低壓變頻器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

　 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，低壓變頻器的應(yīng)用也得到了快速發(fā)展。這幾年低壓變頻器采油廠采油生產(chǎn)各類工藝技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。采用變頻器調(diào)速可以提高機(jī)械的控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗，在孤東采油廠許多生產(chǎn)工藝中取得了顯著的節(jié)能效果。 　

　　一、變頻器的節(jié)能原理

　　1、變頻節(jié)能

　　變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上，為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余力矩增加了有功功率消耗，造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗擋板、閥門的截流過程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速即可滿足要求。

　　由流體力學(xué)可知，P（功率）＝Q（流量）×H（壓力），流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速N可成比例的下降，而此時(shí)軸輸出功
率P成立方關(guān)系下降。即水泵電機(jī)的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。所隊(duì)當(dāng)所要求的流量Q減少時(shí)，可調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n按比例降低。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率P將按三次方關(guān)系大幅度的降低，比調(diào)節(jié)擋板、閥門節(jié)能40%一50%，從而達(dá)到節(jié)電的目的。

　　例如：一臺(tái)離心泵電機(jī)功率為55千瓦，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速4/5時(shí)，其耗電量為28.16千瓦，省電48.8%，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速l／2時(shí)，其耗電量為6.875千瓦，省電87.5%。

　　2、功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能

　　無功功率增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量無功電能消耗線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重，使用變頻調(diào)速裝置后，變頻器內(nèi)部濾波電容作用，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。

　　3、軟啟動(dòng)節(jié)能

　　電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門的損害極大，對(duì)設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開始，最大值超過額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長(zhǎng)了設(shè)備和閥門使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

　　二、孤東采油廠變頻器在用情況

　　目前孤東采油廠在用各種變頻器達(dá)到480余臺(tái)，其中三采中心270余臺(tái)，采油一礦45臺(tái)，采油二礦13臺(tái)，采油三礦22臺(tái)，采油四礦43臺(tái)，新灘試采礦57臺(tái)，集輸大隊(duì)27 臺(tái)。主要有美國(guó)ABB、羅賓康，日本的富士、安川、三肯、東芝和日立，德國(guó)西門子。目前國(guó)產(chǎn)變頻控制技術(shù)和功能上，已取得了顯著的進(jìn)步和成就，所以近兩年來油廠國(guó)產(chǎn)變頻器的數(shù)量正逐步提高，主要有春日、森蘭和煙臺(tái)惠豐等品牌。

　　三、目前主要存在問題

　　孤東采油廠技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督站自2005年開展了變頻器維修工作，先后組織了現(xiàn)場(chǎng)維修150臺(tái)次，總功率達(dá)到5800千瓦。

　　從維修情況來看，變頻器發(fā)生故障或損壞特征，一般可分為兩類：一種是運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)現(xiàn)象，并伴隨著一定的故障顯示代碼，其處理措施可根據(jù)隨機(jī)說明書上提供的指導(dǎo)方法，進(jìn)行處理和解決。這類故障一般是由于變頻器運(yùn)行參數(shù)設(shè)定不合適，或外部工況、條件不滿足變頻器使用要求所產(chǎn)生的一種保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象；另一類是由于使用環(huán)境惡劣，高溫、導(dǎo)電粉塵引起的短路、潮濕引起的絕緣降低或擊穿等突發(fā)故障（嚴(yán)重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)打火、爆炸等異�，F(xiàn)象）。具體表現(xiàn)為：

　　1、變頻器主控電路故障。主要包括主板，電源板，逆變器、濾波電容等主控電路損壞。

[$page]　　2、變頻器冷卻直流風(fēng)扇故障。風(fēng)扇屬于易損件，工作壽命在2—5年，但是因?yàn)樽冾l器種類繁多，功率大小不同所以內(nèi)部直流風(fēng)扇額定電流不同而不通用，部分風(fēng)扇損壞后因?yàn)槿狈�備件無法及時(shí)更換。

　　3、變頻器外圍控制器件故障。變頻柜內(nèi)變頻器本身無故障，但外部控制電路系統(tǒng)發(fā)生故障。由于使用年限較長(zhǎng)，且控制電路又比較復(fù)雜，既沒有電路圖，又沒有線號(hào)，線路多而且復(fù)雜，給維修造成不便。

　　4、變頻柜設(shè)計(jì)不合理，內(nèi)部過于狹窄，散熱通風(fēng)效果差，導(dǎo)致散熱不良。部分變頻器工作環(huán)境比較惡劣，風(fēng)沙及塵土集聚較多，嚴(yán)重影響了變頻器正常運(yùn)行，造成停機(jī)故障。變頻柜散熱導(dǎo)流風(fēng)扇屬于易損件，壽命一般2年左右，大部分變頻柜散熱風(fēng)扇損壞后，沒有及時(shí)更換，造成散熱不良，造成變頻器工作穩(wěn)定性差、老化加劇、過熱報(bào)警頻發(fā)等現(xiàn)象發(fā)生。

　　5、變頻器日常

維護(hù)工作跟不上。操作人員對(duì)變頻路基本操作及一些基本參數(shù)設(shè)置不了解，使用過程中不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。　　6、“小馬拉大車”問題。由于當(dāng)時(shí)投產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)的工作條件下限制，設(shè)計(jì)安裝時(shí)為節(jié)省資金，許多方都有采用了變頻功率小于電機(jī)額定功率，但工藝生產(chǎn)條件變化，出現(xiàn)“小馬拉大車”問題，造成變頻器不能正常運(yùn)行。如一號(hào)聯(lián)水外輸、三號(hào)聯(lián)提升和KDl8號(hào)站注水等。

　　四、變頻器主要故障原因及預(yù)防措施