一起變頻器柜短路跳閘故障的查找

1. 故障經過
某廠三車間油隔泵采用日本富士FRN160P7- 4型容量為160kW變頻器調速。主電路如附圖 所示。

該變頻器放置在操作室柜內，380V交流電輸入端由低壓配電所一支路饋出，經刀熔開關后由電纜供出至變頻器。一天，運行中的2號變頻器柜突然發生放炮跳閘。
2. 檢查情況
檢查變頻器柜外圍部分輸入、輸出電纜及電機均正常，變頻器所配快速熔斷器未斷。
拆下變頻器，發現L1交流輸入端整流模塊上3個銅母排之間有明顯的短路放炮痕跡，整流管阻容保護電阻的一個線頭被打斷，而其它部分外觀無異常。檢查L1輸入端4只整流管均完好。將阻容保護電阻端控制線重新焊好。
用萬用表檢查變頻器主回路輸入、輸出端正常；試驗主控板正常；檢查內部控制線，連接良好，變頻器內無異物。
將變頻器輸入端接入三相380V交流電，輸出端拖動一臺小電機，調節電位器，輸出電壓三相平衡，頻率可調，電機調速正常。
變頻器試驗正常后回裝送電，變頻柜盤面電壓表指示輸入交流電壓為380V。按起動按鈕，調節電位器，電機運轉。當頻率調至11Hz時，變頻器跳閘，故障指示為“LU”，即直流回路欠電壓保護。再送電試車，故障同前。
將電機電纜拆除，空試變頻器，調節電位器，頻率可以調至設定值50Hz。
重新接電機電纜。在電機起動后，調節頻率的同時，測量直流輸出電壓，發現在頻率上升時，直流電壓由513V降至440V左右，使欠電壓保護動作。
在送電后，維修人員還發現變頻器內冷卻風扇工作異常，接觸器K73觸點未閉合（正常情況下，K73應閉合，以保證對充電電容足夠的充電電流）。
懷疑控制回路有問題，但經過檢查未發現。后用萬用表測量配電室刀熔開關熔斷器，才發現一相已熔斷，但紅色指示器未彈出。更換后重新送電，一切正常。
3. 原因分析
(1) 變頻器柜短路眺閘原因
變頻器內快熔完好，說明其逆變回路無短路故障。可能變頻器內進了金屬異物，如一個小螺釘或金屬絲，在運行中滑至L1整流橋母排間，造成短路，同時將阻容保護電阻連接線打斷，變頻器跳閘，短路電流將金屬異物燒熔。
(2) 送電時欠電壓跳閘原因
L1輸入側短路時，將配電室對應L1相的熔斷器燒斷，但因紅色指示器未彈出來，值班電工檢查時未發現，變頻柜上電壓表指示恰好引自L2、L3兩相，變頻柜電壓表指示為380V，讓人誤以為輸入電壓正常。
變頻器內部控制回路電壓由控制變壓器二次側提供。其一次電壓取自L1、L3兩相，L1缺相后，造成接在二次側的接觸器和風扇欠壓。同時引起整流橋輸出電壓降低，特別在頻率調升至一定程度時，隨著負載的增大，電容兩端電壓下降較快，形成欠電壓保護跳閘。
4. 防范措施
(1)保持變頻器柜周圍環境清潔，防止異物進入。
(2) 在變頻器柜送電前，要認真檢查交流供電電源，除檢查儀表指示外，還要用萬用表或電筆測試，確認無誤后，方可送電試車。尤其在故障后，更應做詳細檢查。