顶驱电控系统故障与维护分析
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[摘 要]本文结合现场的生产和使用情况主要介绍了顶驱电控系统的结构特点和相关故障以及针对不同的故障提出的解决方法，为电控制系统的正常工作提供了安全保障。
[关键词]电控制系统；故障
中图分类号：TM307+.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0141-01
一、引言
由于顶驱的特有结构和特点，在工程中表现的优越性越来越明显，尤其是在现代钻井工厂中广泛的引进了顶驱系统。因此提高了操作机械化程度，同时大大减轻了工人的劳动强度和操作人员数量。因为在操作的过程中可以随时关闭内防喷阀和没有方钻杆的特点，增加了操作的安全性。顶驱装置的配备实现了工程自动化进程的发展，为机械化发展带来了希望，成为未来发展的主要方向之一。
但是，由于顶驱技术的使用环境是在野外，容易受到周围温度和湿度以及振动、粉尘、各种腐蚀性气体等环境条件的影响，有时候性能会发生改变，加上在生产的过程中遇到突发的复杂情况，诸如卡钻、扭矩突增，甚至人员的误操作，难免会使顶驱的电气或者液压部分发生故障，如果在发生故障的时候能及时发现，并根据故障情况快速的判断障碍点，解决故障，能为恢复生产缩短了时间，而且也能防止故障扩大带来的损失，所以，掌握常见的故障现象和分析故障如电气部分常见故障何处理的方法是不可或缺的一项基本技能。
二、电气系统常见故障
顶驱电气系统组成主要包括进线电能功率分配保护系统，变频驱动系统和综合控制系统。下面就一些常见故障进行分析。
1、主断路器发生跳闸现象
故障分析：三相电源缺项；出线端相间或对地发生短路现象；断路器执行机构发生故障；断路器测量机构发生故障。
分析方法：
判断是否缺相，利用万用表进行三相进线电压的测量，如果缺相继续测量600V变压器二次侧输出电压，判断是否缺相，如果不缺，则能判断出最后哪一相电缆短路，如果缺相，测量发电输出端电压，判断是否缺相，如果不缺，就能判断出是哪一相电缆短路或者变压器哪相绕组断路。
拆除断路器的测量机构更换同样型号的新模块，并判断是否是此处的故障。
建议措施：更换电缆或者变压器，更换新的测量模块。
2、断路器无法实现自动合闸
故障分析：自动合闸蓄能电机损坏；急停按钮没有复位；控制变压器损坏货没有控制电压输入。
分析方法：利用蓄能手柄手动蓄能，如果能合闸说明蓄能电机损坏；查看急停按钮是否复位；利用万用表中交流档位测量控制变压器输入和输出的两端是否有电压，如果有说明是线路问题，如果没有就是控制变压器的故障。
建议措施：更换蓄能电机或者直接将断路器换新；使急停按钮复位；更换线路或者将控制变压器换新。
3、电机温度报警
故障分析：顶驱自动降速运行，WINCC显示超温报警；
分析方法：电机是否过载运行；
电机风机相许是否错误或者是否不运行；
风机是否为相应的电机冷却；
模块故障。
建议措施：查看电机温度报警器的设置值。
检查电机电流是否过载，如果不正常，就应该检查电机绝缘阻值。
检查温度电阻是否正常，必要时更换为备用温度电阻。
将AL输入信号线短路，在WINCC中观察并测量输入值是否有变化货对接电机温度传感信号。
4、液压动作故障
故障分析：所有液压动作和操作元件相反或者液压无动作。
分析方法：液压管线是否插错；是否存在电磁阀故障；司钻台辅助操作旋钮是否能用。
建议措施：更换液压管线插头；检查液压回路；检查电磁阀是否有电动作；检查司钻台辅助操作旋钮。
三、驱动系统故障
驱动系统主要是由变频器和交流变频电机组成。三相交流电进入变频器后，经整流逆变后，转换成可调的三相动力电源，经滤波器滤波进行驱动交流变频电机。
1、逆变单元显示故障
故障分析：逆变器报F008故障（直流母线电压过低），系统停机。
分析方法：是否发电机并网供电，电源谐波是否分量过高或钻机其他部分突加负载。
单台发电机供电，是否发动机动态响应特性不好。
电网容量不足。
整流器发生故障。
建议措施：顶驱系统使用独立的发电机进行供电。
当电网内大功率设备突然加载或提速的时候，如果发电机输出电压和频率波动较大的时候应检查发电机组。
通过变压器供电时，检查变压器容量是否满足要求。
检测整流单元是否正常。
2、逆变器超温故障
故障分析：系统停车，逆变器超温故障F023或A022或F148。
分析方法：判断逆变器实际温度是否过高；
判断逆变器温度检测元件是否存在故障；
判断室内空调是否启动或故障；
检查是否逆变器风机机械故障；
检查是否存在风机故障。
建议措施：检查逆变柜下方的风机保险丝是否正常工作；
检查逆变柜风机电源开关是否存在跳闸现象；
查看逆变器风机是否正常运转，同事查看参数r833（逆变器温度）值是否过高，并判断出是实际温度过高问题还是温度传感器误报问题，需要自行解决或求助专业人员！
检查室内空调是否正常工作。
对风机故障的排查：对风机的电容特性进行检测。
3、顶驱主机不能正常启动
故障分析：速度手轮没有回零或者电位器损坏；
通讯系统有问题；
风机没有启动或者风压开关损坏；
泵未能正确启动或者已经损坏；
制动按钮没有复位；
电源相序不正确。
分析方法：检查速度手轮是否回零，用万用表电阻档测量手轮电位器的电阻，观察在转动手轮的时候是否存在表示数的变化。
用万用表的二极管档测量通讯线路的通断情况，用万用表直流电压档测量PLC模块的DI和DO模块是否正常工作。
查看风机是否正常启动。
查看制动按钮是否复位。
查看电源相序检测器是否有报警。
建议措施：使手轮回零或者更新新的手轮电位器并归零。
更换新的通讯电缆。
更换风机，如果是风压开关问题就更换风压开关，如果是线路问题，就更换新线路。
更换新泵电机。
将制动按钮复位。
调换电源相序。
四、小结
根据自己的认识和了解，总结了以上的一些故障和解决方法，在内容上由于个人知识的掌握，存在缺陷，通过更深入的研究，我会进行不断完善。
参考文献
[1] 黄勇，王杰，变频器的常见故障及对策.上海交通大学电气工程系.
[2] 史永庆，韩冬珩；国内首台液压顶驱研制工作基本结束 DQ―30Y型钻修两用顶驱装置样机通过评审 该装置填补了我国轻型顶驱的空白[J]；石油机械；2000年02期.