第一种方案包括通风口和加热器等。一般情况下通风口都设置了过滤器,不仅能够杜绝大量灰尘进入变频器内部,而且还能够确保IP防护等级。该方案的主要要点在于一旦湿度过大即开始加热,温度提升时就加大通风。在湿度超过预先设定的数值时,促发加热动作,提高变频器内部温度,进而有效控制相对湿度条件,在温度达到预先设定的阀值之后,起动通风,从而使得变频器内部进入一定量的外部新风,从而确保变频器内外始终保持一致的空气相对湿度,温度始终保持在正常的范围之内。一般情况下,当温度超过40℃就起动通风系统,相对湿度超过80%就起动加热器。
第二种方案的主要思路为:变频器内部冷却能力相对可控,确保柜内温度始终保持在一定的范围之内,当湿度超过阀值,就降低变频器的散热能力,通过变频器所产生的功耗来提高变频器柜内温度,从而杜绝凝露现象的出现;当温度超过阀值,就提高散热能力,杜绝温度过高影响变频器的正常运行。该方案下的变频器柜体大多采用的是完全密封的形式,有效杜绝了盐雾、有害气体和灰尘进入柜体内部,便于变频器长期、可靠和正常的运行。
2)湿度控制
通过减少水汽含量,有效降低空气相对湿度,从而杜绝凝露现象的产生。主要包括以下三种方案:温差除湿法、吸附及膜式除湿法和冷凝除湿法。
温差除湿法:在变频器内部安装有利于凝露的散热器,从而使得凝露仅形成于该散热器之上,从而不会在变频器内部其他部位形成凝露,散热器上形成的冷凝水通过出口向外排出,以便确保柜内始终保持相对干燥的环境。
吸附及膜式除湿法:在变频器柜内设置相应的吸附材料来起到水汽吸附的目的,确保柜内始终保持相对干燥的环境;也可以通过膜过滤器的设置,来起到阻隔水汽的目的,只让干空气通过过滤器,使变频器内部只流入相对干燥的空气。
冷凝除湿法:在变频器内部设置温度最低点,使得凝露仅产生于该处,从而有效降低变频器内部的相对湿度,使得变频器内部始终保持相对干燥的环境。
现实案例分析
笔者在工作中曾遇到某型变压器由于受潮湿空气影响,造成其在工作过程中,功率模块产生击穿烧毁的事故。笔者接下来会在描述故障现象的基础上,分析原因,并提出相应的防范措施。
1)事故描述
在发现变频器无法正常运行之后,打开整流柜面板,看到R相的缓冲电容和IGBT被烧毁炸裂,且触发线被完全烧坏,IGBT和缓冲电容之间的绝缘纸出现部分烧蚀碳化的现象,IGBT炸裂产生的金属严重烧坏了其下方的5只电解电容,同时直流熔断器被熔断,负极铜排被严重烧坏,母线铜排和固定螺丝被完全熔在一起。调阅报警历史后发现,DCF=1直流保险处于开路状态,并且三相交流进线T相、R相熔断器没有产生任何动作。
2)事故原因的分析
由于在上电之前,整流柜要经过大约3秒左右的充电过程,在完成充电之后,通过反馈信号实现主接触器的吸合动作,接着断开充电电阻回路。
但在操作过程中,合控制电源的同时就产生了短路现象,导致主接触器未能产生吸合动作。事故发生后,检查发现充电回路的充电电阻器和接触器被完全烧坏,从而得出充电过程中就发生短路故障的结论。
调阅整流柜报警历史后发现,DCF=1直流保险处于开路状态,接触器和充电电阻被烧坏、IGBT击穿、2000A直流熔断器被熔断,从而得出逆变回路未发生短路故障,整流部分出现短路故障的结论。