低压变频器现场应用情况分析介绍

2025China.cn 2008年09月11日

随着计算机技术和电力电子技术的发展，低压变频器的应用也得到了快速发展。这几年低压变频器

采油厂采油生产各类工艺技术中得到了广泛应用。采用变频器调速可以提高机械的控制精度、生产效率和产品质量，降低能耗，在孤东采油厂许多生产工艺中取得了显著的节能效果。
　　一、变频器的节能原理
　　1、变频节能
　　变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上，为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余

力矩增加了有功功率

消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗

挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时如果流量要求减小，通过降低泵或风机

转速即可满足要求。
　　由流体力学可知，P(功率)＝Q(流量)×H(压力)，流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。所队当所要求的流量Q减少时，可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。这时，电动机的功率P将按三次方关系大幅度的降低，比调节挡板、阀门节能40%一50%，从而达到节电的目的。
　　例如：一台离心泵电机功率为55千瓦，当转速下降到原转速

4/5时，其耗电量为28.16千瓦，省电48.8%，当转速下降到原转速

l／2时，其耗电量为6.875千瓦，省电87.5%。
　　2、功率因数补偿节能
　　无功功率

增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量

无功电能消耗

线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，

变频器内部滤波电容

作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
　　3、软启动节能
　　电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生

大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值

超过额定电流，减轻了对电网

冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门

使用寿命。节省了设备的维护费用。
　　二、孤东采油厂变频器在用情况
　　目前孤东采油厂在用各种变频器达到480余台，其中三采中心270余台，采油一矿45台，采油二矿13台，采油三矿22台，采油四矿43台，新滩试采矿57台，集输大队27台。主要有美国

ABB、罗宾康，日本的富士、安川、三肯、东芝和日立，德国

西门子。目前国产变频

控制技术和功能上，已取得了显著的进步和成就，所以近两年来油厂国产变频器的数量正逐步提高，主要有春日、森兰和烟台惠丰等品牌。
　　三、目前主要存在问题
　　孤东采油厂技术质量监督站自2005年开展了变频器维修工作，先后组织了现场维修150台次，总功率达到5800千瓦。

　　从维修情况来看，变频器发生故障或损坏

特征，一般可分为两类：一种是

运行中频繁出现

自动停机现象，并伴随着一定的故障显示代码，其处理措施可根据随机说明书上提供的指导方法，进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适，或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象；另一类是由于使用环境恶劣，高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严重时，会出现打火、爆炸等异常现象)。具体表现为：

　　1、变频器主控电路故障。主要包括主板，电源板，逆变器、滤波电容等主控电路损坏。
　　2、变频器冷却直流风扇故障。风扇属于易损件，工作寿命在2—5年，但是因为变频器种类繁多，功率大小不同所以内部直流风扇额定电流不同而不通用，部分风扇损坏后因为缺乏备件无法及时更换。
　　3、变频器外围控制器件故障。变频柜内变频器本身无故障，但外部控制电路系统发生故障。由于使用年限较长，且控制电路又比较复杂，既没有电路图，又没有线号，线路多而且复杂，给维修造成不便。
　　4、变频柜设计不合理，内部过于狭窄，散热通风效果差，导致散热不良。部分变频器工作环境比较恶劣，风沙及尘土集聚较多，严重影响了变频器

正常运行，

造成停机故障。变频柜散热导流风扇属于易损件，寿命一般

2年左右，

大部分变频柜散热风扇损坏后，没有及时更换，造成散热不良，造成变频器工作稳定性差、老化加剧、过热报警频发等现象发生。
　　5、变频器日常维护工作跟不上。操作人员对变频路基本操作及一些基本参数设置不了解，使用过程中不能及时发现问题。
　　6、“小马拉大车”问题。由于当时投产设计时的工作条件下限制，设计安装时为节省资金，许多