石油钻井电气设备故障处理方式探讨

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电气设备要避免过热，保证散热良好，可以在很大程度上减少电气事故的发生。就钻井队电气设备，保证电控房空调工作正常，控制柜内风机正常，电机风机正常。设备进排风口不能被遮盖应保持畅通，水冷电磁刹车保证使用时不停水，风冷电磁刹车不停风。避免其它设备排出的热气直吹电气设备。夏天如电气设备温度过高可搭遮阳棚，加风机强制散热。

例1：某钻井队钻进过程中ABB变频器经常报IGBT损坏故障，复位后可正常工作，经分析IGBT非实质性损坏，怀疑为散热不好，，拆开变频器检查发现变频器内部灰尘污垢较多，用干净气管线吹扫后启动变频器一切正常。由于灰尘污垢，IGBT温度高载流子工作不正常导致。

加强电气设备的管理维护，能够减少设备故障率，但不能杜绝电气设备故障的发生。当电气设备出现故障时不能盲目维修，要弄清楚，想明白再修理，不然会将故障扩大化，为后期修理带来了不便。现在电气设备进入数字化时代，虽然为我们提供了丰富的人机界面和操作窗口，但由于自动化系统都使用PLC，由于PLC采用通讯和内部处理各种逻辑与模拟信号，没有接触器和模拟电路时那么直观，出现问题时往往让人无从下手，致使现场人员通过该变参数、改变设置来解决问题，从而使问题复杂化。其实自动化设备上提供的人机界面对于终端用户来说是用来观察设备运转情况和设备状态的，此类电气设备在设备出厂之前各种参数都已经调试好了，若非特殊情况不需改变参数。如某钻井队ABB变频器不报故障也启动不了，现场人员以为参数或程序有问题，于是改来改去也未解决问题，后来才发现钻台急停按钮被按下。再比如某钻井队西门子6RE71变频器报故障F002，直流母线电压低，现场人员认为整流部分有问题，在调参数过程中不小心把整流部分恢复了工厂设置，后来才发现是断路器没有合闸，但此时已经晚了，由于参数没有备份，售后维修人员费尽周折才将参数设置完毕。

1变频器外部故障

钻井队电气设备的外部故障一般都是由于线路接触不良或电机损坏造成的，所以要查找这类原因就要实时测量、分段查找。如图1的西门子6RE71变频器接线图，变频器中只有X1：1-X1：5五个端子的数字量输入，X1：9-X1：12的两对模拟量输入和若干输出信号。（1）如果变频器不能够启动，先将变频器的启动开关打到相应位置实时测量X1：1-X1：5相应的信号是否正常，如果正常往后面检查X10的相应接线处的信号直至变频器处，如果不正常就往前段测量直至司钻台处。这样就会查到问题所在，如果都正常则说明是变频器内部故障。（2）如果变频器能够起动不能运转或运转情况与以前有差别，则需实时测量X1：9-X1：12的模拟信号是否正常、连续。如不正常则需分段检查线路和电位器。（3）如果变频器使用正常，输出的显示仪表和指示灯不正常，按照前两条的方法测量输出信号即可。

2变频器内部故障的分析

变频器一般由主回路、控制单元、测量单元、输入输出单元及显示部分组成，由于变频器内部保护比较完善，我们可以根据显示故障参数的指示来解决问题。比如：（1）出现过流、过压、欠压、堵转、超速、超温等故障，而实际没有出现过流、过压、欠压、堵转、超速、超温等现象我们一般可推断测量部分出现问题，如果真实存在过流、过压、欠压、堵转、超速、超温等现象我们就需要检查主回路和外部连接的电气设备是否正常。（2）如果变频器显示正常却不能实现启动、正反转、调速等控制功能，如果此时外部输入信号正常我们可初步推断输入输出或控制单元损坏。

3PLC故障处理

西门子PLC我们可以通过观察的有CPU上的状态（5V电源、运行、停止）和故障指示灯（通讯故障BF、系统故障SF）以及数字量输入输出模块上的指示灯来查找问题。（1）如果CPU上故障指示灯BF亮说明存在通讯故障，需要检查通讯电缆和通讯接口。如果系统故障指示灯SF亮说说明存在系统问题，一般都是由系统读取参数或访问某个地址时无法找到，导致系统程序不能顺利执行下去而引起的，这种情况需要检查与PLC通讯的设备是否启动、是否连接可靠或损坏。（2）如果PLC的CPU指示正常，但设备不能运转这就需要检查数字量输入输出部分。如图2，如果设备不能运转看相关的输入量处指示灯是否正常，以转盘风压为例，如果DI3指示灯亮说明风压正常，如指示灯不亮或亮度比其他暗则需测量X2/2是否有24VDC，若没有24VDC检查外部线路、若有24VDC则怀疑输入点DI3损坏。数字量输出同输入一样，以转盘风机不能启动为例，如果影响转盘风机的输入点输入正常，而风机不能够运转，首先检查输出指示灯D026是否正常，若指示灯亮说明外部线路开路或接触器存在故障。若指示灯发暗（亮度与其他不同）或不亮说明外部线路存在短路或输出点DO26损坏。

当变频器或PLC等电气设备出现问题以后，不能盲目处理。首先参照图纸测量外部线路给定的模拟量，数字量是否正常，如果正常参数中显示不正常说明输入输出模块有问题了，如果输入不正常那就是外部线路的问题，分段查找故障源。通过这种方法可以解决绝大部分故障（因为PLC变频器等数字化设备自我保护能力很强，一般自身不会出现问题几率比较小）。其次如果变频器内部出现问题，一定要记清故障代码和故障现象，如果有条件先将参数备份后再维修。轻易不要通过改变参数、屏蔽故障来解决问题。（本文作者：韩俊、刘天文、娄景波 单位：中原塔里木钻井公司）