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中国核工业建设集团公司2013年 高级职务工程系列任职资格评审论文 变频控制技术在石化行业的应用与故障分析 甄香荣 中国核工业二三建设有限公司 2013年09月 目 录 1 概述 1 2 变频控制技术的工作原理及运行特点 1 2.1 工作原理 1 2.2 运行特性 2 3 变频控制柜的安装要求 2 3.1 对安装环境的及技术指导的要求 2 3.2 变频柜本体安装及调试要求 3 3.2.1 变频控制器柜布置要求 3 3.2.2 变频柜端接电缆要求 3 3.2.3 变频器控制柜接地安装要求 4 3.2.4变频控制器柜检查与调试要求 4 4 变频控制系统常见故障及处理措施 5 4.1 常见故障 5 4.1.1谐波问题 5 4.1.2变频器负载匹配问题 6 4.1.3变频器干扰问题 6 4.2故障处理方法 7 4.2.1 谐波故障的处理 7 4.2.2变频器负载匹配问题应对措施 7 4.2.3变频器抗干扰措施 8 5 案例分析 8 5.1案例一 由于短路而引起的变频器跳闸故障分析 8 5.2案例二 变频控制器柜过载跳闸故障及原因分析 9 5.3案例三 变频控制器接地干扰故障及原因分析 9 6 结论 9 变频控制技术在石化行业的应用与故障分析 甄香荣 中国核工业二三建设有限公司 [摘要] 本文就在张家港道康宁、吉林帝斯曼的工作经验,重点阐述了化工领域变频控制设备的工作原理、安装重点、调试与运行特性等方面的内容，并对电气变频控制设备在调试和运行过程中常见故障进行分析。 [关键词] 石油化工 变频器 控制 调试 故障 分析 1 引言 在占国民经济重大比例的石油化工领域，无论是从原油开采，还是石油冶炼，甚或其衍生产品的制造生产环节，诸如油泵、水泵、空气压缩、通风空调等设备的运行均靠相关电机的驱动运转进行，而传统的电机因为常态下的恒速驱动运转会导致大量的能源消耗，同时对电机本身的物理冲击影响严重。而变频控制技术的应用则是将占绝对多数的非调速型电机改成调速运行,使其耗电量实现随负荷大小而变化,从而产生显著的节能效果。作者在2008至2012年期间参与的不同工程项目中，明显感受到变频控制设备在化工行业各类生产线当中的使用越来越广泛，本文将以作者上述时间期间参与的张家港道康宁项目及吉林帝斯曼项目经验为典型，对变频控制技术的工作原理及在化工领域安装、调试阶段的重点关注事项进行阐述。 2 变频控制技术的工作原理及运行特点 2.1 工作原理 石油化工领域生产线变频控制技术的实现主要是通过控制各类泵机、电机的变频控制柜来实现的，在张家港道康宁及吉林帝斯曼项目中就分别采用了11台VFD变频控制柜和19台VSD变频控制柜。但是无论VFD还是VSD变频控制柜，其核心部分都是变频控制器，变频控制器主要包括整流电路、中间直流电路和逆变电路三部分，其中中间直流电路又由电源再生单元、限流单元、滤波器、制动电路以及直流电源检测电路等组成。控制电路主要由中央处理器（CPU）、数字信号处理器（DSP）、A/D和D/A转换电路、I/O接口电路、通信接口电路、输出信号检测电路、数字操作盘电路以及控制电源等组成。变频器控制原理图详见图1。 图1 相比于接触点控制器，变频控制器可以实现电机软启动，对机械设备冲击力小；其次启动电流比接触器启动小，越是频繁启动的工况越节能；此外方便自动化控制，变频器有外部控制和就地控制，可以实现多速度选择，带编码器还可以实现电机准确定位，控制起来很方便；还有重要的一点就是片品控制器的内部保护很完善，变频器都带有各种故障保护功能，当电机或电源出现故障的时候，变频器会主动报故障，同时通过继电器触点输出通断信号，方便切断外部控制接触器和输出警示信号。 而相比于矢量控制而言，变频控制器V/F控制最大的优点，就是使用简单，没有复杂的算法流程、坐标变换及电机模型辨识过程。而且，由于它属于开环控制，不管负载如何扰动，它都不受影响，输出固定值，所以在某些时候，它反而更加稳定一些，不易受外界环境干扰。 3 变频控制柜的安装要求 3.1 对环境的要求 　　 90%以下，而且应保证其运行环境无灰尘、无金属粉尘及通风良好。因此在变频柜安装工作开始前，作为现场技术指导的工程技术人员，应首先对控制柜安装的物理环境进行检测，其中安装在中控室的变频柜应在中控室各项装修完成后进行，安装在现场的就地变频控制柜则应确保应尽量远离大容量变压器和电动机，其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设备，以避免变频控制器在运行过程中受干扰磁场的影响产生控制漂移；其次，技术指导人员在变频控制器柜安装装工作开始前应根据施工图设计要求及变频柜厂家提供的系列技术文件进行仔细研究，并在正式的安装、调试开始前对安装及调试人员进行