石油鉆井電氣設(shè)備故障處理方式探討

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電氣設(shè)備要避免過熱，保證散熱良好，可以在很大程度上減少電氣事故的發(fā)生。就鉆井隊(duì)電氣設(shè)備，保證電控房空調(diào)工作正常，控制柜內(nèi)風(fēng)機(jī)正常，電機(jī)風(fēng)機(jī)正常。設(shè)備進(jìn)排風(fēng)口不能被遮蓋應(yīng)保持暢通，水冷電磁剎車保證使用時(shí)不停水，風(fēng)冷電磁剎車不停風(fēng)。避免其它設(shè)備排出的熱氣直吹電氣設(shè)備。夏天如電氣設(shè)備溫度過高可搭遮陽棚，加風(fēng)機(jī)強(qiáng)制散熱。

例1：某鉆井隊(duì)鉆進(jìn)過程中ABB變頻器經(jīng)常報(bào)IGBT損壞故障，復(fù)位后可正常工作，經(jīng)分析IGBT非實(shí)質(zhì)性損壞，懷疑為散熱不好，，拆開變頻器檢查發(fā)現(xiàn)變頻器內(nèi)部灰塵污垢較多，用干凈氣管線吹掃后啟動(dòng)變頻器一切正常。由于灰塵污垢，IGBT溫度高載流子工作不正常導(dǎo)致。

加強(qiáng)電氣設(shè)備的管理維護(hù)，能夠減少設(shè)備故障率，但不能杜絕電氣設(shè)備故障的發(fā)生。當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)不能盲目維修，要弄清楚，想明白再修理，不然會(huì)將故障擴(kuò)大化，為后期修理帶來了不便?，F(xiàn)在電氣設(shè)備進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，雖然為我們提供了豐富的人機(jī)界面和操作窗口，但由于自動(dòng)化系統(tǒng)都使用PLC，由于PLC采用通訊和內(nèi)部處理各種邏輯與模擬信號(hào)，沒有接觸器和模擬電路時(shí)那么直觀，出現(xiàn)問題時(shí)往往讓人無從下手，致使現(xiàn)場人員通過該變參數(shù)、改變設(shè)置來解決問題，從而使問題復(fù)雜化。其實(shí)自動(dòng)化設(shè)備上提供的人機(jī)界面對于終端用戶來說是用來觀察設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況和設(shè)備狀態(tài)的，此類電氣設(shè)備在設(shè)備出廠之前各種參數(shù)都已經(jīng)調(diào)試好了，若非特殊情況不需改變參數(shù)。如某鉆井隊(duì)ABB變頻器不報(bào)故障也啟動(dòng)不了，現(xiàn)場人員以為參數(shù)或程序有問題，于是改來改去也未解決問題，后來才發(fā)現(xiàn)鉆臺(tái)急停按鈕被按下。再比如某鉆井隊(duì)西門子6RE71變頻器報(bào)故障F002，直流母線電壓低，現(xiàn)場人員認(rèn)為整流部分有問題，在調(diào)參數(shù)過程中不小心把整流部分恢復(fù)了工廠設(shè)置，后來才發(fā)現(xiàn)是斷路器沒有合閘，但此時(shí)已經(jīng)晚了，由于參數(shù)沒有備份，售后維修人員費(fèi)盡周折才將參數(shù)設(shè)置完畢。

1變頻器外部故障

鉆井隊(duì)電氣設(shè)備的外部故障一般都是由于線路接觸不良或電機(jī)損壞造成的，所以要查找這類原因就要實(shí)時(shí)測量、分段查找。如圖1的西門子6RE71變頻器接線圖，變頻器中只有X1：1-X1：5五個(gè)端子的數(shù)字量輸入，X1：9-X1：12的兩對模擬量輸入和若干輸出信號(hào)。（1）如果變頻器不能夠啟動(dòng)，先將變頻器的啟動(dòng)開關(guān)打到相應(yīng)位置實(shí)時(shí)測量X1：1-X1：5相應(yīng)的信號(hào)是否正常，如果正常往后面檢查X10的相應(yīng)接線處的信號(hào)直至變頻器處，如果不正常就往前段測量直至司鉆臺(tái)處。這樣就會(huì)查到問題所在，如果都正常則說明是變頻器內(nèi)部故障。（2）如果變頻器能夠起動(dòng)不能運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)轉(zhuǎn)情況與以前有差別，則需實(shí)時(shí)測量X1：9-X1：12的模擬信號(hào)是否正常、連續(xù)。如不正常則需分段檢查線路和電位器。（3）如果變頻器使用正常，輸出的顯示儀表和指示燈不正常，按照前兩條的方法測量輸出信號(hào)即可。

2變頻器內(nèi)部故障的分析

變頻器一般由主回路、控制單元、測量單元、輸入輸出單元及顯示部分組成，由于變頻器內(nèi)部保護(hù)比較完善，我們可以根據(jù)顯示故障參數(shù)的指示來解決問題。比如：（1）出現(xiàn)過流、過壓、欠壓、堵轉(zhuǎn)、超速、超溫等故障，而實(shí)際沒有出現(xiàn)過流、過壓、欠壓、堵轉(zhuǎn)、超速、超溫等現(xiàn)象我們一般可推斷測量部分出現(xiàn)問題，如果真實(shí)存在過流、過壓、欠壓、堵轉(zhuǎn)、超速、超溫等現(xiàn)象我們就需要檢查主回路和外部連接的電氣設(shè)備是否正常。（2）如果變頻器顯示正常卻不能實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速等控制功能，如果此時(shí)外部輸入信號(hào)正常我們可初步推斷輸入輸出或控制單元損壞。

3PLC故障處理

西門子PLC我們可以通過觀察的有CPU上的狀態(tài)（5V電源、運(yùn)行、停止）和故障指示燈（通訊故障BF、系統(tǒng)故障SF）以及數(shù)字量輸入輸出模塊上的指示燈來查找問題。（1）如果CPU上故障指示燈BF亮說明存在通訊故障，需要檢查通訊電纜和通訊接口。如果系統(tǒng)故障指示燈SF亮說說明存在系統(tǒng)問題，一般都是由系統(tǒng)讀取參數(shù)或訪問某個(gè)地址時(shí)無法找到，導(dǎo)致系統(tǒng)程序不能順利執(zhí)行下去而引起的，這種情況需要檢查與PLC通訊的設(shè)備是否啟動(dòng)、是否連接可靠或損壞。（2）如果PLC的CPU指示正常，但設(shè)備不能運(yùn)轉(zhuǎn)這就需要檢查數(shù)字量輸入輸出部分。如圖2，如果設(shè)備不能運(yùn)轉(zhuǎn)看相關(guān)的輸入量處指示燈是否正常，以轉(zhuǎn)盤風(fēng)壓為例，如果DI3指示燈亮說明風(fēng)壓正常，如指示燈不亮或亮度比其他暗則需測量X2/2是否有24VDC，若沒有24VDC檢查外部線路、若有24VDC則懷疑輸入點(diǎn)DI3損壞。數(shù)字量輸出同輸入一樣，以轉(zhuǎn)盤風(fēng)機(jī)不能啟動(dòng)為例，如果影響轉(zhuǎn)盤風(fēng)機(jī)的輸入點(diǎn)輸入正常，而風(fēng)機(jī)不能夠運(yùn)轉(zhuǎn)，首先檢查輸出指示燈D026是否正常，若指示燈亮說明外部線路開路或接觸器存在故障。若指示燈發(fā)暗（亮度與其他不同）或不亮說明外部線路存在短路或輸出點(diǎn)DO26損壞。

當(dāng)變頻器或PLC等電氣設(shè)備出現(xiàn)問題以后，不能盲目處理。首先參照圖紙測量外部線路給定的模擬量，數(shù)字量是否正常，如果正常參數(shù)中顯示不正常說明輸入輸出模塊有問題了，如果輸入不正常那就是外部線路的問題，分段查找故障源。通過這種方法可以解決絕大部分故障（因?yàn)镻LC變頻器等數(shù)字化設(shè)備自我保護(hù)能力很強(qiáng)，一般自身不會(huì)出現(xiàn)問題幾率比較小）。其次如果變頻器內(nèi)部出現(xiàn)問題，一定要記清故障代碼和故障現(xiàn)象，如果有條件先將參數(shù)備份后再維修。輕易不要通過改變參數(shù)、屏蔽故障來解決問題。（本文作者：韓俊、劉天文、婁景波 單位：中原塔里木鉆井公司）