近年來,隨著我國石油工業(yè)迅速發(fā)展,大慶油田鉆探工程公司配備的國產(chǎn)交流變頻 電驅(qū)動鉆機 數(shù)量逐年增加,這些電驅(qū)動鉆機配備的變頻器大部分為德國西門子公司生產(chǎn)的系列變頻器,不同類型鉆機配備不同數(shù)量 、不同功率的變頻器 。
下面詳細介紹石油鉆機 中廣泛應 用的西 門子系列變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu),分析故障的主要分類及原因,并給出了相應的維修方法和實例 。設備基本情況圖為電驅(qū)動鉆機原理圖’,動力系統(tǒng)是由臺柴油發(fā)電機組并機組成,電能集中輸送到交流母線上,鉆機轉(zhuǎn)盤 由一臺交流變頻 電動機驅(qū)動,絞車由臺交流變頻電動機共同驅(qū)動,每臺電機由獨立變頻器控制,變頻器型號為一、功率為,三臺泥槳泵由三臺電動機分別驅(qū)動,由獨立 變 頻 器 控 制,變 頻 器 型 號 為一一、
功率 為,送鉆電機為,其驅(qū)動變頻器型號 為一。在鉆機 日常運行中,盡管變頻器自身有完善的監(jiān)測保護功能,但在實際使用中,還是會由于各種原因發(fā)生故 障,不能正 常運轉(zhuǎn)而影響鉆 井生產(chǎn) 。我們在使用維護過程 中逐步掌握了變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),根據(jù)變頻器結(jié)構(gòu) 指 導 維 護 與 維 修 工 作 。
圖為一一變頻器結(jié)構(gòu)原理 圖 。變頻器由三臺控制柜組合而成,分別是開關柜 、整流柜 、逆變柜 。圖給出了柜 中主要部件的名稱及控制板的規(guī)格型號 。開關柜包含電抗器 、隔離開關 、保險等部件 。在整流柜 中有可控硅整流橋,個一為上部可控硅,個一為下部可控硅,型號為一一的控制板提供可控硅觸發(fā),電壓 、電流 、可控硅溫度檢測等功能 。為整流柜 中央控制板,提供參數(shù)設置 、保護 、外部接 口等功能,參數(shù)設置單元提供參數(shù)顯示 、設置等功能 。
奮圖電驅(qū)動鉆機原理圖側(cè)日洲山,﹃︸側(cè)日川恤二尸日日山一制動單元及制動電阻的選取可根據(jù)負載特性要求決定,例如絞車在下放時候,電動機處于發(fā)電狀態(tài),則變頻器必須配備大功率制動單元及制動電阻,鉆機配備臺制動單元及電阻,可以吸收下放鉆具時產(chǎn)生的高能量 。逆變柜內(nèi)含有逆變橋,圖為原理圖,在逆變橋外是電容組,觸發(fā)板型號 為一,觸發(fā)板與控制 電路之間采用光纖通訊隔離,接 口板提供觸發(fā)光纖接 口電路,矢量控制板是逆變器核心控制板,有參數(shù)設置 、矢量控制 、保護 、接 口等功能,參數(shù)設置單元提供參數(shù)顯示 、設置等功能 。
變頻器結(jié)構(gòu)原理圖西門子變頻器的主要故障西門子變頻器主要故障分兩大類,在自身軟 、硬件完好的情況下出現(xiàn)的故障是在變頻器 自身軟硬件完好的情況 下,由于參數(shù)設 置 、電源 電壓頻率 、溫度 、負載 、通訊 、硬件連接等因素造成的故障,西門子變頻器有完圖日逆變電路原理圖
故障及報警提示,可以很好的分辨這些故障 。
具體如下 二參 數(shù)設 置和 外 圍部件故 障造成的變頻故障 。這類故障可以檢查參數(shù)設置是否有錯誤,例如的參數(shù)設置不正確造成變頻器無法啟動 。另外檢查外圍器件是否正常,由于鉆井設備經(jīng)常搬遷,控制線斷線 、插頭損壞 、控制開關損壞經(jīng)常發(fā)生,應該仔細檢查這些部件欠壓 、過壓 、欠頻 、過頻故障 。此類故障主要是因為外部電源的故障引起的,也有少數(shù)故障是檢測電路損壞引起的 。大部分鉆機使用自備發(fā)電機組供電,由于發(fā)電頻率和電壓低于變頻器要求的上限或下限值而造成變頻器故障 。應首先維修發(fā)電機組,如果是頻率過低一般是由于柴油機故障引起的,如果電壓過低或過高則是由發(fā)電機故障引起的 。
過 載 故 障 。變 頻 器 過 載 是由于加速時間太短 、直流制動量過大或電網(wǎng)電壓太低等原因引起的 。一般可通過延長加速時間 、延長制動時間 、解決電網(wǎng)電壓等方式解決故障 。電機負載過重可能是因為卡鉆 、重載時提升過快等引起的 。過流故障 。外部原因電機負載突變,引起的沖擊過大造成過流電機和電機電纜相間或每相對地的絕緣被破壞,造成匝間或相間對地短路,導致過流如果變頻器裝有測速編碼器時,速度反饋信號丟失或非正常時,也會引起過流,這時需要檢查編碼器和其電纜 。變頻器本身的原因參數(shù)設定 問題 及 變頻器硬件 問題 。
遇到過流故障,先用鉗型電流表測量變頻器輸出的電流,看輸出電流是否平衡,如果輸出不平衡,說 明變頻器 內(nèi)部器件有 問題 。變頻器硬件故障變頻器硬件故障,分為控制系統(tǒng)和功率部件故障 ?？刂葡到y(tǒng)故障有控 制板 自身發(fā)生故障,由于控制板上電子元器件失效造成故障,經(jīng)常損壞的有逆變柜主控板、整流柜主控制板板等,此類故障可以通過替換法進行維修,另外外圍器件造成的故障,常見的有外部控制系統(tǒng)串入高壓電,導致控制板接口電路損壞功率 西 門子 變頻器 對于大部分硬件故障也有明確的故障顯示,為用戶維修工作提供了極大便利,本文將在實例中給出 。西門子變頻器維修實例逆變柜 尸
