浅谈脱盐提升泵变频控制线路改造

【摘 要】随着电子技术的发展，变频器应用越来越广泛。变频器在控制油气生产过程，调节生产参数方面起着相当重要的作用。近几年新建油气集输联合站自动化程度越来越高，极大方便了现场管理，但也给联合站投产运行带来了一些新的问题，如何有效解决这些问题，事关到了新场站的顺利投产运行。本文以哈萨克斯坦Sgiz油区Taskuduk中心处理站脱盐提升泵变频控制线路改造为例，探讨了如何有效进行变频控制线路改造，以达到现场运行要求。

【关键词】变频控制；线路改造

1.基本情况分析

在投产前电气设备调试过程中，出现2#、3#电脱盐提升泵现场控制异常以及2#变频器中控变频调速失效的问题。设备现场运行状态测试结果如下表所示：

2.失效原因分析

将电脱盐提升泵的整个设计安装过程作为一个系统工程，从设计、施工、产品质量等方面着手，根据现场的测试反馈情况来分析具体原因是我们解决此类问题的普遍原则。笔者认为脱盐提升泵变频控制功能失效的原因一般包含以下几方面：

2.1设备故障方面的原因

这里所指的故障涉及设备及元器件，具体指机泵、交流接触器、热继电器、中间继电器、断路器、整流器等接触是否良好、部件有无损坏。

2.2控制线路方面的原因

控制线路由频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、信号放大驱动电路以及保护电路等组成。这些控制线路连接错误或设计有误均会造成设计功能失效，达不到现场工艺操作要求。

2.3施工缺陷方面的原因

主要有设备、电器件施工有漏项、电器线路安装有错误等。

2.4设计缺陷方面的原因

主要存在变频柜负载是否匹配、主要控制方式有无错误、控制程序是否相符、二次回路设计有无缺陷等。

3.失效原因验证

对于可能导致变频控制系统设计功能失效的原因，我们大致可分为线路核查与器件检测两方面去分析验证。首先核查现场安装电路与设计是否存在出入，满足送电调试条件后后方可进行空载低压配出回路调试，进行线路及器件功能核查。若送电测试出现以下情况，可逐一确认排查。

3.1电流跳闸

起动时，一升速就跳闸，说明变频器过电流十分严重，应查看有否负载短路、接地、工作机械卡堵、传动损坏、电动机起动转矩过小、以及根本起不动、变频器逆变桥已损坏。

运行中跳闸引起的原因有升速设定时间过短、降速时间设定过短、转矩补偿（V/f比）设定太大，造成低速过电流、热继电器调整不当，动作电流设定太小也可引起过电流动作。

3.2过电压和欠电压跳闸

（1）过电压：电源电压过高、降速时间设定过短、降速过程中制动单元没有工作或制动单元放电太慢，即制动电阻太大。变频器内部过电压保护电路有故障会引起过电压。

（2）欠电压：电源电压过低、电源缺相、整流桥有一相故障，变频器内部欠电压保护电路故障也会引起欠电压。

3.3电动机不转

电动机、导线、变频器有损坏，线未接好，功能设置，如上限频率、下限频率、最高频率设定时没有注意，相互矛盾着。使用外控给定时，没有选项预置，以及其他不合理设置。

3.4发生失速

变频器在减速或停止过程中，由于设置的减速时间过短或制动能力不够，导致变频器内部母线电压升高发生保护（也称过电压失速），造成变频器失去对电动机的速度控制。此时，应设置较长的减速时间，保持变压器内母线电压不至于升得太高，实现正常减速控制。变频器在增速过程中，设置的加速时间过短或负载太重，电网电压太低，导致变频器过电流而发生保护（也称过电流失速），变频器失去对电动机的速度控制。此时，应设置较长的增速时间，维持不会过电流，实现正常增速控制。

现场分析验证结果显示：Taskuduk中心处理站脱盐提升泵存在的控制方式及二次回路错误，是导致泵运行状态与现场工艺要求不符的原因。

4.线路改造方案

Taskuduk中心站出现的问题需进行线路改造，要更改控制方式以及调整控制回路才可解决。为此我们设计了两套方案。方案一是增加一台同型号的变频器，三台变频器分别控制三台脱盐提升泵的频率。方案二是增加一个中间继电器，对二次回路的线路进行改造，改变变频器的控制方式，实现2#、3#现场操作柱对2#、3#脱盐提升泵的单独‘就地’启停功能。

5.改造效果分析

为确保设备按期调试完成，不影响投产进度，我们分析了失效原因，并设计了改造方案，及时对变频控制线路进行了改造。考虑到现场时间紧迫，新购买配件所需周期较长，并且会增加业主成本，我们选择了工期短、见效快、较为经济的方案二进行了改造。改造后将2#、3#电机电缆接入变频器，将电机与泵之间的联轴器拆除，对电机进行空载实验，电机运行正常，现场操作柱、配电柜上的启停按钮均能够正常操作，满足生产工艺的要求。