馬雙

摘 要 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。文章介紹了變頻器在油田的應(yīng)用現(xiàn)狀，對變頻器在使用過程中常見故障進(jìn)行了總結(jié)，對幾種常見的故障提出了相應(yīng)的處理方法。

【關(guān)鍵詞】變頻器 應(yīng)用現(xiàn)狀 故障 處理方法

變頻器在油田應(yīng)用廣泛，其應(yīng)用領(lǐng)域主要有各種抽油機(jī)、泵類（離心泵、往復(fù)泵、單螺桿泵、柱塞泵），各種控制加熱爐和鍋爐進(jìn)風(fēng)量的風(fēng)機(jī)類，各種油井加熱裝置及空調(diào)系統(tǒng)等。變頻器具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、無極調(diào)速、故障率低、軟啟動(dòng)、沖擊電流小等特點(diǎn)，在各種油泵、風(fēng)機(jī)、抽油機(jī)等油田生產(chǎn)設(shè)備控制中節(jié)能效果好，是油田重要的節(jié)能控制系統(tǒng)。因此，了解變頻器在油田的應(yīng)用現(xiàn)狀，對變頻器使用過程中常見故障進(jìn)行總結(jié)，分析相應(yīng)的故障處理方法具有重要意義。

1 變頻器在油田應(yīng)用現(xiàn)狀

變頻器控制系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中使用較為普遍，其組成主要有傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、控制器、變頻器、電動(dòng)機(jī)等組成。變頻器有開環(huán)和閉環(huán)兩種控制方式，開環(huán)式控制系統(tǒng)相對較簡單，使用傳感器監(jiān)測被控參量，然后通過手動(dòng)方式調(diào)整變頻器，從而改變電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。閉環(huán)控制系統(tǒng)相對復(fù)雜，通過傳感器用來監(jiān)測溫度、壓力、流量、液位等參量，將傳感器信號轉(zhuǎn)換成電信號，變送器接受到傳感器信號后，轉(zhuǎn)換成4～20毫安的電流信號或者0～10伏的電壓信號，作為調(diào)解器的控制信號。調(diào)節(jié)器和控制器擁有數(shù)字量和模擬量的輸入端和輸出端，具有數(shù)據(jù)計(jì)算、邏輯分析和判斷的功能，通過軟件控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)PID或模糊控制，能夠控制電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)頻和工頻切換等。

目前，在油田生產(chǎn)中，變頻器控制系統(tǒng)的開環(huán)控制系統(tǒng)主要用于機(jī)械采油、注聚等系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)大部分用于原油外輸、污水反沖等系統(tǒng)。采油一廠各類變頻器達(dá)上千臺(tái)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，投入使用的變頻器占總數(shù)的百分之八十以上，這些投產(chǎn)的變頻器中部分變頻器和電動(dòng)機(jī)功率匹配不合理，表現(xiàn)在大功率變頻器匹配小功率電動(dòng)機(jī)的“大馬拉小車”的情況，還有少部分小功率變頻器無法拖動(dòng)大功率電動(dòng)機(jī)的情況。未投入使用的變頻器大多是因?yàn)楣r不合適、停產(chǎn)或出現(xiàn)故障需要修理等原因。

2 變頻器常見故障分析

油田生產(chǎn)大多處于野外偏僻的環(huán)境，工作條件差，變頻器長期處于野外簡陋環(huán)境，容易出現(xiàn)各種故障，常見的有以下幾種。

2.1 變頻器參數(shù)設(shè)置故障

變頻器在生產(chǎn)調(diào)試時(shí)，每一個(gè)參數(shù)都有一個(gè)默認(rèn)值，這個(gè)默認(rèn)值稱為出廠值，只有在這個(gè)默認(rèn)值的條件下，變頻器才能正常運(yùn)行和操作，但在實(shí)際工作中，變頻器面板操作不能滿足使用需求，需要對默認(rèn)值進(jìn)行重新設(shè)置，才能滿足使用要求，這類參數(shù)設(shè)置不正確導(dǎo)致不能正常工作的情況稱為參數(shù)設(shè)置故障。

2.2 變頻器過流故障

過流故障是變頻器最常見的故障類型，其故障形式主要表現(xiàn)為：

（1）變頻器重啟，速度變高后就出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，造成這種情況的原因可能是出現(xiàn)短路、機(jī)械部位卡住、模塊損壞或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩偏小。

（2）通電就出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，可能原因是驅(qū)動(dòng)電路損壞、模塊損壞等。

（3）啟動(dòng)后正常工作，加速時(shí)跳閘?？赡艿脑蚴羌铀贂r(shí)間、電流上限等參數(shù)設(shè)置不正確。

2.3 變頻器過壓故障

變頻器在設(shè)計(jì)是規(guī)定了其最大能承受的電壓，超過這個(gè)電壓，變頻器可能會(huì)損壞，因此變頻器都設(shè)置有過壓保護(hù)功能，當(dāng)電壓超過規(guī)定電壓時(shí)，變頻器就停機(jī)。造成過壓的原因有輸入交流電源過壓和發(fā)電類過壓，其中發(fā)電類過壓較為常見，這種情況常出現(xiàn)在抽油機(jī)下行過程中，由于變頻器再生制動(dòng)單元功能出現(xiàn)故障，使得電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速高于實(shí)際轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)發(fā)電現(xiàn)象，導(dǎo)致變頻器過壓。

2.4 變頻器欠過壓故障

當(dāng)變頻器電源輸入部分出現(xiàn)問題時(shí)，容易出現(xiàn)欠過壓的情況，需要檢查相應(yīng)故障部位。

2.5 變頻器過載故障

在實(shí)際生產(chǎn)中變頻器出現(xiàn)過載情況也較為常見。出現(xiàn)過載時(shí)首先要分析是變頻器過載還是電動(dòng)機(jī)過載，通常只要變頻器參數(shù)設(shè)置合理，電動(dòng)機(jī)不容易出現(xiàn)過載現(xiàn)象，變頻器出現(xiàn)過載的可能性較大。

3 變頻器常見故障處理方法

（1）變頻器參數(shù)設(shè)置故障處理方法。變頻器出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置故障時(shí)，首先檢查電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速等參數(shù)是否與默認(rèn)值符合，不符合需要重新設(shè)置相關(guān)參數(shù)。其次要檢查變頻器的控制方式，要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的控制方式。還要檢查變頻器的啟動(dòng)方式，使啟動(dòng)方式適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)情況。最后要選擇適宜的頻率給定方式。

（2）變頻器過流故障處理方法。造成變頻器過流的原因可能是加速時(shí)間過短、負(fù)載出現(xiàn)突變、負(fù)荷分配不均勻、輸出短路等，相應(yīng)的可采取延長加速時(shí)間、減小負(fù)載波動(dòng)、重新分配負(fù)荷、檢查電路情況等措施。

（3）變頻器過壓故障處理方法。變頻器出現(xiàn)過壓時(shí)，針對過壓不同原因需要采取不同處理方法。能量消耗型的變頻器出現(xiàn)過壓通常需要在直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻，防止直流電壓的上升。對于能量回饋型的變頻器，通常能夠完全利用好再生能量。出現(xiàn)過載時(shí)，要檢查電壓抑制單元是否有損壞和過壓保護(hù)設(shè)定值是否合適。

（4）變頻器欠過壓故障處理方法。出現(xiàn)欠過壓故障時(shí)，要檢查電源輸入部分的整流橋、主回路接觸器及電壓檢測電路等是否有損壞。

（5）變頻器過載故障。針對造成變頻器過載的原因如加速時(shí)間太短、直流制動(dòng)量過大、電網(wǎng)電壓太低、電機(jī)負(fù)載過大等，需要采取延長加速時(shí)間、延長制動(dòng)時(shí)間、檢測電網(wǎng)電壓是否過低、更換大功率電機(jī)或者變頻器等措施。

4 結(jié)束語

變頻器在油田生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，要做好變頻器的維護(hù)和保養(yǎng)工作，除了要掌握變頻器的基本操作、維護(hù)、管理等基本知識外，還要熟悉變頻器的控制電路原理，了解變頻器常見故障類型及處理方法，由此才能提升變頻器使用效率，保障油田生產(chǎn)順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡本發(fā).變頻器調(diào)試與故障處理方法[J].變頻器世界，2007（02）：93-96.

[2]朱益飛.變頻器常見故障及預(yù)防措施[J].變頻器世界，2008（05）：106-109.

作者單位

大慶油田第一采油廠儀表安裝維修大隊(duì)油田自動(dòng)化室 黑龍江省大慶市 163000