低频变压器充电器维修方法(变频器供电地线有电流原因)

其石油焦煅烧能力为12 t/h;大窑拖动系统采用变频器进行调速控制，在正常生产时投料量一般控制在10~11.6 t/h范围内，变频器(110 kVA)工作频率设定在38~46 Hz范围内，大窑驱动电机为普通三相异步电机(型号为Y315S-6、75 kW)，负载电流在68~92 A之间;停料降温期间，工艺要求大窑运行在超低速状态(窑体转速工作在2.5~2.9 r/min范围内)，变频器工作频率为5 Hz左右。2006年6月18日早晨8点停料降温时，因小窑实施检修任务，所以大窑超低速运行1个多小时后才停窑保温。下午3点在大窑拖动电机启动时，操作室内部分低压用装置(如应急照明灯充电器、对讲机充电器和显示器等)内突然出现冒烟现象，操作人员立即停止大窑启动，异常现象随之消失。根据现场操作人员对异常现象的描述，初步分析可能是供电系统电压突然升高所致。但之后测得供电系统各相电压正常(相电压均为220 V)，检查操作台和控制柜，其箱体内有明显的焦糊味，并发现多个指示灯被烧坏，UPS跳闸，PLC和皮带计量秤等的电源模块被烧坏。由于异常现象是在大窑拖动电机启动期间出现的，所以检查大窑控制变频器未发现异常(面板显示正常、电子器件无损坏等迹象);检查供电系统变压器中性线主母排(零线)，未出现接触不良等问题(有时供电变压器总零线连接点接触不良或过热，均会导致中性线上0电位漂移现象)。针对上述检查和分析，采取各种监测措施，重新启动大窑变频器，上述异常现象又立即出现，测得供电系统单相电压升至286 V左右;而变频器制动(释放电能)电阻自动投入工作(能听到制动电阻工作声音)，测得制动电阻温度为72益(环境温度19益);大窑变频器启动持续4~6 s停止后，电网电压又恢复正常(220 V)。因变频启动过程中，观察到窑体无任何转动迹象，故检查电机接线，打开接线盒发现绕组变黑，机壳内有浓烈的异味，测得电机三相绕组对地绝缘电阻分别为0、12 M赘和16 M赘。

2故障分析

在实际工作中，因变频器驱动电机绝缘损坏引起的供电系统电压升高现象极为少见，也很难用电工学一般知识解释。针对这一问题，对现场进行了全面检查、测量，测得电机接地保护线与供电系统零线相通(电阻为0赘)，进一步排查发现大窑电机接地保护线接在变频器柜体上，而变频器柜体又与供电系统零线相接(作为保护接零措施)，这种接地线和零线共接构成了电气设备的重复接地(又称为环路式重复接地)。其作用是当接地线断开或接地体电阻较大时减轻触电危险;同时当设备带电部分碰壳时，短路电流通过零线形成回路，能加速线路保护装置的动作。经分析发生故障的机理为：当变频器控制的电机绕组绝缘被损坏(击穿)后，若变频器启动时，其输出的三相低频交流电压就会通过电机动力线、电机铁心、接地线、供电系统中性线(零线)叠加到供电变压器低压侧工频三相电源上。由于变频器输出的三相交流电压频率、初相位均不同于电源工频电压(变频器、供电变压器通过接地线、零线等动力线路构成电流通路)，所以就会引起不同频率电源之间叠加现象，其叠加的程度与变频器容量、工作频率、初相位以及供电变压器容量均有密切关系。变频器容量越大，则叠加后的电压越高，其危害程度也越严重。变频器、电网、零线和接地线构成的电流回路如图1所示。