最新44 电动机(第四分册-6kv东方日立变频器检修规程汇总

44电动机（第四分册）-6K V东方日立变频器检修规程
华能南通电厂企业标准
DQJXGC-05-2011-7
第二卷
电气设备
检修工艺规程
第四分册
6KV东方日立高压变频器
受控状态：
发放号：
批准：
审核：
修编：
编写：
目录
一．设备概况及参数 (1)
1.1 设备概况 (1)
1.2 设备参数 (1)
1.2.1 #2炉引凤机A、B变频器参数 (1)
1.2.2 #2炉凝泵变频器参数 (2)
1.2.3 #3炉一次凤机A、B变频器参数 (3)
1.2.4 #4炉一次凤机A、B变频器参数 (4)
二．变频系统结构原理及保护控制 (5)
2.1 变频器结构原理 (5)
2.2 电气接线及联锁 (10)
三．检修前准备工作 (11)
3.1 人员准备 (11)
3.2 工具及技术资料 (11)
四．设备日常维护及检修 (12)
4.1 注意事项 (12)
4.2 设备日常检查 (12)
4.3 设备定期检修项目 (13)
五．故障处理 (14)
5.1 故障分类及诊断 (14)
5.2 常见故障的处理 (15)
6KV东方日立高压变频器检修规程
一．设备概况及参数
1.1 设备概况
到目前为止，我厂共有6KV东方日立高压变频器7台，总容量
表1 华能南通电厂6KV东方日立变频器配置情况列表
1.2 设备参数
二．变频系统结构原理及保护控制2.1 变频器结构原理
2.1.1 功率单元的串联
DHVECTOL-DI 系列变频器是由多个功率单元串联而成，以6kV每相六单元串联为例,电压叠加如图2－1所示。

每相由六个相同的功率单元串联而成，相
电压为3464V；每个功率
单元输出有效值Ve＝577V，峰值输出电压Vp= 2 Ve＝816V。

（见示意图2-1）
图2-1 6kV变频器电压叠加示意图
图2-1为6kV系统的电压叠加示意图，其电气结构原理示意图如图2－2所示：
图2—2 6级6kV变频器电路原理示意图
2.1.2 功率单元电气原理
功率单元主要由三相桥式整流器、电容器组、IGBT逆变桥构成，同时还包括驱动、保护、监测、通讯等组件的控制电路。

通过控制IGBT的工作状态，输出PWM电压波形。

如图2-3所示。

2—3变频器功率单元图
各功率单元具有完全相同的结构，有互换性。

将每相N个功率单元的输出电压叠加，获得多重化的相电压波形，使相电压具有2N+1个电压台阶，如图2—4所示的N=6，六个功率单元输出的PWM波形及叠加之后的相电压波形图。

图2—4 变频器的单元输出波形及相电压叠加波形
2.1.3 移相变压器
移相变压器电气原理如图2—5图所示: 变压器（以6kV变频器输出变压器为例）原边绕组为6kV, 副边共十八个绕组分为三相。

每个绕组为延边三角形接法，分别有±5o、±15o 、±25o 等移相角度，每个绕组接一个功率单元。

这种移相接法可以有效地消除35次以下的谐波。

因此，采用移相变压器进行隔离降压，保证本变频器系统对于电网的谐波干扰，在国家标准规定的限值以内。

图2—5 移相变压器电气原理图
2.1.4主控系统
主控系统包括：主控板及其输入输出接口。

主控板以INTEL公司高性能80196KC或80296SA单片机为控制核心，辅以一个EPROM存储器存储主控程序，另外使用一个SRAM存储器存储用户设置的现场运行数据。

主控板和光通讯主板之间通过专用电缆进行数据传输。

光通讯主板通过光纤和单元之间进行通信，向各功率单元传输PWM信号，并返回各个功率单元状态信息。

PLC和触摸屏显示界面之间采用通讯电缆连接。

触摸屏及面板键盘实现人机对话功能。

显示内容有系统状态，运行状态，功能参数值、故障记录等。

通过面板上的功能键盘，可以进行系统运行、停机、复位及功能参数设定和记录查询。

主控板的I/O接口用来实现端子控制模式的外部通信。

主要功能有，系统端子复位和运行/停止控制、外部模拟方式频率给定、以及系统状态、运行频率输出等。

主控板的输入还包括控制电源和运行电流的采样信号（主控系统示意如图2—6）。

（3×N根光纤）
单元工作状态控制
（光纤）
电压和电流采样 I/O端子板接口
电源输入
图 2—6 主控系统示意图
2.1.5 IGBT驱动原理
在本变频器的功率单元中，使用高性能、智能的专用IGBT驱动模块对主控系统输出的PWM控制信号进行隔离、缓冲处理后，使弱电信号（TTL电平）能够驱动高压回路中的IGBT器件，输出运行所要求的SPWM电压。

驱动模块辅助功能还包括：对IGBT进行短路、过流、欠压监测和保护。

当负载或功率单元一旦出现短路、过流、欠压等方面的故障，驱动模块将故障信号上传到主控系统，后者的微处理器将根据故障类型进行识别处理后，发出命令使驱动模块停止工作，禁止该功率单元的输出。

同时主控系统中故障处理逻辑还会根据故障类型进行更进一步的诊断，以决定系统是否确实出现故障，以决定系统将先取报警停机或继续运行，从而保护变频器与配电系统的安全，不至于造成更大的故障、带来更大的经济损失。

2.2 电气接线及联锁
东方日立DHVECTOL-DI系列变频器电气接线、连锁设置、电气保护以及外设接口都与利德华福变频器相似，具体内容可参考《6KV利德华福变频器检修规程》，主要有三点不同：
1. 东方日立变频器凝泵“一拖二”方式主回路与利德华福类似，但是用两把
单刀双掷刀闸取代利德华福变频器回路中QS2和QS3以及QS5和QS6，如图2-7所示。

图2-7凝泵变频器主回路（东方日立）
2. 利德华福变频器两路控制电源都取自400V马控，而东方日立变频器一路控制电源取自400V马控，另一路由移相变压器400V绕组提供。

3．由于东方日立变频器功率单元所用熔丝为快速熔断型，若变频器直接上高压充电，较大的充电电流将烧毁熔丝。

因此，与利德华福变频器有所不同，东方日立变频器配备了专门的充电回路，充电时投入充电电阻以减小充电电流，充电完成后控制器才发出指令合高压开关。

设备绝对不允许未充电直接合高压开关。

三．检修前准备工作
3.1 人员准备
6KV东方日立变频器检修需配备2～3人，指定一名对该系统非常熟悉并具备高级工技能的人员担任工作负责人，其它工作人员也应具备独立工作所需的技术及安全技能。

3.2 工具及技术资料
1．技术资料
⑴东方日立DHVECTOL-DI高压变频器用户手册
⑵６ＫＶ东方日立高压变频器检修规程
⑶６ＫＶ东方日立高压变频器设备原理图
⑷对应待检修变频器设备的接线图
⑸上次检修交底及试验报告
2．主要工具
工具包、电筒、万用表、示波器、一字螺丝刀、十字螺丝刀、扳手、吸尘器、吹灰器、酒精、杂布等。

四．设备日常维护及检修
4.1 注意事项
1．在做任何维护和检修工作之前，严格按照操作规程。

2．确认无发热元件和不带电之前，千万不要触摸柜内任何部位。

3．在检修时，一定要将高压切断并检查所有单元的红灯指示灯完全熄灭才能更换或测量。

4．不要使高压电源误接到变频器的输出端，这样会使变频器内部器件发生爆炸。

5．不要用高压摇表测量变频器的绝缘，这可能会使功率单元中的开关器件受损。

6．变压器进行耐压试验时，需要将所有功率单元同变频器断开，并且将温控仪同测温探头断开。

7．夏季环境温度较高时，应加强变频器安装场地的通风，保证变频器良好的通风散热条件。

8．如果变频器停机后恢复运行，如果环境潮湿，请先打开各控制电源，使变频器通风半小时，以驱除变频器内部潮气，然后再通高压电投入运
行。

4.2 设备日常检查
1．设备外观检查：变频器、变压器、风机等是否有过热、变色或有异味。

2．运行声音: 变频器和变压器、风机是否有异常振动、异常声音。

3．变频小室环境温度湿度检查：小室温度一般应保持在24～30℃之间，适度小于90%。

4．制冷系统检查：
①所有散热风机是否正常转动，界面应无报警提示。

②变频小室内空调设置和运行是否正常。

5．变压器温度检查：值班人员或维护人员应定期对变压器进行巡视、检
查，记录变压器绕组的温度值，注意对应相同负荷时绕组的温度变化情
况以及三相绕组温度是否平衡。

报警温度130℃，跳闸温度140℃。

6．工控机各项参数显示是否正常：包括输出频率、输出电流、报警信号以及故障记录等。

7．滤网的清新更换：
半个月左右清理一次柜门防尘滤网的灰尘，保证冷却风路的通畅。

如果环境灰尘污染严重，定期清理的时间还应缩短。

同时，保持变频小
室内地面清洁。

4.3 设备定期检修项目
1．变频器盘柜清扫，包括控制柜、功率柜、变压器柜以及旁路柜清扫。

清扫时应用真空吸尘器，但不要在真空吸尘器软管上使用金属管嘴以免造成部件损坏，吸尘器软管达不到处的灰尘，可用压力较低的压缩空气吹扫，然后用真空吸尘器吸尘以便清除之，但不得使用高压空气。

2．变频器设备一次回路检查：功率柜、变压器柜、旁路柜内一次回路所有电缆及铜牌固定良好，连接件螺丝无松动，连接点无发黑、腐蚀；旁路柜刀闸操作机构完好，操作灵活，刀闸触头完好，刀闸合上时，动、静触头接触紧密。

3．设备内部一次元件检查：包括变压器、冷却风扇、功率单元、功率单元熔丝、各分压电阻以及霍尔元件检查。

4．设备内控制电路板及二次回路检查，主要包括：
①各板件外观良好；板上电容无鼓出、漏夜；板卡无松动，CPU风扇能
灵活转动，所有插头、插件无松动。

②控制回路所有端子排接线紧固，连接可靠。

③所有功率单元控制光纤完好，光纤插头连接紧密、可靠。

5．控制柜UPS检查：
① UPS功能试验正常，能实现旁路与逆变器之间、交流供电与蓄电池供
电之间的切换，并在切换时保持不间断供电。

② UPS输入交流电丢失后，靠自带的蓄电池能维持供电20分钟以上。

6．交流控制电源切换试验：
变频器有两路控制电源，一路取自马控中心，另一路来自变频器移相变压器的400V绕组。

当马控电源丢失时，切换接触器动作，控制电源自动切至移相变压器的400V绕组供。

在切换过程中，UPS由蓄电池供电，并保持输出电压不间断，变频器的运行不受干扰。

五．故障处理
5.1 故障分类及诊断
变频系统配置了完善的系统故障在线自诊断功能，一定程度上自动识别、判断故障，发出故障报警信号，并选取合适的运行方式，如紧急停机、切高压以及功率电源旁通等，从而保证变频器系统安全、经济地运行。

从故障的严重程度来考虑，可分为轻故障和重故障：轻故障，即不影响系统连续运行，只是故障声光报警的故障。

变频器轻故障后，变频器提供故障声报警，用户可通过变频器就地触摸屏故障记录查找故障；重故障，就是要影响系统连续运行的故障。

变频器重故障后，变频器立即停止输出，同时输出“高压开关紧急分断”信号，跳变频器输入高压开关，变频器故障报警。

变频器液晶自动弹出故障记录窗口，用户记录下故障记录后，可根据故障记录查找故障。

从故障发生区域来分，变频器系统故障可分为变频器本体故障和外围电气系统故障。

变频器本体故障包括：单元故障和系统故障。

出现故障时，故障信号上传至主控系统，主控系统的微处理器立即进行识别处理，作判断，并根据判断结果发出相应指令，在液晶面板显示故障类型，功率单元上相应指示灯闪亮指示故障所在单元的位置，在相应功能号中进行故障记录，供运行技术人员查询。

1. 功率单元故障
功率单元故障时，功率单元上有状态和故障指示灯，检修人员面向功率单元的前面板，则指示灯从上到下依次是：
红灯1：故障状态；
黄灯1：通信故障；
黄灯2：过压状态；
黄灯3：驱动故障；
黄灯4：过热状态；
黄灯5：欠压状态；
黄灯6：缺相状态；
绿灯1：旁通状态；
红灯2：延时状态；
红灯3：备用电源；
绿灯2：电源指示。

2. 电气控制系统故障
电气控制系统出现故障后，主控系统立即对其进行诊断，并根据结果发出相关指令。

PLC接受此指令发出声光信号报警，并实施相应保护。

①变频器重故障
以下类型的变频器故障属于重故障：
a）各功率驱动单元的通信故障（下行光纤）、单元驱动故障、单元直流母线过压、单元过热；
b）各个系统通信故障（上行光纤）、系统过流、系统过载、差动故障。

变频器重故障发生后，主控系统迅即进行在线自诊断，并据此发出相关指令，对故障进行记录，由PLC进行声光报警，同时实施相应保护，如跳高压等。

另外，变频器设计上具有单元旁路功能,若条件允许，系统能自动切除故障单元，进入旁路运行状态，同时有信号报警，直到用户操作变频器停机。

②变频器轻故障
以下故障类型属于轻故障：各功率单元的欠压、缺相、旁通运行。

为保证设备和人员安全，轻故障应尽快处理，不允许维持时间太长，以免发展成为危害设备的重故障。

③变压器过热
运行中变压器温升超过温度开关设定限值。

冷却风机损坏、环境温度过高，主回路长时间过载都将导致变压器过热。

出现此故障后，系统立即实施以下保护动作：130℃告警；140℃复位变频器、跳高压。

④冷却风机故障
运行中冷却风机空气开关跳闸，或人为切断冷却风机电源，造成冷却风机故障。

出现此故障后，在线自诊断功能立即动作发出声光警报，若等待5分钟后故障仍未消除，立即停机处理。

⑤外供电源故障
外供电源出现缺相或跳闸。

出现此故障后，即有声光信号报警；其中若有一路电源正常供电，系统维持正常运行。

5.2 常见故障的处理
1. 变频器故障后，应尽快判断故障类型，及时处理，避免不必要的停机。

2.
3. 变频器故障后，运行人员必须立即通知检修人员到就地查看故障记录，
4.
当某个功率单元故障时，可用示波器观察每个功率单元的输出波形是否正常，从而确定故障单元，具体步骤如下：
1．查看故障记录，初步判断故障单元所在相别和位置。

2．拆除功率单元输出铜排。

3．将变频器启动频率设为一较低值。

（5Hz-10Hz）
4．就地启动变频器，用示波器观察每个功率单元的输出电压波形，找出故障单元。

每个功率单元的正常电压波形如图5-1所示。

5．更换故障功率单元，重新测量输出波形。

6．恢复功率单元输出铜牌，变频器试开。

精品资料
图5-1 功率单元的正常输出波形仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢18。