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(四川省甘孜水文水資源勘測局，四川 甘孜，626000)

1 概述

近年來，很多水文站在水文纜道上采用了新技術，特別是在電子技術應用上有了很大的發(fā)展，創(chuàng)造了用途和性能不同的各種新儀器及新裝置。水文纜道是水文測站進行測流、取沙等的一項重要技術裝備。由主索、循回繩、起重繩、支柱、拉線、地錨、轉(zhuǎn)向滑輪、懸吊鉛魚、驅(qū)動絞車、信號儀表裝置、防雷設施等組合構成。

水文纜道絞車是水文站用纜道進行水文測驗時室內(nèi)的主要機械設備。驅(qū)動水文纜道絞車的動力類型主要有人力、柴油機、電動機三種。電動絞車適用性大，只要適宜增加電動機功率，增加絞車機械主件的強度，可以適用于各級河流。

電動絞車在沒有調(diào)速設備時，由于突然起動和停車，使主索產(chǎn)生振動，引起鉛魚和儀器對水流的擾動，影響測驗精度。同時對水深測量和施放相對水深也帶來難度。如果利用調(diào)速裝置，使水文絞車起動、運轉(zhuǎn)和停車時的速度可控，就可以大大改善不利因素。隨著科技的進步，變頻器調(diào)速裝置在電動絞車調(diào)速中得到廣泛應用，為提高水文測報的精度提供了保障。無論早期的KC-1型還是最新研制開發(fā)的ELD-3B型纜道動力拖動系統(tǒng)，其核心部件都是變頻器。因此，實際應用中，對于新安裝的變頻器或更換的變頻器，在使用之前必須對其進行一系列的調(diào)試才能投入運行。本文重點對變頻器的安裝調(diào)試方法和運行注意事項進行介紹。

2 調(diào)試前的注意事項

2.1 掌握和熟悉面板操作鍵

變頻器都有操作面板，品牌不同，操作面板結(jié)構有所不同，但其功能大同小異。一般變頻器操作面板由四位LED數(shù)碼顯示器、發(fā)光二極管指示燈及操作按鍵組成。

普通型操作按鍵有：運行鍵(RUN)、停止/復位鍵(STOP/RESET)、編程鍵(PRG)、退出鍵(ESC)、多功能鍵/點動鍵(M)、移位鍵(﹥﹥)、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)鍵(FWD/REV)和一個電位器調(diào)節(jié)旋鈕組成。在開始調(diào)試前安裝人員首先要結(jié)合操作手冊，掌握和熟悉變頻器操作面板各功能鍵的作用。

2.2 變頻器調(diào)試

調(diào)試前首先要認真閱讀產(chǎn)品技術手冊，對照技術手冊，檢查變頻器的輸入、輸出端是否符合技術手冊要求，檢查接線是否正確和緊固，輸入、輸出線絕對不能接錯。屏蔽線是否按照技術手冊規(guī)定正確連接。

3 通電檢查與調(diào)試

變頻器在通電前，一定要在檢查無誤的基礎上，確認變頻器可以通電時才能上電。上電后檢查和調(diào)試的內(nèi)容、步驟如下。

3.1 接電源空載試運行

接入三相交流電源后，先按點動鍵(M)試運行，再按運行鍵(RUN)運行變頻器到50Hz，用萬用表測量變頻器的三相輸出(U/T1、V/T2、W/T3)電壓應平衡。然后按停止鍵(STOP/RESET)待頻率降到0Hz時，再接上負載，三相異步電動機。

三相異步電動機的檢查：接線柱是否接好，有無松動現(xiàn)象。再測量三相阻值基本一致，如果某相阻抗過大，檢查接線柱是否銹蝕，接觸電阻增大所致。絕對不能空載調(diào)試，否則頻率顯示閃爍，變頻器無輸出。甘孜水文站就是個例子：由于二樓到底樓下線過多，沒顏色區(qū)分，又沒有作標記，導致變頻器輸出線至電機連線接錯空載，安裝調(diào)試走了很多彎路。

3.2 帶負載試運行

設置電機的極數(shù)、額定功率、額定轉(zhuǎn)速、額定電流，綜合考慮變頻器的工作電流。

選擇參數(shù)自整定功能的執(zhí)行方式：靜止參數(shù)自整定，在電機不能脫開負載的情況下進行參數(shù)自整定；旋轉(zhuǎn)參數(shù)自整定，在電機可脫開負載的情況下進行參數(shù)自整定(啟動參數(shù)自整定時，請確保電機處于靜止狀態(tài)，自整定過程中若出現(xiàn)過流過壓故障，可適當延長加減速時間)；設定變頻器的上限輸出頻率、下限輸出頻率、基頻、設置轉(zhuǎn)矩特性；將變頻器設置為自帶的鍵盤操作模式，按手動鍵、運行鍵、停止鍵，觀察電機轉(zhuǎn)向是否正確，是否能正常地啟動、停止；熟悉變頻器發(fā)生故障時的保護代碼，觀察熱保護繼電器的出廠值，觀察過載保護的設定值，必要時可以進行修改。

4 系統(tǒng)調(diào)試

(1)手動操作變頻器面板的運行、停止鍵，觀察電機運行、停止過程以及變頻器的顯示窗口，看是否有異?，F(xiàn)象。如果有異常現(xiàn)象，應相應改變預定參數(shù)后再運行。

(2)如果啟動、停止電機過程中變頻器出現(xiàn)過流保護動作，應重新設定加速、減速時間。電機在加、減速時的加速度取決于加速轉(zhuǎn)矩，由于變頻器在啟動、制動過程中的頻率變化率是由用戶設定的。若電機轉(zhuǎn)動慣量或電機負載變化，按預先設定的頻率變化率升速或減速時，有可能出現(xiàn)加速轉(zhuǎn)矩不匹配，從而造成電機失速，即電機轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào)，從而造成過電流或過電壓。因此，需要根據(jù)電機轉(zhuǎn)動慣量和負載合理設定加、減速時間，使變頻器的頻率變化率能與電機轉(zhuǎn)速變化率相協(xié)調(diào)。

檢查此項設定是否合理的方法是先按經(jīng)驗選定加、減速時間進行設定，若在啟動過程中出現(xiàn)過流，則可適當延長加速時間；若在制動過程中出現(xiàn)過流，則適當延長減速時間。另一方面，加、減速時間不宜設定太長，時間太長將影響生產(chǎn)效率，特別是要求頻繁啟動、制動的場合。水文纜道的運行條件就是要求頻繁啟動、制動，所以參數(shù)和設定極為重要。

(3)如果變頻器在限定的時間內(nèi)仍然保護，應改變啟動/停止的運行曲線，從直線改為S形、反U形線。電機負載慣性較大時，應采用更長的啟動/停止時間，并根據(jù)其負載特性設置運行曲線類型。

(4)如果變頻器仍然存在運行故障，應嘗試增大電流限定的保護值，但不能取消保護，應留有至少5%～10%的保護余量，此功能對速度或負載急劇變化的場合尤其適用。

(5)如果變頻器帶動電機在啟動過程中達不到預設速度，可能有兩種情況：首先系統(tǒng)發(fā)生機電共振，可以從電機運轉(zhuǎn)的聲音進行判斷。采用設置頻率跳躍值的方法，可以避開共振點。一般變頻器能設定三級跳躍點。v/f控制的變頻器驅(qū)動異步電機時，在某些頻率段，電機的電流、轉(zhuǎn)速會發(fā)生振蕩，嚴重時系統(tǒng)無法運行，甚至在加速過程中出現(xiàn)電流保護使得電機不能正常啟動。這在電機輕載或轉(zhuǎn)動慣量較小時更為嚴重。普通變頻器均備有頻率跨跳功能，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點，在v/f曲線上設置跨跳點及跨跳寬度。當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運行。其次電機的轉(zhuǎn)矩輸出能力選擇，由于不同品牌的變頻器出廠參數(shù)設置不同，在相同的負載條件下，帶載能力也有所不同；也可能因變頻器控制方法不同，造成電機的帶載能力不同；或因系統(tǒng)的輸出效率不同，造成帶載能力會有所差異。對于這些情況，可以增大轉(zhuǎn)矩提升值。如果達不到，可用手動轉(zhuǎn)矩提升功能(但不要設定過大，導致電機的溫升增加)，如果仍然不行，應改用新的控制方法，比如采用v/f比值恒定的方法。啟動達不到要求時，可改用無速度傳感器矢量控制方法，此時電機具有更大的轉(zhuǎn)矩輸出能力。

(6)變頻器功率選?。阂话銥樨撦d電機最大功率的2倍以上，否則常出現(xiàn)自動保護停機現(xiàn)象。爐霍望果水文站，3kW變頻器帶動3kW電動機，當變頻器輸出頻率超過5Hz時，變頻器立即保護無輸出。后將變頻器由3kW換成同型號7.5kW時，運行至今再沒有出現(xiàn)過無輸出自動保護停機現(xiàn)象。

(7)變頻器LED顯示運行參數(shù)與停機參數(shù)不止一個參數(shù)，而是有多個參數(shù)。如果需要顯示某個設定參數(shù)，則可在停機或運行中按移位鍵尋找需要顯示的參數(shù)。水文站主要顯示：頻率、正、反轉(zhuǎn)等。

5 變頻器的運行

變頻器是精密的電力電子設備，為了確保其安全可靠地運行，在使用過程中需注意以下事項：

(1)為防止引發(fā)電器接觸不良，變頻器安裝的場所應遠離振動源和沖擊源，并使用減振橡膠墊固定在控制柜內(nèi)，不能與柜內(nèi)電磁開關之類易產(chǎn)生振動的元器件太近；

(2)變頻器的工作溫度應控制在40℃以下，并嚴格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求，絕對不允許把發(fā)熱元器件緊靠變頻器的底部安裝；

(3)變頻器只能正面立裝，下方進、出線，絕對不能平裝；

(4)變頻器在工作時會產(chǎn)生很多干擾電磁波，對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)的儀表和電子系統(tǒng)，應選用金屬外殼屏蔽，元器件應可靠接地。除此之外，變頻器控制線與電源線應分開布線，切忌將各類導線捆成一束走線。各電器元件、儀器及儀表之間的走線應選用屏蔽控制電纜。如果處理不好，電磁干擾會使整個系統(tǒng)無法工作，鄉(xiāng)城洞松水文站就是案例；

(5)變頻器到電動機的連線應小于100m，否則電纜產(chǎn)生電容過大，容易導致變頻器的功率開關瞬間產(chǎn)生過大的尖峰電流，損壞功率逆變模塊。新龍水文站就出現(xiàn)過連線過長損壞變頻器的案例；

(6)變頻器正確接地是提高控制系統(tǒng)靈敏度，抑制噪聲的重要手段，變頻器接地端接地電阻越小越好。接地導線截面積應不小于2.5mm2，長度應控制在20m以內(nèi)。變頻器的接地必須與動力設備接地分開，不能共地，信號輸入線的屏蔽層，應接至E上。變頻器與控制柜之間的接地應連通，如果實際安裝有困難，可用銅芯導線跨接；

(7)在變頻器中，設有電源保護器等雷電吸收網(wǎng)絡，但在實際工作中，特別是電源線架空引入的情況下，進線處裝設變頻器專用避雷器，或按規(guī)范要求在離變頻器20m的遠處預埋鋼管做專用接地保護。如果電源由電纜引入，則應做好控制室的防雷系統(tǒng)，以防雷電竄入破壞設備；

(8)電位器是一種可調(diào)電器元件，由一個電阻體和一個轉(zhuǎn)動或滑動系統(tǒng)組成。變頻調(diào)速中使用的電位器均是手柄轉(zhuǎn)動式調(diào)速。一般用1W-10W/2.2kΩ-47kΩ電位器進行調(diào)節(jié)。電位器用久了或質(zhì)量不好，會產(chǎn)生很多故障，影響變頻器正常運行。在電位器給定頻率的變頻調(diào)速中，電位器是最容易出故障的元件。

在變頻器運行時，始終為0Hz電機不轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)電位器無效。碰到這種情況，應觀察變頻器控制面板上的LED指示燈“RUN/TUNE”和“LOCAL/REMOT”工作情況?！癛UN/TUNE”是運行狀態(tài)指示燈，燈亮表示運行，燈熄表示停機。“LOCAL/REMOT”是控制模式指示燈，燈亮表示端子板控制運行信號到，燈熄表示停機，燈閃爍表示參數(shù)自學習。當觀察到兩指示燈處于亮時，可以判斷變頻器已經(jīng)收到了外部給予的開機信號。變頻器沒有輸出，電機不運轉(zhuǎn)，是因為變頻器還沒有收到給予的頻率信號，所以沒有輸出。此時更換電位器即可排除故障。

6 建議

由于科技進步和水文形勢發(fā)展很快，各地創(chuàng)制的新儀器、新裝備種類很多，建議省水文水資源勘測局組建水文儀器設備“應用科學”交流平臺，實現(xiàn)“共研共創(chuàng)，資源共享，精益求精，做到經(jīng)濟人才效益最大化”與時俱進，推動水文事業(yè)迅猛發(fā)展。