近年來,隨著我國石油工業迅速發展,大慶油田鉆探工程公司配備的國產交流變頻 電驅動鉆機 數量逐年增加,這些電驅動鉆機配備的變頻器大部分為德國西門子公司生產的系列變頻器,不同類型鉆機配備不同數量 、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 門子系列變頻器內部結構,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動鉆機原理圖’,動力系統是由臺柴油發電機組并機組成,電能集中輸送到交流母線上,鉆機轉盤 由一臺交流變頻 電動機驅動,絞車由臺交流變頻電動機共同驅動,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測保護功能,但在實際使用中,還是會由于各種原因發生故 障,不能正 常運轉而影響鉆 井生產 。我們在使用維護過程 中逐步掌握了變頻器的內部結構,根據變頻器結構 指 導 維 護 與 維 修 工 作 。

圖為一一變頻器結構原理 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,電壓 、電流 、可控硅溫度檢測等功能 。為整流柜 中央控制板,提供參數設置 、保護 、外部接 口等功能,參數設置單元提供參數顯示 、設置等功能 。

奮圖電驅動鉆機原理圖側日洲山,﹃︸側日川恤二尸日日山一制動單元及制動電阻的選取可根據負載特性要求決定,例如絞車在下放時候,電動機處于發電狀態,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生的高能量 。逆變柜內含有逆變橋,圖為原理圖,在逆變橋外是電容組,觸發板型號 為一,觸發板與控制 電路之間采用光纖通訊隔離,接 口板提供觸發光纖接 口電路,矢量控制板是逆變器核心控制板,有參數設置 、矢量控制 、保護 、接 口等功能,參數設置單元提供參數顯示 、設置等功能 。

變頻器結構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的故障是在變頻器 自身軟硬件完好的情況 下,由于參數設 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設置是否有錯誤,例如的參數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,由于鉆井設備經常搬遷,控制線斷線 、插頭損壞 、控制開關損壞經常發生,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,也有少數故障是檢測電路損壞引起的 。大部分鉆機使用自備發電機組供電,由于發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,分為控制系統和功率部件故障 。控制系統故障有控 制板 自身發生故障,由于控制板上電子元器件失效造成故障,經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