（山东钢铁集团莱芜分公司检修事业部 山东济南 271104）
摘要：在电气传动控制中，变频器是非常重要的设备，随着电力电子大功率器件技术的迅速发展，高压变频器发展有了新的飞跃，为响应节能降耗的能源形势要求，需将高压变频器广泛应用于各发电厂。高压变频器通过改变电源频率，来启动电机和进行无级调速，减小启动电流、消除对电气和机械的冲击，根据系统需求调节设备工艺参数，实现节能效果，简化工艺机械结构。高压变频器虽能改变传动设备运行效果及提升运行效率，但在运行过程中出现了新的问题，高压变频器中出现的一系列故障成为发电系统薄弱环节，需对其进行分析并采取有效措施来改善这一状况。
关键词：高压；变频器；原理；故障
引言
采用交流变频器调速技术对交流电机进行调速，具有节电效果好、调速方便、保护功能完善、组态灵活、可靠性强等很多优点。由于交流变频调速技术的众多优越性，在火力发电领域也得到了非常广泛的应用，对火电厂内的风机、水泵等大功率耗能设备实现高压变频器调速改造，已成为公认的节能方案。随着变频器应用范围的扩大，检修维护工作中遇到的问题也越来越多。本方主要介绍了高压变频调速装置基本原理，并对高压变频器常见的故障进行分析，提出预防和处理的方法。
1高压变频器结构原理
高压变频器以多个功率单元串联多电平输出高压为当前主流产品，主电路采用交-直-交变流结构。成套高压变频器主要由高压开关设备、移相变压器、功率单元、控制单元及冷却设备组成。高压开关设备用于接通断开的输入电源和负载，切换工频旁路；移相变压器将网侧高压变换为多组低压，各副边绕组采用延边三角接法，相互之间有一定的相位差。功率单元是变频器核心，采用多重电路新型接法结构将其均分成三组，每组一相，每个单元将三相交流电进行整流储能滤波逆变后输出单相低压交流电，每组多个功率单元输出侧串联形成高压，各单元具有故障自检自动退出功能，非故障单元正常工作可保障电机继续运行或自动切换到高压旁路工频运行，避免停机造成损失，模块化设计利于故障时迅速替换。控制单元对变频器主回路进行检测、控制及保护，对外传输接收指令信号及参数，控制单元通过光纤对每一个功率单元进行整流、逆变控制与检测，实现电气隔离。冷却风扇安装于高变频器柜顶，以往外抽风方式进行风冷。
2高压变频器故障
2.1电网波动故障
高压变频器是串联在控制系统中，上级联接高压电源电源，下级联接电机负载。由于电网的供电电源发生故障、供电电源电压升高或者降低、三相供电不平衡、单项电网接地、雷击都会造成变频器故障。供电系统出现问题轻变频器会保护动作，电源波动严重会直接导致器件损坏。
2.2电气接线及硬件故障
高压变频器电路结构复杂、电气元件较多，发生的硬件故障主要有：光纤头松动积灰导致控制器与功率单元通讯中断，引发故障停机、功率单元控制错乱器件损坏等；高压过电压保护器性能下降内部击穿产生电弧损坏周边元件；移相变二次绕组引线接头接触不良发热烧断；功率单元整流逆变器件、储能电容击穿产生电弧导致功率单元故障。以上故障现象均为严重故障，将会立即跳闸停机，故障电弧若不能快速切断对高压变频器损伤则是毁灭性的。
2.3变频器不能启动、调频
变频器的启动必须在得到系统待机指令条件后才能进行。如果没有故障的情况下不能启动，就要初步检查高压电源是否就绪、系统是否已经复位、转换开关选择是否正确。在变频器上高压电之后的３０ｓ（时间可设定）之内，控制器系统不接收启动命令，３０ｓ之后才能操作启动运行。
同样，变频器断开高压电后，在３ｍｉｎ内（时间可设定）控制器系统处于复归状态，不能立即操作启动，等系统数据清零后，才能重新操作启动。变频器运行频率调节有多种模式，控制器柜工控触摸屏调节，有最高控制权；机旁远程调节，一般通过电位器进行４～１０ｍＡ模拟调节；上位机调节，通总线、协议通信控制调节，全部调节都由工控机界面给定。如果出现频率不能调节，先检查是外部原因还是内部原因，除工控机的频率调节是内因，其它的调节都外因。变频器是随时可以转换频率调节模式的，通过转换模式就可知是哪部分出现故障。
3变频器故障解决对策
3.1运行环境控制
变频器的故障发生率与运行环境息息相关，良性的环境，可直接提升变频器性能。具体环境要求为：具备独立小室，避免粉尘污染和日晒雨淋对设备的不良影响；外置空调保证了变频器的运行环境温度为恒温25℃左右，小室内加装除湿机、保证室内湿度50%左右；在应用领域，以励磁系统小室、DCS控制室、继电保护室、现场CMES仪表室等控制效果最为明显；滤网清除同样不可缺少。
3.2预防电气接线及硬件故障
对高压变频器进行定期维护检修及清洁，检查紧固接线端子，清理光纤插头；根据电气预防性试验规范对高压设备进行试验，判断元件性能，及时更换，以排除隐患，过电压保护器更换选用无间隙过电压保护，有间隙过电压保护器外橡胶护套因密封不严造成阀片及间隙受潮引发击穿。为防止弧光性故障剧烈，而燃烧毁坏高压变频器，提出安装弧光保护，在高压变频器薄弱元件处安装弧光传感器，一旦检测到故障，弧光能够在几个毫秒内发出保护动作指令，实现快速切断电源遏制电弧剧烈燃烧。
3.3重视日常巡视工作
做好高压变频器的保养和维护工作要重视日常巡视工作，严格控制室内温度，加强室内通风，使得室内温度保持在25℃上下，避免出现低于5℃和超过40℃的时候情况;清洁安装环境，保证室内处于干燥状态，高压变频器检查项目，具体包括高压变频器是否出现异味和异常声响以及柜体是否出现发热情况，并且不能遗漏排风口异味检查工作;选择用一张A4纸来对高压变频器以及功率柜进风口风量等部位进行检查，具体的表现是正常无故障下，A4纸能够被过滤网紧紧吸住，当发生故障时，检查人员要及时排除可能发生故障的部位，对过滤网以及风扇进行定期检查，并及时更换清洗;重视进出电缆以及功率单元之间连接电缆的检查工作，在高压变频器投入使用一个月内，要检查是否有出现松动现象，并紧固松动部位，此后以6个月为单位来进行检查工作，对进出电缆以及功率单元之间连接电缆进行检查，紧固包括控制线在内的连接电缆，做好清洁工作，清除柜内灰尘，在清洁过程中要避免触碰到内部光纤;做好高压变频器运行情况的记录工作，对高压变频器的运行模式以及电流、功率等指数进行记录，当发生跳闸以及故障时，要对故障情况进行详细的记录，并及时查找原因，并处理好故障，待处理工作完成后再进行送电工作，在进行相关工作时，要树立安全意识，工作人员要保证断电后才能进行工作;为减小高压器的冲击，在高压时间控制中，要保证有一定的时间间隔，保证间隔时间大于30min。
结语
变频器作为一种智能设备，整体结构比较复杂，任何一个元器件发生故障会使其不能正常工作，检修维护人员只有掌握变频装置的工作原理，了解其工作要求，熟悉变频器的结构和各部份的主要作用，在工作中不断总结经验，提高维护及检修水平，才能确保其能长期稳定运行，发挥其应有的性能。
参考文献
[1]咸庆信著.变频器维修与故障实例分析[M].机械工业出版社2016.3.
[2]李新炜.高压变频器在运行中常见的故障及相应对策的研究[J].南方农机，2018，49（20）：70.
[3]王龙.6kV高压变频器运行中的问题及其维护处理策略[J].电力系统装备，2019（17）：112-113.