Выбрать страницу

Короткое замыкание в частотном преобразователе

| Авг 2, 2019 | Анализ отказов/Разборы | 21 коммент.

Задача:

  1. Очевиден РЕЗУЛЬТАТ ОТКАЗА – фотография на слайдере;
  2. Скрыта ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА ОТКАЗА;
  3. Доступна ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ, которая содержит факты для анализа;
  4. Указывайте свои версии ОСНОВНОЙ ПРИЧИНЫ ОТКАЗА в комментариях групп соц.сетей или на сайте MaiPraktiki.

Через неделю мы откроем фотографию ОСНОВНОЙ ПРИЧИНЫ ОТКАЗА.

Участникам, правильно указавшим ОСНОВНУЮ ПРИЧИНУ – наши поздравления и персональный сертификат признания от MaiPraktiki. Авторам РАЗБОРА отказа предоставляем бесплатный доступ к первой части базового курса ТОиР – КОНТЕКСТ.

ОТКАЗ частотного преобразователя

Вводные:

Отказ произошел на типовом частотном преобразователе 300 киловаттного агрегата. Привод использовался для регулирования скорости и ограничения пускового тока асинхронного электродвигателя насоса. Серия ПЧ – ACS800, шкафного исполнения. Т.е. устанавливается в специальный электрический шкаф, который является составной частью системы частотного преобразователя.

Этакий 80 килограммовый “поросенок” модуль (или около того) на выкатной тележке. В дверце шкафа привода врезана панель управления и решетки для забора охлаждающего воздуха.

Сам ПЧ, как и 30 сходных по своим характеристикам других частотников, находились в электрощитовой. Помещение, в котором стабильно поддерживается температура 18 С, для чего установлено специальное климатическое оборудование.

Режим работы привода – 24 часа, семь дней в неделю. Обслуживался ПЧ своевременно и в полном объеме.

Сервисное обслуживание, до момента отказа, регулярно производилось сертифицированной ABB компанией. Срок эксплуатации, до момента отказа, 6 лет.

Вроде бы все.

Посмотрите на фотографии. Оригиналы автор нам не выслал, но подтвердил, что наша подборка идеальная.

Дополнительная информация:

 

Тяжесть последствий

Операционные потери:

520 минут остановки производственной линии.

Не операционные потери:

cтоимость запасного частотного преобразователя – чуть меньше 2 000 000 рублей.

Сообщение оператора:

Сижу спокойно на смене в пультовой. Мониторю параметры. Все работает, линия бежит. Вдруг хлопок за стеной! Я даже подскочил. Как будто шарик лопнул. Тут же авария высветилась – в основной системе циркуляции.  

Все встало. Дальше…

Рассказывает Главный энергетик:

Звонок рабочего телефона выдернул меня из сна в ночь с субботы на воскресенье, на Рождество. Первая трель будила, на протяжении второй и третьей мое тело перемещалось в переходном процессе полусна по направлению звонка. Когда телефон уже был в руках, помню, что глаза зажмурились от яркого света экрана смартофона. Вызывал дежурный электрик. Блин. Диалог был примерно такой:

–  Да.

–  Короткое замыкание привода насоса системы циркуляции.

–  Давно?

–  Минут пятнадцать назад.

–  …

–  АСУ-шнику позвонил, он уже выехал.

–  Причина понятна?

–  Нет.

– Хорошо..

Ничего хорошего. Отказ подобного рода – это простой завода часов на десять. Десять часов остановки линии, да еще на ровном месте – капец.

Помню, как открыл рабочий бук, присоединился к системе видеонаблюдения завода, загрузил архив. Пока данные грузились с сервера, вошел в систему мониторинга параметров линии, вывел график нагрузки приводов группы основных насосов.

Все стандартно. Нагрузки не выше номинала даже в момент резкого скачка КЗ.

На архивном видео было видно, как гора некондиционной продукции растет на внезапно остановившемся конвейере транспортировки сырья на обработку. Так как сработала защита по току, конвейер буквально завалило продукцией. На ускоренном просмотре видео – быстро забегали люди, завод стоял.

Остатки сна вместе с мыслью, что диагноз о “некорректной работе оператора” в этом случае никак не прокатывает – ушли из головы.

Из объяснения оперативно-ремонтного персонала:

В 1: 45 ночи поступил вызов от дежурного оператора смены – остановился насос основной системы циркуляции. Диагностическая ошибка на панели управления – отсутствие напряжения питания. Замыкание произошло внутри корпуса привода, сработали предохранители на всех 3-х фазах.

Первое, что проверили – систему питания шины постоянного тока, результат – элементы системы исправны. Проверили диоды, тиристоры – звонятся как надо (быстродействующие предохранители), повезло что остались целы.

Далее осмотрели конденсаторную установку – и она в порядке (нет вздутий и следов повреждения). Проверили IGBT транзисторы, на первый взгляд все в порядке, прозвонка ничего не дала, короткого замыкания в цепях транзисторов нет. Осмотреть все три сборки транзисторных блоков не было возможности, те, что находились в доступной видимости не были повреждены (нагар и другие следы).

Была даже мысль просто заменить предохранители и включить установку (это все осознанная необходимость быстро ввести установку в работу для снижения времени простоя линии), но здравый смысл взял вверх, да и слова оператора* о хлопке не оставили ни единого шанса на быстрое восстановление работы ПЧ.

В общем, диагностика заняла около 20 минут.

Приняли решение о демонтаже блока. Выкатить модуль ПЧ на  салазках заняло более 3 часов. Возникли сложности с демонтажем по причине того, что салазки блока прикипели к направляющим, + стесненные условия и тяжесть самого привода сыграли свою роль (всегда смазывайте салазки графитовой смазкой). Только после применения монтировки удалось его сдернуть с места.

Разборка и решение о замене – еще 60 минут.

Транспортировка запасного модуля ПЧ к месту монтажа – 60 минут.

Подключение, настройка параметров, запуск линии – около 180 минут.

* Со слов операторов, в момент выхода из строя ПЧ был сильный хлопок. Операторы находятся в пультовой, которая расположена в соседнем помещении. Помещения разделяет стена из бетона, в которую врезана металлическая дверь.

Основное корректирующее мероприятие:

Тщательная герметизация помещения электрощитовой, тщательная зачистка фальшпола и труднодоступных мест, обработка поверхностей ядохимикатами для уничтожения насекомых. 

Комментарии к основной причине отказ:

Рассматриваемый частотник работает на напряжении 690 В. Напряжение между соседними контактами, на шине постоянного тока, может достигать 1300 вольт. Достаточно тонкой ножки паука, что бы пробить воздушный зазор и вызвать дугу.

По результату осмотра в частотном преобразователе был обнаружен “выживший” свидетель отказа. Живой маленький паучок.  

После детального осмотра щитовой обнаружены щели в косяках дверных проемов с улицей и другими помещениями Завода. Небольшое количество дохлых мух в подполе электрощитовой указывало на то, что насекомые свободно проникают в электрощитовую. Технические щели в корпусе привода допускают возможность проникновения этих насекомых в теплое и сухое пространство высоковольтных контактов. 

Так как поверхности зоны КЗ находятся вне потоков воздуха, не имели токопроводящей пыли, и закрыта от случайного попадания посторонних предметов, остается предположить, что возникновение КЗ произошло из за насекомых, которые заползли туда самостоятельно.

Более подробно, по другим вероятным причинам окзам, смотрите ответы MaiPraktiki в комментариях к РАЗБОРУ.

Результат/Причина отказа

Коллеги! 

Чтобы стать автором еженедельного РАЗБОРА отказа на оборудовании, вышлите две фотографии и краткое описание отказа на основе ВАШЕГО опыта. Остальное команда MaiPraktiki возьмет на себя. 

Все РАЗБОРЫ останутся в открытом доступе и будут хорошим подспорьем всем практикам ТОиР промышленных предприятий.

Материалы отказа предоставлены пользователем MaiPraktiki захотевшим остаться анонимным.

Команда MaiPraktiki благодарна автору материала для РАЗБОРА за персональный вклад в распространения лучших практик ТОиР. Мы предоставляем ему беплатный доступ к первой части базового курса ТОиР – КОНТЕКСТ.

Есть опыт практика ТОиР?

Стань автором еженедельного РАЗБОРА отказа на оборудовании. Важен только ВАШ практический опыт! Остальное, команда MaiPraktiki возьмет на себя. 

Поделитесь с другими практиками ТОиР материалами ресурса в ваших профессиональных сетях Интернет. Это поможет развитию ресурса и инженерам ТОиР промышленных предприятий. 

СОЗДАЙТЕ СВОЙ КУРС!