近年來(lái),隨著我國(guó)石油工業(yè)迅速發(fā)展,大慶油田鉆探工程公司配備的國(guó)產(chǎn)交流變頻 電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī) 數(shù)量逐年增加,這些電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)配備的變頻器大部分為德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的系列變頻器,不同類(lèi)型鉆機(jī)配備不同數(shù)量 、不同功率的變頻器 。

下面詳細(xì)介紹石油鉆機(jī) 中廣泛應(yīng) 用的西 門(mén)子系列變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu),分析故障的主要分類(lèi)及原因,并給出了相應(yīng)的維修方法和實(shí)例 。設(shè)備基本情況圖為電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)原理圖’,動(dòng)力系統(tǒng)是由臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)組成,電能集中輸送到交流母線上,鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán) 由一臺(tái)交流變頻 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),絞車(chē)由臺(tái)交流變頻電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng),每臺(tái)電機(jī)由獨(dú)立變頻器控制,變頻器型號(hào)為一、功率為,三臺(tái)泥槳泵由三臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng),由獨(dú)立 變 頻 器 控 制,變 頻 器 型 號(hào) 為一一、

功率 為,送鉆電機(jī)為,其驅(qū)動(dòng)變頻器型號(hào) 為一。在鉆機(jī) 日常運(yùn)行中,盡管變頻器自身有完善的監(jiān)測(cè)保護(hù)功能,但在實(shí)際使用中,還是會(huì)由于各種原因發(fā)生故 障,不能正 常運(yùn)轉(zhuǎn)而影響鉆 井生產(chǎn) 。我們?cè)谑褂镁S護(hù)過(guò)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(dǎo) 維 護(hù) 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(tái)控制柜組合而成,分別是開(kāi)關(guān)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(hào) 。開(kāi)關(guān)柜包含電抗器 、隔離開(kāi)關(guān) 、保險(xiǎn)等部件 。在整流柜 中有可控硅整流橋,個(gè)一為上部可控硅,個(gè)一為下部可控硅,型號(hào)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(cè)等功能 。為整流柜 中央控制板,提供參數(shù)設(shè)置 、保護(hù) 、外部接 口等功能,參數(shù)設(shè)置單元提供參數(shù)顯示 、設(shè)置等功能 。

奮圖電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)原理圖側(cè)日洲山,﹃︸側(cè)日川恤二尸日日山一制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻的選取可根據(jù)負(fù)載特性要求決定,例如絞車(chē)在下放時(shí)候,電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),則變頻器必須配備大功率制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻,鉆機(jī)配備臺(tái)制動(dòng)單元及電阻,可以吸收下放鉆具時(shí)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(hào) 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(shè)置 、矢量控制 、保護(hù) 、接 口等功能,參數(shù)設(shè)置單元提供參數(shù)顯示 、設(shè)置等功能 。

變頻器結(jié)構(gòu)原理圖西門(mén)子變頻器的主要故障西門(mén)子變頻器主要故障分兩大類(lèi),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(shè) 置 、電源 電壓頻率 、溫度 、負(fù)載 、通訊 、硬件連接等因素造成的故障,西門(mén)子變頻器有完圖日逆變電路原理圖

故障及報(bào)警提示,可以很好的分辨這些故障 。

具體如下 二參 數(shù)設(shè) 置和 外 圍部件故 障造成的變頻故障 。這類(lèi)故障可以檢查參數(shù)設(shè)置是否有錯(cuò)誤,例如的參數(shù)設(shè)置不正確造成變頻器無(wú)法啟動(dòng) 。另外檢查外圍器件是否正常,由于鉆井設(shè)備經(jīng)常搬遷,控制線斷線 、插頭損壞 、控制開(kāi)關(guān)損壞經(jīng)常發(fā)生,應(yīng)該仔細(xì)檢查這些部件欠壓 、過(guò)壓 、欠頻 、過(guò)頻故障 。此類(lèi)故障主要是因?yàn)橥獠侩娫吹墓收弦鸬?也有少數(shù)故障是檢測(cè)電路損壞引起的 。大部分鉆機(jī)使用自備發(fā)電機(jī)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(yīng)首先維修發(fā)電機(jī)組,如果是頻率過(guò)低一般是由于柴油機(jī)故障引起的,如果電壓過(guò)低或過(guò)高則是由發(fā)電機(jī)故障引起的 。

過(guò) 載 故 障 。變 頻 器 過(guò) 載 是由于加速時(shí)間太短 、直流制動(dòng)量過(guò)大或電網(wǎng)電壓太低等原因引起的 。一般可通過(guò)延長(zhǎng)加速時(shí)間 、延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間 、解決電網(wǎng)電壓等方式解決故障 。電機(jī)負(fù)載過(guò)重可能是因?yàn)榭ㄣ@ 、重載時(shí)提升過(guò)快等引起的 。過(guò)流故障 。外部原因電機(jī)負(fù)載突變,引起的沖擊過(guò)大造成過(guò)流電機(jī)和電機(jī)電纜相間或每相對(duì)地的絕緣被破壞,造成匝間或相間對(duì)地短路,導(dǎo)致過(guò)流如果變頻器裝有測(cè)速編碼器時(shí),速度反饋信號(hào)丟失或非正常時(shí),也會(huì)引起過(guò)流,這時(shí)需要檢查編碼器和其電纜 。變頻器本身的原因參數(shù)設(shè)定 問(wèn)題 及 變頻器硬件 問(wèn)題 。

遇到過(guò)流故障,先用鉗型電流表測(cè)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(shuō) 明變頻器 內(nèi)部器件有 問(wèn)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 。控制系統(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(lèi)故障可以通過(guò)替換法進(jìn)行維修,另外外圍器件造成的故障,常見(jiàn)的有外部控制系統(tǒng)串入高壓電,導(dǎo)致控制板接口電路損壞功率 西 門(mén)子 變頻器 對(duì)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(shí)例中給出 。西門(mén)子變頻器維修實(shí)例逆變柜 尸