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)機正常，電機風(fēng)機正常。設(shè)備進排風(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)機強制散熱。

例1：某鉆井隊鉆進過程中ABB變頻器經(jīng)常報IGBT損壞故障，復(fù)位后可正常工作，經(jīng)分析IGBT非實質(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。

加強電氣設(shè)備的管理維護，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)故障時不能盲目維修，要弄清楚，想明白再修理，不然會將故障擴大化，為后期修理帶來了不便。現(xiàn)在電氣設(shè)備進入數(shù)字化時代，雖然為我們提供了豐富的人機界面和操作窗口，但由于自動化系統(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，沒有接觸器和模擬電路時那么直觀，出現(xiàn)問題時往往讓人無從下手，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。其實自動化設(shè)備上提供的人機界面對于終端用戶來說是用來觀察設(shè)備運轉(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ABB變頻器不報故障也啟動不了，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)鉆臺急停按鈕被按下。再比如某鉆井隊西門子6RE71變頻器報故障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，但此時已經(jīng)晚了，由于參數(shù)沒有備份，售后維修人員費盡周折才將參數(shù)設(shè)置完畢。

1變頻器外部故障

鉆井隊電氣設(shè)備的外部故障一般都是由于線路接觸不良或電機損壞造成的，所以要查找這類原因就要實時測量、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。（1）如果變頻器不能夠啟動，先將變頻器的啟動開關(guān)打到相應(yīng)位置實時測量X1：1-X1：5相應(yīng)的信號是否正常，如果正常往后面檢查X10的相應(yīng)接線處的信號直至變頻器處，如果不正常就往前段測量直至司鉆臺處。這樣就會查到問題所在，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不能運轉(zhuǎn)或運轉(zhuǎn)情況與以前有差別，則需實時測量X1：9-X1：12的模擬信號是否正常、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現(xiàn)啟動、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速等控制功能，如果此時外部輸入信號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)或訪問某個地址時無法找到，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、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DI3損壞。數(shù)字量輸出同輸入一樣，以轉(zhuǎn)盤風(fēng)機不能啟動為例，如果影響轉(zhuǎn)盤風(fēng)機的輸入點輸入正常，而風(fēng)機不能夠運轉(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（因為PLC變頻器等數(shù)字化設(shè)備自我保護能力很強，一般自身不會出現(xiàn)問題幾率比較?。?。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）