ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ЧАСТОТИ І ГАВРИЛІВСЬКІ КУРЧАТА

Про те, що на одній з автоматичних ліній ТОВ «КОМПЛЕКС АГРОМАРС» (гаврилівські курчата) одночасно вийшли з ладу аж сім перетворювачів частоти нам повідомили з підрозділу технічної підтримки та сервісу Danfoss Power Electronics по телефону.

Через двадцять хвилин ми вже розмовляли з головним інженером ТОВ «КОМПЛЕКС АГРОМАРС», який розповів нам, що всі сім перетворювачів частоти видають один і той же аварійний сигнал «Безпечна зупинка». Хотілось би звернути вашу увагу на те, що тільки перетворювачі частоти серії FC 302 компанії Danfoss мають окремий цифровий вхід безпечної зупинки. Що це значить? А значить це те, що на всіх автоматичних лініях і установках дуже жорсткі вимоги до виконання правил техніки безпеки, і до однієї з них є вимога миттєвої зупинки лінії чи агрегату при розриві електричного ланцюгу всіх без винятку систем і вузлів захисного блокування.

Подумаєш новина, адже для цього можна використати любий цифровий вхід перетворювача частоти, навіщо для цього вводити спеціальний цифровий вхід? Дійсно, можна і так, але практика експлуатації перетворювачів частоти на сучасних автоматичних лініях свідчить про те, що для розробників цих ліній дуже часто не вистачає, як цифрових, так і аналогових входів для реалізації свого алгоритму роботи і управління перетворювачами частоти, а для формування аварійного сигналу безпечної зупинки приходиться використовувати якісь допоміжні пристрої, чи вузли. Щоб унеможливити порушення техніки безпеки саме в перетворювачах частоти серії FC 302 Danfoss цифровий вхід безпечної зупинки не можна перепрограмувати, і поки на цей вхід не буде подана напруга + 24 В, то аварійний сигнал безпечної зупинки буде блокувати подальшу роботу перетворювача частоти.

Сервісна політика компанії Данфосс така, що незалежно від того, де ви придбали перетворювачі частоти Danfoss , ви можете бути гарантовано впевнені в тому, що на протязі 24 годин з вами зв’яжуться спеціалісти сервісного центру. Перетворювачі частоти, які вийшли з ладу, були поставлені в складі обладнання автоматичної лінії, випадок був не гарантійний і не треба було узгоджувати подальшу роботи з сервісним центром країни-поставщика обладнання.

Саме в цей день спеціалісти сервісного центру були у відрядженні, запускали в роботу станцію управління глибинним насосним агрегатом нового покоління, то на діагностику перетворювачів частоти, які вийшли з ладу на «гаврилівських курчатах», планували поїхати на наступний день, але головний інженер ТОВ «КОМПЛЕКС АГРОМАРС» почав нас просити приїхати в цей же день, тому, що «гаврилівські курчата» несуть значні збитки з-за простою обладнання. Чисто по людські ми пішли йому назустріч і ввечері після відрядження поїхали на діагностику перетворювачів частоти в село Гаврилівну, де знаходиться ТОВ «КОМПЛЕКС АГРОМАРС». Забігаючи наперед скажу, що цього не треба було робити, адже «гаврилівські курчата», не знають, що таке порядність.

В результаті діагностики було встановлено, що всі цифрові входи безпечної зупинки всіх семи перетворювачів частоти з’єднані між собою і на них подається через нормально розімкнутий контакт контактора системи контролю і захисту автоматичної лінії напруга + 24 В від зовнішнього джерела живлення. Знявши плату управління з першого перетворювача частоти побачили сліди електричної руйнації електронних компонентів (резистори, оптрони, діоди і т.і.) цифрового входу безпечної зупинки. При заміні плати управління на нову аварійний сигнал пропав і перетворювач частоти був готовий до подальшої роботи.

На другому і третьому перетворювачах частоти сліди руйнації були більшими, були вже видно характерні сліди електричного пробою. Так, як нова плата управління була одна, то на заміну старої плати управління на нову йшло хвилин 15 – 20, тому перевіривши три перетворювачі частоти прийняли рішення, що несправність і в останніх чотирьох перетворювачах частоти однакова і на цьому перевірку перетворювачів частоти припинили, і це була наша перша помилка, яка і привела до неприємних для нас наслідків.

На другий день, взявши сім нових плат управління і, на всякий випадок, один новий перетворювач частоти ми знову поїхали до «гарилівських курчат». В приміщені, до стояли шафи управління з перетворювачами частоти нас чекало чоловік з шість: головний інженер, головний енергетик, головний КІП-повець, електрики і т.д. Всі в один голос питали, як швидко ми відремонтуємо перетворювачі частоти і чому вийшло з ладу відразу сім перетворювачів частоти. Щоб дати можливість своїм колегам працювати я взяв «вогонь» на себе і почав відповідати на всі їх питання.

При первинному аналізі причин виходу з ладу семи перетворювачів частоти основною робочою версією вважалася можливість виникнення перенапруги в ланцюгу зовнішнього джерела живлення +24В. Згідно схеми електричної щита керування автоматичної лінії всі котушки реле і котушки контакторів живляться постійним струмом від зовнішнього джерела живлення +24В, але не мають зворотних діодів, що призводить до виникнення перенапруги при їх відключенні. Така версія мала право на життя, але 100% впевненості не було, тому розглядалися і інші варіанти.

При більш детальному вивчені схеми електричної щита керування було встановлено, що нульовий вихід зовнішнього джерела живлення + 24 В заземлено, що нас насторожило, адже всі цифрові і аналогові входи і виходи перетворювачів частоти гальванічно розв’язані від корпусу перетворювача частоти, а тут беруть і спеціально їх заземляють на корпус перетворювача частоти. Той, хто займався розробкою і виготовленням силової перетворювальної техніки, той знає, що інколи для забезпечення електромагнітної сумісності приходиться заземляти нульовий вихід джерела живлення власних потреб, але це робиться виключно через високовольтний конденсатор, а тут наглухо заземлено.

Поки аналізували отриману інформацію, то мої колеги вже замінили плату управління на останньому (сьомому) перетворювачі частоти, але аварійний сигнал безпечної зупинки на ньому не пропав. На платі управління цього перетворювача частоти було видно, що це був високовольтний пробій, який міг виникнути тільки між шинами вхідної напруги живлення перетворювача частоти і його корпусом, що потім повністю підтвердилося.

При детальному аналізі причин виходу з ладу сьомого перетворювача частоти було встановлено, що за рахунок грозової, чи комутаційної перенапруги виник електричний пробій між вхідними силовими шинами і корпусом перетворювача частоти. Так, як цифрові входи перетворювачів частоти були заземлені через нульовий вихід зовнішнього джерела живлення +24 В, то цей електричний пробій «перекинувся» і на заземлені цифрові входи цього перетворювача частоти, в результаті чого на плату управління попала висока напруга, яка «спалила» 37 вхід цього перетворювача частоти. Так, як всі 37 входи безпечної зупинки перетворювачів частоти були з’єднані між собою і були заземлені, то ця висока напруга вивела з ладу всі ці входи. Про наявність перенапруги на стороні 0,4 кВ свідчить те, що на варисторах перетворювача частоти видно сліди їх захисної дії (тепловий нагрів). Електричний пробій виник при сукупності декількох факторів: наявність перенапруги на стороні 0,4 кВ і значного шару пилу на силових шинах і на внутрішніх стінках корпусу перетворювача частоти.

Відремонтувати перетворювач частоти на об’єкті не було можливості, тому замість нього було встановлено новий перетворювач частоти, який ми на всякий випадок взяли з собою, що було нашою третьою помилкою, тому, що у «гаврилівських курчат» «обліко моралє» на дуже низькому рівні – платити за перетворювач частоти так ніхто і не збирається.

Чому ж вийшов масовий вихід перетворювачів частоти з ладу? Між іншим у «гаврилівських курчат» це не перший такий вихід з ладу групи перетворювачів частоти, а все з-за того, що всі цифрові входи безпечної зупинки заземлені через нульовий вихід зовнішнього джерела живлення. Як би цього не було, то електричний пробій, який виник в сьомому перетворювачі частоти міг би вивести з ладу тільки цей перетворювач частоти, а всі останні не «постраждали» б. В таких випадках необхідно подавати сигнали управління на кожний перетворювач частоти через проміжні реле, або не заземляти через нульовий вихід зовнішнього джерела живлення +24В цифрові входи перетворювачів частоти.

Не треба забувати і про те, що любе обладнання, в тому числі і перетворювачі частоти, потребують планового профілактичного обслуговування – не було б того пилу і ймовірність пробою була б значно меншою. Між іншим, головний інженер ТОВ «КОМПЛЕКС АГРОМАРС» хотів заключити з нами договір на профілактичне обслуговування перетворювачів частоти, але звільнився з роботи за власним бажанням, а жаль, на відміну від інших він був хорошим спеціалістом і порядною людиною.

Треба пам’ятати і про те, що всі перетворювачі частоти практично «беззахисні» від грозових і комутаційних перенапруг, тому дуже бажано не забувати про обмежувачі перенапруги (ОПН), які встановлюють на вході трансформаторної станції по високій стороні (розрядники), на виході трансформатора і безпосередньо на вході перетворювача частоти. Так це ж скільки мороки, скажете Ви. Дійсно, вибрати і встановити ОПН не так просто і не так вже й дешево, але ремонт перетворювачів частоти, які виходять з ладу з-за перенапруги, коштує значно дорожче.