻控制柜內(nèi)部都會安裝風(fēng)扇，起到散熱排氣的作用，而且柜內(nèi)上方的風(fēng)扇一般為交流220V供電，在風(fēng)扇損壞的情況下，會產(chǎn)生二次回路的小型斷路器跳閘，柜體通風(fēng)

13、不暢等故障。 我們在條件允許的情況下可以定期進(jìn)行風(fēng)扇的檢查，看看轉(zhuǎn)動是否費(fèi)力，通風(fēng)量如何。3、風(fēng)扇故障 變頻控制柜內(nèi)部都會安裝風(fēng)扇，起到散熱排氣的作用，而且柜內(nèi)上方的風(fēng)扇一般為交流220V供電，在風(fēng)扇損壞的情況下，會產(chǎn)生二次回路的小型斷路器跳閘，柜體通風(fēng)不暢等故障。 我們在條件允許的情況下可以定期進(jìn)行風(fēng)扇的檢查，看看轉(zhuǎn)動是否費(fèi)力，通風(fēng)量如何。4、啟動控制柜后電機(jī)運(yùn)行異常 在控制柜的二次回路問題排除后，我們啟動控制柜，電機(jī)運(yùn)行異常報警停機(jī)。 首先查看故障代碼，確定故障類型，是過流、過壓、電磁場異常等等。 我們首先檢查電機(jī)端子到電機(jī)這個部分的電纜絕緣性，使用搖表測量后，我們打開電機(jī)端子蓋，檢查電機(jī)

14、端子連接部位是否正常，有無短路處，若沒有則測量電機(jī)三相繞組，測量結(jié)果正常，電機(jī)端子到電機(jī)部位、以及電機(jī)無問題。 在排除電機(jī)問題后，檢查電機(jī)上的控制端子接線是否松動，變頻器運(yùn)行之后變頻器風(fēng)扇轉(zhuǎn)動是否正常，因為變頻器的風(fēng)扇是變頻器內(nèi)部供電，若是異常則可能造成變頻器內(nèi)部供電異常停機(jī)。 進(jìn)行電機(jī)參數(shù)的查看，現(xiàn)場螺桿泵類進(jìn)口使用的一般都是永磁直驅(qū)電機(jī)(也有異步電機(jī)類拖動機(jī)構(gòu)）我們要查看電機(jī)參數(shù)是否匹配。在不具備查看電機(jī)參數(shù)的條件下，則進(jìn)行送修。5、偷停類故障 我們經(jīng)常會遇到電機(jī)偷停的情況，在幾次偷停之后，當(dāng)引起我們的重視。 查看故障時的運(yùn)行參數(shù)，判斷是正常保護(hù)停機(jī)還是異常停機(jī)，主要查看故障時的電壓，頻率

15、，電流。 在查看完畢之后，在電機(jī)帶載運(yùn)行狀態(tài)下，我們使用鉗形電流表進(jìn)行電流的測量，看看三相輸出是否正常、平衡。（1）偷停報警過流：原因：負(fù)載過重、動力電纜虛接、電源電壓異常、變頻器功率過小。處理方法：檢查負(fù)載，緊固螺絲等連接部位，檢查電源電壓，重新匹配變頻器，變頻器復(fù)位 。若上述處理后依舊偷停報警，則送修。 （2）報警電機(jī)過熱、電機(jī)異常： 原因：電機(jī)運(yùn)行中散熱量巨大，電機(jī)接線部位有松動，長時間運(yùn)行產(chǎn)生大量熱，永磁電機(jī)磁場紊亂。處理方法：緊固電機(jī)接線端子的螺絲（包括電機(jī)端的接線柱），查看匹配電機(jī)參數(shù)。處理后依舊偷停，進(jìn)行送修。（3）偷停報警電壓類故障：原因：負(fù)載不平衡存在大量的反饋電壓，電網(wǎng)電壓

16、異常，負(fù)載過重，變頻器參數(shù)問題。處理方法：檢查制動部位的完整性（檢查制動單元，后面有介紹），排除負(fù)載問題。變頻器復(fù)位。上述處理后依舊出現(xiàn)偷停現(xiàn)象，則電話咨詢或送修。（4）報警排線連接類故障：原因：變頻器老化，插線松動，控制板上的小型器件損壞，操作面板失靈。處理方法：從新插接連線部位，如網(wǎng)線接口、排線等，更換操作面板。上述處理后依舊偷停報警，則進(jìn)行送修。6、間歇性啟動故障 間歇性故障，即啟動控制柜，有時可啟動，有時不能啟動。 造成這種現(xiàn)象的主要原因有三個：（1）線路松動虛接；（2）按鈕與繼電器類元件老化；（3）環(huán)境因素：主要是溫度，很多變頻器設(shè)計中未考慮北方的低溫因素，在冬天的運(yùn)行中會出現(xiàn)低溫報

17、警或者溫度采樣異常報警。7、制動單元類故障 由于負(fù)載的不平衡性，在電機(jī)運(yùn)行中會有發(fā)電情況發(fā)生，在嚴(yán)重不平衡的場合，我們需要在變頻控制柜內(nèi)加裝制動單元及制動電阻，來把電機(jī)發(fā)電消耗掉。 制動單元主要有四個端子，兩個接變頻器的直流端，兩個接制動電阻。 這里我們注意，在連接制動單元與變頻器直流端時，一定不要接錯直流電的+、-端，不然會燒毀制動單元與變頻器。 制動單元或制動電阻故障（包括變頻器參數(shù)內(nèi)部設(shè)定未啟用制動功能）都會使變頻器在負(fù)載不平衡時報警停機(jī)。 在小型低功率的變頻器，通常制動單元部位都做到了變頻器內(nèi)部，但是在功率稍大的變頻器則不具備制動功能，往往需要加裝制動單元。 簡易測量制動單元的+、-端

18、處的二極管好壞即可簡單判斷制動單元的好壞，還需測量制動電阻的好壞，用萬用表哦歐姆檔即可。仔細(xì)檢查連接制動電阻的動力線，在連接制動電阻端有無燒糊痕跡（因為制動電阻是通過電阻絲產(chǎn)生熱能來消耗反饋電壓，有時熱量過大會烤糊臨近的動力電纜絕緣層）， 我們還可拆開制動單元的扣蓋，檢查有無發(fā)黑，發(fā)糊痕跡。 制動單元或制動電阻損壞，則聯(lián)系送修。8、由于元件老化、灰塵過大、生銹等產(chǎn)生停機(jī)的討論分析 在運(yùn)行過長的控制柜檢測檢查時，必要情況下可以進(jìn)行老化元件的替換，做到預(yù)防為主。 在粉塵過大的場合，或者運(yùn)行時間過久的控制柜，我們進(jìn)行定期清理灰塵，使用風(fēng)機(jī)清灰，延長變頻器的使用壽命。 對于生銹的線路進(jìn)行替換，產(chǎn)生銅銹的元件進(jìn)行更新。 在內(nèi)部控制回路，動力回路已經(jīng)嚴(yán)重老化，產(chǎn)生粘死，線號丟失，故障不可檢查的情況下，進(jìn)行送修，重新配置二次回路，同時更換故障元件?？偨Y(jié) 在現(xiàn)場進(jìn)行故障的基本判斷是必要的，很多變頻器運(yùn)行中未帶負(fù)載正常，而一帶負(fù)載則問題就顯現(xiàn)出來，所以在具備負(fù)載的場合，判斷問題更具備準(zhǔn)確性。 對于變頻控制柜的維護(hù)與保養(yǎng)，可有效的延長柜體的使用壽命，降低故障率。 在現(xiàn)場維護(hù)維修中，先行排除控制回路，動力回路的故障，我們再進(jìn)行變頻器的故障