1.引言

Ipower系列高壓變頻器是采用多單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)的交-直交電壓源型變頻器，它通過(guò)多重疊加技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸入、輸出電壓、電流波形的正弦化，諧波得到有效控制，減少了對(duì)電網(wǎng)和負(fù)載的污染是不需要濾波器的環(huán)保型高壓變頻器。同時(shí)它還有完備的保護(hù)裝置與措施來(lái)保護(hù)變頻器和負(fù)載，以杜絕和避免因各種復(fù)雜工況而造成的損失，為用戶(hù)創(chuàng)造更大的效益。

2.高壓變頻器的保護(hù)

2.1高壓變頻器的進(jìn)線保護(hù)

進(jìn)線保護(hù)是對(duì)用戶(hù)進(jìn)線端以及變頻器的保護(hù)，其中包括防雷保護(hù)，接地保護(hù)，缺相保護(hù)，反相保護(hù)，不平衡度保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)，變壓器保護(hù)等等。這些保護(hù)裝置一般都安裝在變頻器的輸入端，在運(yùn)行變頻器之前得首先保證進(jìn)線保護(hù)沒(méi)有問(wèn)題，方可運(yùn)行。

2.1.1防雷保護(hù)是通過(guò)安裝在旁路柜或變頻器輸入端的避雷器進(jìn)型防雷保護(hù)，避雷器是一種能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓能量，保護(hù)電工設(shè)備免受瞬時(shí)過(guò)電壓危害，又能截?cái)嗬m(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器接于變頻器進(jìn)線與地之間，與被保護(hù)變頻器并聯(lián)。當(dāng)過(guò)電壓值達(dá)到規(guī)定的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，流過(guò)電荷，限制過(guò)電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣；電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，防止因雷擊而受到損害。

2.1.2接地保護(hù)是通過(guò)在變頻器進(jìn)線端安裝零序互感器裝置，零序電流保護(hù)的原理是基于基爾霍夫電流定律，流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和等于零。在線路與電氣設(shè)備正常的情況下，各相電流的矢量和等于零，因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出，執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生某一相接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓，反饋到主監(jiān)控箱，進(jìn)而發(fā)出保護(hù)命令，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的。

2.1.3缺相、反相、不平衡度保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)。缺相、反相、不平衡度保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)主要是由變頻器進(jìn)線電壓反饋版或電壓互感器進(jìn)行進(jìn)線電壓采集，再通過(guò)CPU板進(jìn)行運(yùn)算來(lái)判斷是否是缺相，反相，進(jìn)線電壓是否平衡，是否過(guò)壓，因?yàn)槿绻斎肴毕啵蚍聪?，以及電壓不平衡或者過(guò)壓很容易造成變壓器燒毀，或是功率單元損壞，或者電機(jī)反轉(zhuǎn)。

2.1.4變壓器保護(hù)。Ipower系列高壓變頻器只要由三部分組成：變壓器柜，功率單元柜，控制柜組成，變壓器是采用切分式干式變壓器將高壓交流電變換成一系列不同角度的低電壓為功率單元供電，變壓器只能通過(guò)風(fēng)冷進(jìn)行冷卻，因此對(duì)變壓器的保護(hù)主要是通過(guò)變壓器的溫度進(jìn)行保護(hù)，防止變壓器溫度過(guò)高，而造成變壓器線圈燒毀。在變壓器三相得線圈里放置溫度探頭，將溫度探頭的令一端連接到溫控裝置，該溫控裝置可以設(shè)施變壓器底部風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)溫度，告警溫度，和跳閘溫度，同時(shí)將各相線圈溫度顯示數(shù)來(lái)，如果溫度達(dá)到告警或跳閘值，溫控器會(huì)將信號(hào)送至PLC，將報(bào)警信息顯示在用戶(hù)界面，PLC會(huì)進(jìn)行告警或跳閘保護(hù)。

2.2Ipower系列高壓變頻器的出線側(cè)保護(hù)

Ipower系列高壓變頻器的出線保護(hù)是對(duì)變頻器輸出側(cè)部分及負(fù)載的保護(hù)，包括輸出過(guò)壓保護(hù)，輸出過(guò)流保護(hù)，輸出短路保護(hù)，電機(jī)超溫保護(hù)等等。

2.2.1輸出過(guò)壓保護(hù)。輸出過(guò)壓保護(hù)是通過(guò)輸出側(cè)電壓采樣板對(duì)輸出電壓進(jìn)行采集，如果輸出電壓過(guò)高，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

2.2.2輸出過(guò)流保護(hù)。輸出過(guò)流保護(hù)是通過(guò)檢測(cè)輸出的霍爾采集的輸出電流，而進(jìn)行比較判斷是否造成過(guò)流。

2.2.3輸出短路保護(hù)。針對(duì)電動(dòng)機(jī)定子繞組及其引出線相間發(fā)生短路故障時(shí)所采取的保護(hù)措施。變頻器如果判斷輸出短路則立即對(duì)功率單元發(fā)出封鎖，停止運(yùn)行。

3 Ipower系列高壓變頻器故障處理方法

Ipower系列高壓變頻器具有高度智能化運(yùn)算水平和完善的故障檢測(cè)電路，并能對(duì)所有的故障提供精確的定位，在主控界面上做出明確的指示。在實(shí)際的運(yùn)用中我們發(fā)現(xiàn)，常見(jiàn)的故障可分為控制通道異常、IGBT過(guò)流，過(guò)電壓故障等等。這里就常見(jiàn)的故障及產(chǎn)生的原因和處理方法進(jìn)行分析。

3.1控制通道異常故障

控制通道異常故障通常由于PWM板與功率單元板之間的光纖通信造成的，一般由以下幾種情況：

1、光纖連接部位接觸不良或光纖頭脫落；

2、光纖信號(hào)發(fā)送/接收器內(nèi)部堆積灰塵；

3、光纖折斷；

4、光纖通信控制板損壞；

在出現(xiàn)光纖故障的情況下，首先需要判斷是功率單元故障還是控制器側(cè)出現(xiàn)故障，可以通過(guò)對(duì)調(diào)光纖的方法進(jìn)行判斷。將在控制器中光纖板上得同一相得任意一個(gè)功率單元對(duì)應(yīng)的光纖與報(bào)故障的光纖進(jìn)行對(duì)調(diào)，再次上電監(jiān)控界面定位的光纖故障如果仍然在原位置，說(shuō)明是光纖板損壞，反之，監(jiān)控界面顯示的光纖故障已經(jīng)更換位置，則說(shuō)明是功率單元故障，此時(shí)可以考慮更換或維修故障功率單元。

3.2IGBT過(guò)流故障的原因及解決辦法

IGBT是高壓變頻器中最關(guān)鍵的功率器件，IGBT作為一種大功率的復(fù)合器件，存在著過(guò)流時(shí)可能發(fā)生鎖定現(xiàn)象而造成損壞的問(wèn)題。為了提高系統(tǒng)的可靠性，采取了一些措施防止因過(guò)流而損壞。通常引起IGBT過(guò)流故障的原因有以下幾種：

1、變頻器輸出短路；

2、功率單元內(nèi)IGBT被擊穿；

3、驅(qū)動(dòng)檢測(cè)電路損壞

4、檢測(cè)電路被干擾；

檢測(cè)方法是根據(jù)監(jiān)控界面顯示的故障定位找到對(duì)應(yīng)得模塊，拆開(kāi)檢查IGBT是否損壞，判斷的方法是找到功率單元內(nèi)部直流母線的正極V+與負(fù)極 V-，將萬(wàn)用表的黑表筆接到V+上，紅表筆分別接到U,V上，用二極管檔，應(yīng)該顯示0.4V左右的數(shù)值，反相則顯示無(wú)窮大；將紅表筆接到V-上，重復(fù)以上步驟，應(yīng)得到相同的結(jié)果，否則可判斷IGBT損壞需要更換。

3.3過(guò)電壓故障原因及解決辦法

過(guò)電壓原因一般是是來(lái)自電源輸入側(cè)的過(guò)電壓，正常情況下電網(wǎng)電壓的波動(dòng)在額定電壓的-10%～+10%以?xún)?nèi)，但是在特殊情況下。由于直流母線電壓隨著電源電壓上升，所以當(dāng)電壓上升到保護(hù)值時(shí)，變頻器會(huì)因過(guò)電壓保護(hù)而跳閘。為避免輸入側(cè)過(guò)電壓可以改變變壓器的抽頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，此種方法只適合于現(xiàn)場(chǎng)電壓一直偏高的情況下，另外還可以考慮在電源輸入側(cè)增加吸收裝置，減少變頻器輸入側(cè)過(guò)電壓因素。

4結(jié)語(yǔ)

高壓大功率變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來(lái)越關(guān)鍵的作用，而變頻器的日常維護(hù)也顯得更加重要，所以只有懂得高壓變頻器的各種保護(hù)功能和故障處理方法，才能妥善處理運(yùn)行時(shí)發(fā)生的各種問(wèn)題，隨著科技的不斷發(fā)展，高壓變頻器的功能和保護(hù)會(huì)更加完善，我國(guó)的高壓變頻器也會(huì)走向世界前列！

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