变频器频繁跳闸地解决方案设计

变频器跳闸的解决方案
瑞康钛业公司：
经多次到贵公司生产现场实地了解及对设备的检查情况，贵公司由于生产调速的需要，在公司各地使用变频器，其中一些变频器负荷较轻，一些负荷较重。

贵公司经常发生锅炉房和煤气发生站变频器跳闸而其他变频器几乎不跳闸的情况。

而贵公司这两处变频器设备又是非常关键的设备，该处设备的跳闸事故给公司的正常生产带来严重影响。

变频器跳闸时的情况：经检查安川变频器跳闸记录为欠电压跳闸；询问西门子变频器跳闸时的情况，据操作工反应显示为F003（欠电压）故障。

同时据贵公司技术人员反应，当变频器跳闸时，伴随着明显的电压波动情况。

一、锅炉房和煤气发生站变频器频繁跳闸时的可能原因检查及分析：
1设备本身正常；经过对这两处变频器控制的电机检查、控制线路、按钮、电源线路的走向和绝缘检查，均正常，不存在偶然性故障的可能情况。

2变频器参数设置正常；参数为对正常风机常规设置，不存在有明显数据不属实的情况。

对变频器、电机、线路均进行了检测，设备均正常；因而排除了设备方面可能存在的问题引起变频器跳闸，在结合变频器跳闸时了解的情况综合判断，锅炉房和煤气发生站变频器跳闸的原因为电源电压波动引起的。

因此对贵公司电源供电及配电情况进行了解和检查。

经检查，锅炉房和煤气发生站变频器电源均由锅炉房380V配电室供给，而该配电室电源由公司10KV高配室经变压器变为380后供给。

公司10KV高配室电源由附近的110KV变电所变为10KV后供给；变电所10KV侧有多路出线，分别供
给其他公司，由于其中一路出线回路负荷为采场电铲，该设备容量大，易发生短路，短路时引起变电所10KV侧母线电压有较大的波动，从而导致贵公司整个供电系统电压波动，变频器跳闸。

因此，锅炉房和煤气发生站变频器跳闸的原因是电网电压波动引起的。

二、锅炉房和煤气发生站频繁跳闸，而其他变频器几乎不跳闸的原因分析：
变频器对于电压波动十分敏感，因此当电压波动较大时，就会发生变频器欠电压跳闸的情况；由于一些负荷较重，当电压波动发生时，重负荷瞬间将将变频器直流母线电压拉跨至欠电压而停机，另一些负荷较轻，变频器直流母线电压将比负荷重的变频器直流母线电压支撑持续的时间较长些；因此，当发生电压较大的波动时，负荷重的变频器容易跳闸些；当波动更大，持续时间更久时，就可能引起所有的变频器跳闸。

而锅炉房变频器就属于负荷很重的一种情况。

三、锅炉房和煤气发生站变频器频繁跳闸的解决方案：
1改善电网电压质量：公司单独引入110KV进线，经变压器变为10KV后给高配室供电。

不与其他公司10KV线路并网使用，避免其他公司大设备故障对电网电压的影响。

而导致全公司设备停机的情况。

今后扩能和再上新设备也不受此影响。

该方案解决效果最理想，建议采用此方案。

2针对跳闸的变频器来解决跳闸问题，该方案只针对目前使用的频繁跳闸的锅炉房2台和煤气发生炉2台变频器，而对其他在用的和今后增加的设备尤其是变频器将不起作用。

有解决的设备面窄的情况。

3锅炉房设备解决方法：优先考虑更换风机电机及变频一整套设备，这样能完全满足生产需要；其次考虑将变频方式该为软起方式，采用阀门调速，主要负荷过重，调速范围小；最后考虑针对从变频器处来解决跳闸问题。

4增加10KV高配室自动控制系统。

四、针对跳闸的变频器来解决跳闸情况的方案需具体实施内容：
1前期设备检查及判断工作。

2参数设置和控制：改变变频器参数，变频器操作控制方式，减少变频器跳闸的故障率（减少情况与电压波动大小和次数有密切的关系）。

注意：操作和改变此处时，需严格变频器停送电制度，变频器本身不能与其他设别联锁，否则可能引起其他后果。

3在变频器直流环节增加储能装置或在变频器电源侧加装电源骤降治理装置。

注：参数设置和控制方式能减少电网电压波动对变频器跳闸的影响，但不能保证能完全避免。

五、变频器参数设置和控制：
1改变锅炉房6台变频器、煤气发生站6台变频器参数和增改控制回路，从而达到减少变频器因电网电压波动的几率。

改造后，要求变频器按顺序启动方式启动，按正常停机顺序停机，并切断变频器的电源。

改造后，由于延时的存在，在电源波动时，将可能出现风机风量配合不匹配的情况（该情况将可能持续时间15秒）；在出现一台变频器故障和非正常停机时，与其他相联锁的变频器将延时停机的情况（延时停机时间最多为15秒）。

上述2种情况工艺上是否可行。

2变频器控制原理图
2.1西门子变频器电气控制原理联锁
2.2安川变频器E7、F7：在变频器主电源回路加装接触器，实现对变频器远
程停\送电控制，变频器控制电源取于接触器下端头，在变频器运行信号
输出点上接入时间继电电气，作为联锁使用的变频器运行信号；（由于贵
公司未提供该变频器电气控制原理图，只能用文字表达）
3参数设置：
3.1西门子变频器430 参数设置：加大P1120、P1121斜坡设置；P1200、
P1202、P1203、P1210、P1211；
3.2安川变频器E7、F7：C1：C1-01、C1-02；B3：B3-01、B3-02、B3-03；L2：
L2-01、L2-02、L2-05;
4变频器参数设置和控制所需材料：时间继电器12个，中间继电器12个，800A 接触器4台；160A接触器2台；启动按钮6个（带指示）；1.5mm控制线若干，2芯或3芯电缆若干；控制箱6个（可能需要，看现场操作台情况而定）六、在变频器直流环节增加储能装置方案介绍
1在变频器直流环节增加储能装置的原理：变频器是由整流器和逆变器加直流中间环节组成，变频器低电压指其中间直流回路低电压（即逆变器输入电压
过低）；一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。

当电网电压波动较大、骤降、晃电时均易造成变频器因低电压而停止运行。

因此，当发生电网电压骤降、晃电时，只要给变频器中间直流回路输入直流电源，保证直流环节电压在一个合理的范围内，变频器将继续输出，若输入的直流电源能持续较长的时间，大部分的电网晃电、电压骤降均能躲过，从而保证变频器持续正常的运行。

2变频器直流环节增加储能装置的系统构成：
主要由储能单元、冲电器、压差控制电子开关、直流有源滤波器、直流隔离单元、监控单元（包含单只电池检测）、执行单元和监测软件等组成。

3单台电机控制原理图：
4设备逻辑控制图：
5锅炉房2台变频器及煤气发生站2台变频器的主要配置：
5.1柜体内元件：
主控柜：含有触摸屏的系统测控、直流压差控制开关、每一条支流回路
中，含有直流熔断器、直流隔离模块等。

电池柜：每组电池柜40节电池，
包含单只电池巡检模块。

电池保证支撑变频器直流母线电压30秒时间。

5.2该装置系统能实现的功能：
5.2.1当变频器交流电压故障（失压或瞬时停电）时，变频器在该系统保
护下，由该系统提供直流电源，在设计时间内能连续正常运转。

5.2.2电池组的供电时间，根据设计，不得少于30秒。

5.2.3在电池组供电过程中，若三相电源恢复正常，则变频器供电自动切
换至三相380V交流电源供电。

5.2.4在该系统支撑期间，变频器运行及输出参数不做任何改变。

5.2.5具备系统自诊断及故障显示功能，并具有声光报警功能。

5.2.6为延长蓄电池使用寿命，充电系统具备浮充与均冲功能，且能自动
转换，均冲电压达到560V，浮充电压达到530V，在正常操作期间，
电池应处于浮充状态。

七、变频器电源侧加装电源骤降治理装置（只针对一个变压器测解决问题）
1电源骤降（暂降）治理装置原理
电源骤降治理装置即为快速电压调节器，它安装于变压器的后端，它由电压源逆变器、旁路电路和一个串联在电网输入端和负载之间的注入式变压器所组成。

它时刻监测输入电源电压，当电压一旦偏离额定值时，它即控制IGBT 和串联的注入变压器注入适当的补偿电压。

在这期间能量是从电网中获得。

该保护装置在1-2ms作出响应，极其快速地将负载端电压调节到额定值，从而消除了来自电网输入端的的电压暂降对负载的影响。

2电源骤降（暂降）治理装置原理图
七、变频器跳闸解决方案费用：
1前期变频器故障诊断费用：2.86万元（包含检测费用、实验及设备费用、人工及其他费用。

2参数设置及控制方式的更改费用：3.6万元（不包含设备购置费用）
3在变频器直流环节增加储能装置费用：设备费用130万元，安装费用26万元；4变频器电源侧加装电源骤降治理装置费用：设备费用300万元，安装费用30万元；
变频器跳闸解决方案费用:采用变频器直流环节增加储能装置总费用为：162.46万元。

采用变频器电源测加装电源骤降自理装置总费用为：336.46万元。

潘刚。