CN105425134B - 轧机主传动系统交‑交变频器异常晶闸管组件判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轧机主传动系统交‑交变频器异常晶闸管组件判定方法，使交‑交变频器供电的轧机主传动系统持续运行一定时间后，分别测量传动柜内交‑交变频器每相整流回路晶闸管组件的过流保护快熔壳体温度值，所述过流保护快熔在传动柜内分层放置；传动柜内异常晶闸管过流保护快熔壳体温度明显低于同层相邻晶闸管过流保护快熔壳体温度的晶闸管保护快熔0.3‑1℃以上，采用该方法可以简便而快速地判定出触发异常的晶闸管。
Description
技术领域
本发明属于电力电子器件状态诊断技术，涉及轧机主传动系统中的交-交变频器异常诊断方法，具体涉及一种轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法。
背景技术
马钢大H型钢生产线采用由1架二辊可逆式开坯机(BD)、3架U1-E-U2布置的万能粗轧机组和1架万能精轧机(UF)构成的串列式轧机布置方式，BD、U1、U2、E以及UF轧机主传动同步电动机功率分别为5500KW、5500KW、5500KW、2000KW以及2150KW。5架轧机主传动均采用西门子SIMOVERT D交－交变频器，变频器主回路为双星型公共交流母线连接方式，考虑到BD、U1以及U2轧机主传动功率较大，其变频器主回路晶闸管为双并联方式连接，马钢大H型钢轧机主传动交-交变频器主回路线路图如图1所示。对于交-交变频器，在实际使用过程中时常因晶闸管工作状态异常而导致传动电动机三相电流波形畸变(即非正弦波)，如图2所示的C相存在工作异常晶闸管的交-交变频器三相输出电流波形。鉴于交-交变频器主回路晶闸管的使用量(36只或36只的数倍)较多，为了便于查找发生故障的晶闸管，通常交－交变频器控制单元均具有晶闸管状态诊断功能，但可惜的是交－交变频器控制单元所提供的晶闸管状态诊断功能只能诊断出交－交变频器某相有晶闸管出现异常(或晶闸管故障)，而不能诊断出该相中具体哪个晶闸管出现异常。故此，在交－交变频器晶闸管出现异常的情况下，通常需要通过对停电状态下交－交变频器故障发生相中各晶闸管正反向阻断电阻值的测量和比较来判定出性能已异常的晶闸管，但是，当交－交变频器故障发生相中各晶闸管性能均正常时，交－交变频器某相晶闸管出现异常必然是对应相中某个晶闸管的触发回路工作异常所致，在这种情况下，通常需要逐个更换故障发生相中各晶闸管组件(通常由正反向并联的两只晶闸管以及晶闸管触发线路板构成)并试运行来判定工作异常的晶闸管。由于交－交变频器每相的晶闸管的使用量(12只或12只的数倍)也很多，由此可知，一旦交－交变频器某相晶闸管因触发线路问题而出现工作异常，使用常规方法对该故障进行查找通常需要很长时间。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法，通过测量过流保护快速熔断器(简称过流保护快熔)壳体的温度，解决了进闸管组件异常不易判别的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法，所述晶闸管组件包括正反向并联晶闸管、晶闸管触发线路板和过流保护快速熔断器，包括如下步骤：
S01、根据轧机主传动系统在高速空载或轧制过程中出现剧烈振动以及轧机主传动电机三相电流存在不对称的畸变现象，来判定轧机主传动交-交变频器主回路中可能存在工作异常的晶闸管组件；
S02、使交-交变频器供电的轧机主传动系统停车并断开交-交变频器的供电，更换已损坏的晶闸管以及已击穿的过流保护快速熔断器；
S03、恢复交-交变频器的供电并使交-交变频器供电的轧机主传动系统在X％电机额定转速下运行，观察轧机主传动电机三相电流畸变现象是否消失，若轧机主传动电机三相电流畸变现象消失，则结束，所更换的晶闸管为异常晶闸管，若畸变现象没有消失，则执行步骤S04；
S04、恢复交-交变频器的供电并使交-交变频器供电的轧机主传动系统持续运行一定时间后，分别测量传动柜内交-交变频器每相整流回路晶闸管组件的过流保护快速熔断器壳体温度值，所述过流保护快速熔断器在传动柜内分层放置；
S05、分析传动柜内同层的每个过流保护快速熔断器壳体温度值，判定是否有过流保护快速熔断器为异常组件。
所述步骤S02中晶闸管损坏是通过测量断电状态下晶闸管正反向阻断电阻值。所述步骤S03中，X％电机额定转速可设定为1％-2％电机额定转速。所述步骤S04中，轧机主传动系统持续运行15-25分钟左右后，对过流保护快速熔断器壳体进行温度检测。所述步骤S04中，轧机主传动系统持续运行20分钟最优，对过流保护快速熔断器壳体进行温度检测。所述步骤S04中，采用红外线测温仪测量过流保护快速熔断器壳体温度。所述步骤S05中，将同层过流保护快速熔断器壳体温度值进行比较，根据比较后的温度值分成异常温度数据和正常温度数据。所述异常温度数据比正常温度数据要低0.3-1℃。
本发明有益效果是:针对交－交变频器某相晶闸管因触发线路问题而出现工作异常，我们发明了一种大功率交-交变频器触发异常晶闸管的判定方法，采用该方法可以简便而快速地判定出触发异常的晶闸管。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本发明的具体实施方式的大H型钢轧机主传动交-交变频器主回路线路图。
图2是本发明的具体实施方式的C相存在工作异常晶闸管的交-交变频器三相输出电流波形。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
1)当交-交变频器主回路中晶闸管因触发回路问题而出现工作异常，即该晶闸管不能始终按照控制要求投入导通状态时，交-交变频器供电的轧机主传动系统(由交-交变频器、主传动电机、主传动轴以及轧辊所组成)在高速空载以及轧制过程中将会出现剧烈振动，但在低速(如1％-2％左右电机额定速度)空载下轧机主传动系统通常仍可持续运行。对此，在交-交变频器主回路中晶闸管因触发回路问题而出现工作异常的情况下，若使交-交变频器传动系统低速运行，则鉴于工作异常晶闸管所对应的晶闸管组件(简称工作异常晶闸管组件)的平均通态电流值为零或远小于正常晶闸管组件的平均通态电流值，这样，经过一定时间的低速空载运行后，该工作异常晶闸管组件所对应过流保护快熔的壳体温度将低于正常晶闸管组件所对应过流保护快熔的壳体温度。另外，对于大功率交-交变频器而言，通常其主回路对应每相电机绕组的三相整流桥晶闸管组件分上下两层安装在一个传动柜(每个整流桥臂单向一个晶闸管)或多个传动柜(每个整流桥臂单向多个晶闸管并联)中的正面，而晶闸管组件的过流保护快熔则安装在对应晶闸管组件的相同柜中的反面。由此可知，在交-交变频器主回路中晶闸管因触发回路问题而出现工作异常的情况下，通过对交-交变频器主回路中晶闸管组件所对应过流保护快熔的壳体温度的检查可在线判定出工作异常的晶闸管组件(或晶闸管)。正是基于此，本发明提供了一种大功率交-交变频器触发异常晶闸管的判定方法。该方法的具体实施方案及说明如下：
2)当轧机主传动系统在高速空载或轧制过程中出现剧烈振动时，在传动数据收集系统中观察轧机主传动电机三相电流是否存在不对称的畸变现象。若轧机主传动电机三相电流存在不对称的畸变现象，则表明轧机主传动交-交变频器主回路中可能存在工作异常的晶闸管或部分晶闸管保护快熔已击穿；
3)使交-交变频器供电的轧机主传动系统停车并断开交-交变频器的供电，之后，检查交-交变频器每相整流回路中晶闸管以及晶闸管保护快熔的状态，更换已损坏的晶闸管以及已击穿的晶闸管过流保护快熔；
4)恢复交-交变频器的供电并使交-交变频器供电的轧机主传动系统在低速(如1％-2％电机额定速度)下运行，在传动数据收集系统中观察轧机主传动电机三相电流畸变现象是否消失。若轧机主传动电机三相电流畸变现象消失，至此，轧机主传动交-交变频器故障已处理完毕；若轧机主传动电机三相电流畸变现象未消失，则轧机主传动交-交变频器主回路中可能存在因触发回路问题而出现工作异常的晶闸管，由此需要继续进行故障查找；
解除交-交变频器三相整流回路中晶闸管过流保护快熔柜的柜门安全联锁，在交-交变频器传动系统低速持续运行15-25分钟左右后，在交-交变频器传动系统低速运行状态下，打开交-交变频器三相整流回路晶闸管过流保护快熔柜的柜门，并在尽可能远离交-交变频器三相整流回路晶闸管保护快熔柜的情况下，使用手持式红外线测温仪分别对交-交变频器每相整流回路晶闸管过流保护快熔的壳体温度进行测量并做记录；经多次试验发现，在20分钟时效果最优。
对于采用强迫风冷的交-交变频器传动柜，考虑到交-交变频器传动柜通常采用顶部安装轴流风扇的对流冷却方式实现柜内发热器件的冷却，即冷空气由传动柜柜门的下部吸入，柜内热空气由顶部轴流风扇排出，由此，传动柜内不同层间具有一定的温差。基于此，在完成交-交变频器每相整流回路中晶闸管过流保护快熔的壳体温度测量之后，将同层过流保护快熔壳体温度值进行对比，找出壳体温度明显低于同层其它过流保护快熔壳体温度的过流保护快熔，由此可找出壳体温度异常过流保护快熔所对应的异常晶闸管组件。传动柜内异常晶闸管过流保护快熔壳体温度将明显低于同层相邻晶闸管过流保护快熔壳体温度通常在0.3-1℃；
使交-交变频器传动系统停车并断开交-交变频器的供电，之后，更换对应晶闸管过流保护快熔壳体温度明显低的晶闸管组件；
恢复交-交变频器的供电并使交-交变频器供电的轧机主传动系统在低速(如1％电机额定速度)下持续运行，之后，在传动数据收集系统中观察轧机主传动电机三相电流畸变现象是否消失。若轧机主传动电机三相电流畸变现象未消失，则可能是所更换晶闸管组件触发输入回路存在问题，通常这种情况的发生概率很小，这也就是说，在更换对应的晶闸管过流保护快熔壳体温度明显低的晶闸管组件后，交-交变频器几乎都能恢复正常工作。
一种轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法，所述晶闸管组件包括正反向并联晶闸管、晶闸管触发线路板和过流保护快速熔断器，包括如下步骤：
S01、根据轧机主传动系统在高速空载或轧制过程中出现剧烈振动以及轧机主传动电机三相电流存在不对称的畸变现象，来判定轧机主传动交-交变频器主回路中可能存在工作异常的晶闸管组件；
S02、使交-交变频器供电的轧机主传动系统停车并断开交-交变频器的供电，更换已损坏的晶闸管以及已击穿的过流保护快速熔断器；
S03、恢复交-交变频器的供电并使交-交变频器供电的轧机主传动系统在X％电机额定转速下运行，观察轧机主传动电机三相电流畸变现象是否消失，若轧机主传动电机三相电流畸变现象消失，则结束，所更换的晶闸管为异常晶闸管，若畸变现象没有消失，则执行步骤S04；
S04、恢复交-交变频器的供电并使交-交变频器供电的轧机主传动系统持续运行一定时间后，分别测量传动柜内交-交变频器每相整流回路晶闸管组件的过流保护快速熔断器壳体温度值，所述过流保护快速熔断器在传动柜内分层放置；
S05、分析传动柜内同层的每个过流保护快速熔断器壳体温度值，判定是否有过流保护快速熔断器为异常组件。
所述步骤S02中晶闸管损坏是通过测量断电状态下晶闸管正反向阻断电阻值。所述步骤S03中，X％电机额定转速可设定为1％-2％电机额定转速。所述步骤S04中，轧机主传动系统持续运行15-25分钟左右后，对过流保护快速熔断器壳体进行温度检测。所述步骤S04中，轧机主传动系统持续运行20分钟左右后，对过流保护快速熔断器壳体进行温度检测。所述步骤S04中，采用红外线测温仪测量过流保护快速熔断器壳体温度。所述步骤S05中，将同层过流保护快速熔断器壳体温度值进行比较，根据比较后的温度值分成异常温度数据和正常温度数据。所述异常温度数据比正常温度数据要低0.3-1℃。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法，所述晶闸管组件包括正反向并联晶闸管、晶闸管触发线路板和过流保护快速熔断器，其特征在于,包括如下步骤：
S01、根据轧机主传动系统在高速空载或轧制过程中出现剧烈振动以及轧机主传动电机三相电流存在不对称的畸变现象，来判定轧机主传动交-交变频器主回路中可能存在工作异常的晶闸管组件；
S02、使交-交变频器供电的轧机主传动系统停车并断开交-交变频器的供电，更换已损坏的晶闸管以及已击穿的过流保护快速熔断器；
S03、恢复交-交变频器的供电并使交-交变频器供电的轧机主传动系统在X％电机额定转速下运行，观察轧机主传动电机三相电流畸变现象是否消失，若轧机主传动电机三相电流畸变现象消失，则结束，所更换的晶闸管为异常晶闸管，若畸变现象没有消失，则执行步骤S04；
S04、恢复交-交变频器的供电并使交-交变频器供电的轧机主传动系统持续运行一定时间后，分别测量传动柜内交-交变频器每相整流回路晶闸管组件的过流保护快速熔断器壳体温度值，所述过流保护快速熔断器在传动柜内分层放置；
S05、分析传动柜内同层的每个过流保护快速熔断器壳体温度值，判定是否有过流保护快速熔断器为异常组件；
所述步骤S03中，X％电机额定转速设定为1％-2％电机额定转速。
2.根据权利要求1所述的轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法，其特征在于，所述步骤S02中晶闸管损坏是通过测量断电状态下晶闸管正反向阻断电阻值。
3.根据权利要求1所述的轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法，其特征在于，所述步骤S04中，轧机主传动系统持续运行15-25分钟后，对过流保护快速熔断器壳体进行温度检测。
4.根据权利要求3所述的轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法，其特征在于，所述步骤S04中，轧机主传动系统持续运行20分钟后，对过流保护快速熔断器壳体进行温度检测。
5.根据权利要求1所述的轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法，其特征在于，所述步骤S04中，采用红外线测温仪测量过流保护快速熔断器壳体温度。
6.根据权利要求1所述的轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法，其特征在于，所述步骤S05中，将同层过流保护快速熔断器壳体温度值进行比较，根据比较后的温度值分成异常温度数据和正常温度数据。
7.根据权利要求6所述的轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法，其特征在于，所述异常温度数据比正常温度数据要低0.3-1℃。
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