皮海平

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

WK-35電鏟AFE柜檢查及常見(jiàn)啟動(dòng)故障分析

皮海平

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

隨著德興銅礦采礦日生產(chǎn)量13萬(wàn)t擴(kuò)能,2010年首次購(gòu)買了WK-35型電鏟,與以往的2300XPA/C電鏟相比,最大的區(qū)別就是其控制系統(tǒng)采用了更先進(jìn)的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。簡(jiǎn)要介紹了變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成及工作原理。在生產(chǎn)實(shí)踐中積累了大量的維修經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)闡述了AFE柜的上電檢查內(nèi)容及常見(jiàn)啟動(dòng)故障解決措施。

WK-35電鏟；AFE柜；檢查；啟動(dòng)過(guò)程；故障說(shuō)明；解決措施

1 引言

隨著德興銅礦日處理量13萬(wàn)t生產(chǎn)擴(kuò)能和露天礦山特大型設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，2010年首次購(gòu)買了太原重工集團(tuán)自主生產(chǎn)制造的WK-35型電鏟，其斗容為35m3。該電鏟采用目前世界上最先進(jìn)的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)［1］，它具有調(diào)速范圍大且連續(xù)，可以與直流調(diào)速相媲美，容易實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)切換，啟動(dòng)電流小，可頻繁啟動(dòng)與制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)［2］。為了充分發(fā)揮新設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低設(shè)備的故障率，減少維修時(shí)間，掌握AFE柜的上電前檢查及常見(jiàn)啟動(dòng)故障快速處理是有必要的。

2 WK-35型電鏟變頻調(diào)速電控系統(tǒng)

2.1 WK-35型電鏟的變頻調(diào)速系統(tǒng)由三個(gè)部分組成（1）人機(jī)界面；

（2）PLC；

（3）AFE變頻傳動(dòng)。

2.2 整流回饋單元AFE（Active Front End）特點(diǎn)

（1）AFE［5］可從公用電網(wǎng)獲取清潔（無(wú)諧波干擾）的交流能源。

（2）AFE允許功率因數(shù)可調(diào)。

（3）AFE可以在電壓極度下降期間，輸出電壓仍可平穩(wěn)過(guò)渡。

（4）AFE可使變頻器具有極佳的動(dòng)態(tài)響應(yīng),能適應(yīng)伺服驅(qū)動(dòng)的快速負(fù)載變化特性。在弱磁范圍內(nèi)，還可以承受類似負(fù)載沖擊這樣的苛刻條件，DC母線上的波紋可忽略不計(jì)，從而可延長(zhǎng)電容器的壽命和減少電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。

（5）AFE可使變頻器具有4象限運(yùn)行能力，電動(dòng)和發(fā)電狀態(tài)之間可以相互平滑轉(zhuǎn)移。（6）具有100%的能量再生能力。（7）無(wú)換相故障。

WK-35型電鏟變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)，采用AFE主從并聯(lián)，公共直流母線掛多個(gè)逆變器，實(shí)現(xiàn)行走、回轉(zhuǎn)、提升、推壓功能，WK-35采用2臺(tái)AFE并聯(lián)。傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖1［3］。

圖1 傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖

3 AFE柜上電前的檢查

3.1 進(jìn)線柜檢查

（1）測(cè)量進(jìn)線快熔有無(wú)損壞；

（2）主開(kāi)關(guān)能否正常開(kāi)閉（手柄易壞）；

（3）主接觸器是否正常（觸點(diǎn)是否動(dòng)作靈敏，可以采用單接220V電源進(jìn)行測(cè)試）；

（4）控制回路開(kāi)關(guān)能否正常通斷；

（5）進(jìn)線電抗器絕緣是否可靠；

（6）上電前對(duì)主開(kāi)關(guān)前端進(jìn)線進(jìn)行絕緣測(cè)試；

（7）校線。

3.2 濾波柜檢查

（1）預(yù)充電接觸器K4檢查（觸點(diǎn)動(dòng)作是否正常，有無(wú)粘連；輔助觸點(diǎn)接線，有無(wú)虛接）；

（2）濾波接觸器K7檢查（更換K4、K7之后特別注意進(jìn)線、出線順序以及輔助觸點(diǎn)接線）；

（3）預(yù)充電電阻阻值測(cè)量（K4的下端和K7的上端之間）；

（4）濾波電容（電容檔測(cè)角接電容值、電阻檔有無(wú)充放電；電阻標(biāo)定值）；

（5）R7、R8、R9阻尼電阻（0歐姆）；（6）電抗器絕緣；

（7）VSB板（重點(diǎn)檢查接線）；

（8）24V變壓器（抽頭）；

（9）風(fēng)機(jī)。

3.3 變頻柜檢查

（1）AFE變頻柜同等功率的逆變柜保險(xiǎn)有無(wú)損壞；

（2）主回路檢查（直流母線之間、直流母線與三相輸出之間、三相輸出之間、直流母線以及三相輸出分別對(duì)外殼有無(wú)短路，必要時(shí)五點(diǎn)短接對(duì)外殼進(jìn)行絕緣測(cè)試）；

（3）IGBT功率模塊靜態(tài)檢查（直流母線對(duì)三相輸出有二極管特性且阻值基本均衡）；

（4）端子以及光纖是否有松動(dòng)；

（5）風(fēng)機(jī)（機(jī)械盤動(dòng)，測(cè)量偏轉(zhuǎn)電容和風(fēng)機(jī)線圈的阻值，風(fēng)機(jī)保險(xiǎn)）；

（6）平衡電阻；

（7）VDU電阻；

（8）溫度傳感器。

4 AFE的啟動(dòng)過(guò)程

當(dāng)PMU給出ON指令時(shí)，X9的4-5端子吸合，K4線圈得電，預(yù)充電電阻接觸器吸合，三相進(jìn)線經(jīng)過(guò)預(yù)充電電阻，由AFE續(xù)流二極管整流，1s達(dá)到終值。CUSA X100 6-7端子開(kāi)關(guān)量輸出2發(fā)出指令到VSB X3 1-5用于電網(wǎng)角度檢測(cè)回路，沒(méi)問(wèn)題后發(fā)出主接觸器使能信號(hào)到X2 1-3，K10線圈得電，K10常開(kāi)點(diǎn)閉合，K7線圈得電，濾波接觸器吸合，K10，K7吸合后，主接觸器K1，K2，K3線圈得電［4］，主接觸器吸合500ms后，預(yù)充電接觸器斷開(kāi)，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。AFE啟動(dòng)過(guò)程主電路見(jiàn)圖2，AFE啟動(dòng)過(guò)程控制電路見(jiàn)圖3，AFE啟動(dòng)過(guò)程流程見(jiàn)圖4。

圖2 AFE啟動(dòng)過(guò)程主電路

圖3 AFE啟動(dòng)過(guò)程控制電路

圖4 AFE啟動(dòng)過(guò)程流程圖

5 AFE啟動(dòng)中常見(jiàn)故障分析與處理

5.1F002

（1）故障說(shuō)明：在預(yù)充電時(shí)間2s內(nèi)，直流母線電壓未達(dá)到最小限值660V。

（2）解決措施：①檢查電網(wǎng)電壓，是否低于設(shè)定值P071=660V；②檢查最大預(yù)充電時(shí)間（P326），是否為2s。

5.2 F004

（1）故障說(shuō)明：在輸入端子上的電壓小于響應(yīng)閾值（在運(yùn)行時(shí)的P074和在預(yù)充電的P071的50%）如果輸入電壓小于P071的80%和如果產(chǎn)生F013，則激活電網(wǎng)欠電壓故障。如果在傳動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)后（第一次）立即產(chǎn)生故障，則相序可能不正確。電網(wǎng)總是按順時(shí)針相序來(lái)連接［6］。

（2）解決措施：①檢查電網(wǎng)電壓，運(yùn)行時(shí)是否低于欠電壓響應(yīng)閾值P074=429V；②檢查電壓相序。

5.3 F039

（1）故障說(shuō)明：在直流母線預(yù)充電期間已檢測(cè)出接地故障。

（2）解決措施：檢查所連接的逆變器最大功率是否大于4×AFE變頻器功率。如果不是，檢查直流母線是否短路。

6 結(jié)語(yǔ)

WK-35電鏟雖然采用先進(jìn)的變頻控制技術(shù)，

但是必須定期檢查AFE柜和掌握快速解決變頻調(diào)速系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)故障的方法及措施,才能保證其穩(wěn)定高效運(yùn)行發(fā)揮其高效率特點(diǎn)。

［1］王兆安, 黃俊. 電力電子技術(shù)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005:60-75.

［2］陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2006:100-110.

［3］苗根蟬, 劉曉星. WK-35電鏟的電氣故障類型與自診斷系統(tǒng)[J]. 機(jī)械工程與自動(dòng)化, 2010(6):125-127.

［4］陳才. 6SE70變頻器AFE在WK35電鏟上的應(yīng)用及故障分析[J]. 科技風(fēng), 2013(22):84,88.

［5］李兆軒. Masterdriver在WK-35電鏟中的應(yīng)用[J]. 露天采礦技術(shù), 2013(11):49-51.

［6］孟曉芳, 李策. 西門子系列變頻器及其工程應(yīng)用[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社, 2008:98-100.

Analysis on WK-35 Shovel AFE Cabinet Inspection and Common Start Fault

PI Hai-ping
（Jiangxi Copper Corporation Dexing Copper Mine, Dexing 334224, Jiangxi, China）

With the day production capacity expansion of 130000 tons in Dexing Copper Mine, the WK-35 type shovel was first purchased in 2010, compared with the previous 2300XPA/C electric shovel, the biggest difference is more advanced AC variable frequency speed regulation system is used for control system. In this paper, the composition and working principle of variable frequency speed regulation system is briefly introduced. Accumulating a large amount of repair experience in practice, the content of power on inspection and common start fault solutions of AFE cabinet are elaborated.

WK-35 cubic shovel；AFE cabinet；inspection；start-up process；fault description; solutions

TD422.4

B

1009-3842（2015）01-0077-04

2015-01-12

皮海平（1981-），男，江西贛州人，學(xué)士學(xué)位，在職研究生，主要從事采礦設(shè)備電氣技術(shù)及設(shè)備管理工作。E-mail:xiebenshan111@163.com