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中低压变频器的安装与调试

时间:2010-06-26 来源:未知 编辑:电气自动化技术网 点击:次 字体设置:

1 引言
  随着变频器在工业生产中的日益普及,变频器作为一种调速节能的产品,已日益受到工矿企业的重视,成为工业生产及生活中不可或缺的工具。在石油、化工、建材、电力、矿山、塑料、冶金、水利等关系国计民生的各行业,变频器正发挥着强大的作用。据统计,在当前及今后的几年,变频器将以10%~15%的销售速度增长,即每年大约为500~900万kw,各种功率等级、各种性能、各种用途的变频器都将为用户使用。所以如何让用户用好变频器,真正发挥变频器在调速方便、节能及提高生产工艺方面的优势,作为变频器的生产厂家,是首先应考虑的问题。
  本文以风光牌变频器在用户当中的使用为例,结合笔者在用户安装调试过程中所遇到的一些问题,粗略的谈一下变频器的安装与调试问题,以供广大的变频器用户在使用时参考。

2 变频器的安装及使用条件
  正象其他的电器设备或装置一样,变频器作为一种电力电子设备,同样有其严格的使用条件和应用场合,任何违反产品使用规范的安装及使用,都将是非法的,不可避免的会带来设备及人、财、物的损失。
2.1 变频器的使用环境及注意事项
2.1.1 变频器要求的工作环境
(1)工作环境温度-10℃~+40℃,工作环境的变化应不大于±5℃/h。
(2)相对湿度:空气的最大相对湿度不超过90%,每小时相对湿度的变化率不超过5%且不得出现凝露。
(3)运行地点无导电或爆炸尘埃,无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽。
(4)变频器安装地点所允许的振动条件:
振动频率10~150hz,振动加速度不大于5m/s2,当变频器由于安装台基振动可能产生共振时,应对变频器采取减振措施,以避开共振频率。
(5)交流输入电源
  电压持续波动不超过±20%。
  频率波动不超过±2%,频率变化每秒不超过±1%。
  三相电压的不平衡度:负序分量不超过正序分量的5%;
  电源谐波成分:电压相对谐波含量的均方根值不超过10%。
(6)海拔高度:不超过1000m。
2.1.2 注意事项
(1)非专业人员不可开盖开柜门使用或检测;
(2)变频器出厂前已作过耐压试验,用户不可也没有必要再对变频器进行耐压试验;
(3)电动机上不可并接改善功率因数用的大电容;
(4)外壳可靠接地;
(5)不可将三相输入改成两相输入,否则会出现缺相保护;
(6)低频运行时要考虑电动机自带风扇效果,润滑效果情况,高频运行时要考虑轴承的承受能力。
这些阐述了变频器安装的最基本的规则。要深刻理解和熟悉这些规则。
2.2 安装前的准备工作
  要安装好一台变频器,使它能正常的运行,达到技术及工艺要求,除了满足上述基本规则外,还应注意以下几点:
(1)安装前首先要熟悉和掌握生产工艺及技术要求,弄清楚其负载状况,了解变频器在系统中的作用和地位,是要求节能,还是改进生产工艺,还是二者兼之。某些场合并没有节能空间,而硬要求变频器节能,这是不妥当的。
(2)变频器带的负载从电气方面而言首先是电机,因此安装前首先要对现场的电机有比较清楚的理解,包括额定电压、额定电流、电机极数、额定功率等,安装的变频器必须与之相匹配,有些特殊场合,如负荷较重、海拔超过1000m(即超过标准海拔高度)、煤矿提升机变频器等,变频器要比负载电机高出一个甚至两个功率等级,一般不允许变频器比负载电机功率等级低,以免变频器超负荷运行而带不动或经常过载保护,造成不必要的麻烦。
(3)电机的电气绝缘安装前必须进行检测。绝缘不好的电机不能安装变频器。因为变频器虽然设有短路保护,但瞬间的接地也可能造成某些变频器的损坏。
(4)安装前应仔细阅读变频器的使用说明书,结合现场工艺要设置哪几个参数,参数的设置方法等,要熟练掌握。
(5)对于某些场合,特别是要求自动控制的而需要附属配件的,如供水用的压力表传感器、压力变送器及一些配套设施,如pid调节仪、温控仪、定时钟等,有些还需要远控装置,也要熟练掌握。以期能快速的安装、调试到位。
(6)要严格按照变频器的使用说明书进行配线,包括主线和控制线,某些情况只能高于说明书要求的规格而不能低于。需要压接接线鼻的地方,要严格按要求压接,规格和工艺要符合标准。
(7)在现代工业控制比较复杂的情况下,还要考虑电磁兼容性问题,要考虑变频器的干扰与抗干扰,必要时加装电磁滤波装置。有些场合电机距离变频器可能较远,要考虑加装输出电抗器及滤波器。
(8)对于位能负载,如煤矿主井绞车、提升机、电梯类,由于存在再生发电状态,要考虑加装制动单元和配套的制动电阻,防止变频器过压保护或损坏。
以上这些问题都是我们在安装变频器之前要了解和掌握的,不熟悉这些内容,就可能造成变频器的安装或调试不顺利或根本不成功,造成设备损坏或不能正常使用,这是我们要切记的。

3 中压变频器的安装与调试
  这里所说的中压变频器,是指电压等级从750v~2300v的变频器,分为两个电压级别,1140v和2300v两种类型的变频器。这种类型的变频器负载一般都是油田上用的潜油电泵,1140v的还有用于抽油机的。我们简要说一下安装调试方法。
3.1 安装步骤
(1)接控制线
  确认原工频工作时的工作状态,首先要了解潜油电泵的工作过程。
  潜油电泵是一种深置于井下1000m—3000m的电泵,由于电缆线较长,地面上的供电设备要能补偿这部分电缆损耗,因此原工频装置要提供比电机额定电压高出100—300v的供电电压。
  电泵及电缆都是高温、高压的设备,在安装前都要进行绝缘测试。用2500v的兆欧表测试,绝缘电阻不应低于50mω。
  要检测原来的工频供电的电压及工作电流,以便调试时参考。
  由于油田上潜油电泵下泵的深度不同,潜油电泵供电的电压就有所不同。因此对应于同一电压等级的变频器而言,就有不同的电压输入,变频器的控制电压就有所不同。为了解决这一问题,笔者在变频器内部安装了一个变压器,对应于不同的电压输入,电压输出都是一样的。对于这类变频器,其输出都只有220v、110v、380v三组电压。220v是给控制电路供电的,110v是给电机保护仪供电的,380v是给电压表供电的。其控制接线如图2示。

 

 

图1 控制原理图
 

 

图2 变压器抽头图

  因此要根据原来的供电电压选择合适的控制电源接线端子,将原出厂时空出的两根接线或接在电压最高端(出厂时按最高电压试验)的两根线接在原电压等级的端子上,因有两个变压器,都要进行改接。如图3示。

 

图3 控制端子接线图

 

(2)接主线
  按配线规格,将电源线接在变频器的三相输入(或标记r、s、t)端子上,电机线接在变频器的三相输出(或标记u、v、w)端子上,地线接在变频器上标有“⊥”的端子上。并将相应的罗栓拧紧。
3.2 调试
(1)将柜门上的隔离开关拉下,并将柜门上的“变频启动”按扭旋开,使其呈断开状态。提示送电后,用mf—47型或500型万用表的高压挡“2500v”档测量三相输入电压(一定注意安全),应在规定的范围内,并三相相互平衡,若不正确,应停电检查供电电源。
(2)电源正常后,合上隔离开关闸刀,用万用表检测控制电源的220v电压(测量里面的接线插盒即可)是否在规定的范围内,按其±20%的波动,应在220v±20v范围内,若超出此范围,应拉下高压隔离开关的闸刀,调整控制变压器的接头,直至满足要求为止。
(3)用一个单相插头取一根线接在控制端子排的“c”端子上,另一头的两相插在接线盒上(老机型一根线接在“c”上,另一根线接在“d”上),合上隔离开关闸刀,变频器应能送上控制电,面板上显示“43.21”过几秒钟“pro”灯亮(新机型),或只有“pro”灯亮(老机型),若不显示可将插头反过来重新插一下即可。
(4)面板显示正常后,可检查变频器的控制功能是否正常。用万用表检测延时可控硅两端的电压(即延时电阻上的电压),应在1.00v左右。将变频器的“开/停机”开关打在“开机”位置,变频器应能开机,调节“频率调节”旋扭,变频器频率应从“2.00”升至“50.00”。用万用表测量变频器的三相输出端子(这时应从变频器一侧测量,因柜子并没有接通主电,变频器的主接触器没有吸合),三相电压应相互平衡,对中线也应相互平衡。电压大致是2300v等级的三相电压为15v左右,对中线为10v左右;1140v等级的三相电压为9v左右,对中线为5v左右。若不平衡,应检查柜子在运输过程中有无掉线或其他问题,直至电压完全平衡为止。
(5)运行参数的设定。这包括变频器参数和电机保护仪参数的设定两步。
  变频器参数的设定。因变频器出厂时一般是按2300v/125kw或1140v/75kw而设计的,因此应根据现场负载的要求重新设定,包括额定电流、过载保护电流,其他参数一般不需要修改。
  电机保护仪的参数设定。电机保护仪的参数包括欠载电流、过载电流、欠压设定、过压设定等。这里说明一下。因潜油电泵是深置于油井下油层里的电泵,在运行中靠油的循环来散热。一旦井供液不足,电机将脱离油层运转,电机将干转,这样就很容易烧毁电泵。因此应设定欠载保护,当运行电流低于额定电流的80%时,就停止电机的运行,起到保护电机的作用。
参数的设定方法可参照相应的说明书进行,主要有两种,bk-3型和bk—j1型。
  bk—3型的方法是:在显示器显示“p”(刚送电或按四次“上档”键)时,可对参数值进行修改。根据需要的数值,按相应的数字键,再按“上档”或“下档”键,最后按相应的功能键,即可完成参数值的修改。
  bk—ji形的方法是:在就绪画面(刚送电或按四次“上档”键)状态下,按一次“上档”键,再按一次“整定值”键,屏幕显示整定值操作画面。画面上有光标闪烁,在光标闪烁位置可输入相应的数据。按“移动”键,光标可上下移动,屏幕右上角的箭头(“↑”或“↓”)指出当前的移动方向。按“上档”、“方向”键可以改变箭头的方向。输入完毕后,应按四次“上挡”键保存修改结果。如图4、5所示。

 

 

图4 就绪画面

 

 

图5 整定值操作界面

  有些井可能本身供液不足,需要降低频率运行,因此可根据具体情况,在泵运行起来后,再根据实际运行电流重新设定参数。
(6)带载运行
  参数设定好后,就可将插盒上的插头拔下,并将外接的“c”(或者“c”、“d”两点)点上的线拆掉,就可以带载运行了。

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