一、風電變流器的維護與保養

風電變流器是風力發(fa)電行業(ye)的核心部(bu)件，作為電子設備，為確保其(qi)穩定運(yun)(yun)行，維(wei)護(hu)(hu)保養(yang)工作是必(bi)不(bu)可(ke)少的，其(qi)運(yun)(yun)行的好壞、周(zhou)期的長短與維(wei)護(hu)(hu)質量息(xi)息(xi)相(xiang)關，日(ri)常的巡查能及時發(fa)現問題，避(bi)免因變流器的異常導(dao)致設備的突(tu)發(fa)事故(gu)，從而減(jian)少設備財產損失(shi)和人員(yuan)安全隱患。風電變流器的維(wei)護(hu)(hu)保養(yang)主要包括日(ri)常巡檢(jian)維(wei)護(hu)(hu)以(yi)及定期維(wei)護(hu)(hu)保養(yang)兩部(bu)分：

1、風電變流器的日常巡檢和維護

（1）針對高溫(wen)、低(di)溫(wen)、濕度大等特殊的自然環(huan)境要加大檢查力度，確保機器(qi)設備在(zai)標稱的作業(ye)環(huan)境下(xia)工作。

（2）日(ri)常巡檢(jian)(jian)時(shi)，應(ying)(ying)(ying)著(zhu)重(zhong)查看是否(fou)出現(xian)異常聲響或震(zhen)動(dong)、冷卻(que)系統是否(fou)正常、輔助電(dian)子元器件工作(zuo)是否(fou)穩定(ding)，并制作(zuo)完備(bei)的點(dian)檢(jian)(jian)表，避(bi)(bi)免漏檢(jian)(jian)設備(bei)。如(ru)果出現(xian)異常或者故障苗頭(tou)，應(ying)(ying)(ying)及時(shi)根據情況采(cai)取有針對性的措(cuo)施。不能處(chu)(chu)理(li)(li)完成或無法處(chu)(chu)理(li)(li)的異常情況，應(ying)(ying)(ying)做詳細的說明記(ji)錄(lu)和說明，并做好交(jiao)接和逐級(ji)報告(gao)，避(bi)(bi)免異常的持續和惡化。

（3）檢(jian)查風電(dian)(dian)變流器(qi)運行電(dian)(dian)流、電(dian)(dian)壓(ya)等是否符合標準(zhun)。針對風電(dian)(dian)變流器(qi)輸(shu)出電(dian)(dian)流超過額定電(dian)(dian)流10%的(de)異常情形應及時記錄并找到(dao)其(qi)原因，予以解決。

（4）針(zhen)對(dui)停(ting)運時(shi)間較長(chang)的(de)設(she)備進(jin)行(xing)維(wei)護保(bao)養時(shi)，必須先進(jin)行(xing)帶電(dian)靜態試驗，以確保(bao)機內主(zhu)回路濾(lv)波電(dian)容器特(te)性恢(hui)復正常(chang)。

（5）日常(chang)維(wei)護保養需(xu)檢測(ce)設備絕(jue)緣材料的(de)電(dian)阻值，發現異常(chang)需(xu)要先進行干燥處理。

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2、定期維護保養風電變流器

風電變流器(qi)的保養工作應根(gen)據其內(nei)部(bu)元(yuan)器(qi)件(jian)維護周(zhou)期(qi)進行以下定期(qi)的維護：

（1）針(zhen)對(dui)風電變流器(qi)空氣過濾網(wang)進行檢查，根據情況進行必要的清洗(xi)或者更換(huan)。

（2）針(zhen)對(dui)冷卻風(feng)扇(shan)進行清潔(jie)、吹灰、打(da)機油等(deng)維護保養工作。

（3）電(dian)路部件的檢測(ce)，發現(xian)出現(xian)變形(xing)、漏(lou)液(ye)等異常情形(xing)應(ying)及時(shi)予以更(geng)換和處(chu)理。

（4）針對各緊固件進(jin)行加固處理。

（5）排查(cha)功(gong)率模(mo)塊電容的運(yun)行情況。如發現(xian)需要拆(chai)裝維護處理(li)，需先拆(chai)除直流母排鏈接螺(luo)(luo)栓、接地螺(luo)(luo)栓和驅動(dong)線，然后針(zhen)對其(qi)灰(hui)塵要進行專業除塵處理(li)；并排查(cha)其(qi)連(lian)接點(dian)是(shi)否出現(xian)放電情形。

（6）濾波電(dian)(dian)容器檢查保養。用(yong)萬用(yong)表連接接點(dian)，觀測其(qi)電(dian)(dian)容值(zhi)(zhi)是否(fou)超出(chu)標稱(cheng)值(zhi)(zhi)。如果超標，則需要更換電(dian)(dian)容已確保變(bian)流器的(de)正常(chang)、平穩(wen)工作。

二、風電變流器預防性維護檢測方案

風電變流器中(zhong)每個器件(jian)在(zai)系統(tong)(tong)中(zhong)的(de)(de)任(ren)務和(he)(he)功能不(bu)一(yi)樣，使得其動作頻次和(he)(he)工作負荷都不(bu)相(xiang)同，對系統(tong)(tong)的(de)(de)重要程度(du)也不(bu)一(yi)樣，出現故(gu)障時(shi)對系統(tong)(tong)影響也不(bu)相(xiang)同。經研究(jiu)分析直驅風電機組(zu)和(he)(he)雙饋風電機組(zu)的(de)(de)變流器主回路(lu)，結(jie)合上述紅外(wai)檢(jian)測技(ji)術和(he)(he)超聲波檢(jian)測技(ji)術的(de)(de)成熟度(du)和(he)(he)可行(xing)性，重點檢(jian)測以(yi)下部件(jian)：

1、斷路器

主斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)是風電機(ji)組(zu)與電網(wang)線路(lu)連接的核心保護器(qi)(qi)件，對整個機(ji)組(zu)起到安全保護作用。目前(qian)主斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)基本具備計數(shu)功能(neng)，但(dan)由于斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)在(zai)故(gu)障時會帶大電流分(fen)斷(duan)，導致內部(bu)(bu)(bu)絕緣(yuan)下降，動作次數(shu)只能(neng)作為參考(kao)，可(ke)以通(tong)過紅外技(ji)術(shu)檢(jian)(jian)測(ce)其內部(bu)(bu)(bu)動靜觸頭(tou)及外部(bu)(bu)(bu)接頭(tou)處的溫度分(fen)布來判斷(duan)是否接觸不(bu)良(liang)，通(tong)過超聲波檢(jian)(jian)測(ce)技(ji)術(shu)檢(jian)(jian)測(ce)斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)滅弧(hu)室是否存在(zai)局部(bu)(bu)(bu)放電。

2、熔斷器

風電變(bian)流(liu)器(qi)的預充電回(hui)(hui)路、直流(liu)母線(xian)回(hui)(hui)路以及卸荷回(hui)(hui)路等多處串接有熔(rong)斷器(qi)，主要用于在過(guo)(guo)電壓、過(guo)(guo)電流(liu)或過(guo)(guo)負荷發(fa)熱時(shi)通過(guo)(guo)快速(su)熔(rong)斷來(lai)防止故障(zhang)擴散。如果熔(rong)斷器(qi)使用時(shi)間過(guo)(guo)久，因鹽霧(wu)腐蝕、臟(zang)污(wu)氧化(hua)或溫度(du)變(bian)化(hua)等使熔(rong)體特性(xing)變(bian)化(hua)而發(fa)生誤(wu)斷。

或者滅(mie)弧介(jie)質受到環(huan)境影響而受潮導(dao)致滅(mie)弧性能(neng)受損(sun)，分斷電流(liu)能(neng)力下降，在(zai)紅外檢測(ce)中會表現為熔(rong)斷器(qi)和熔(rong)體表面的溫度(du)值較(jiao)正(zheng)常值偏高，可以通過提取最(zui)高溫度(du)值，與相鄰相的同類熔(rong)斷器(qi)進行比(bi)較(jiao)。可以通過超聲波檢測(ce)技(ji)術(shu)來檢測(ce)熔(rong)斷器(qi)的接(jie)線(xian)端(duan)子是否存在(zai)局部放(fang)電。

3、接觸器

交流接觸(chu)(chu)器(qi)由于具備頻繁地接通或分斷交流電(dian)路的(de)能力而(er)廣泛(fan)應用于風電(dian)變流器(qi)的(de)網(wang)側(ce)、定(ding)(ding)子側(ce)以及預充(chong)電(dian)回路。如(ru)果在供(gong)電(dian)電(dian)壓過(guo)(guo)(guo)高(gao)，操作(zuo)過(guo)(guo)(guo)于頻繁，環境溫度(du)過(guo)(guo)(guo)高(gao)，接觸(chu)(chu)器(qi)鐵心(xin)端面不(bu)平，接觸(chu)(chu)器(qi)動鐵心(xin)有(you)機械(xie)故障(zhang)造(zao)成(cheng)通電(dian)不(bu)吸合，接觸(chu)(chu)器(qi)內部(bu)觸(chu)(chu)頭接觸(chu)(chu)不(bu)良等情況下(xia)，會出現接觸(chu)(chu)器(qi)線圈過(guo)(guo)(guo)熱(re)或者觸(chu)(chu)點過(guo)(guo)(guo)熱(re)等現象(xiang)，利用紅外(wai)熱(re)像(xiang)儀可以對其內部(bu)發生的(de)過(guo)(guo)(guo)熱(re)故障(zhang)進行(xing)全面檢測(ce)，并通過(guo)(guo)(guo)所(suo)呈現的(de)溫度(du)場分布來進行(xing)定(ding)(ding)性(xing)分析甚至定(ding)(ding)量診斷。

同時(shi)由于風電(dian)(dian)機組在運行過程中接觸器(qi)動(dong)作(zuo)的頻(pin)繁性，其(qi)內部(bu)觸點在斷開(kai)與閉合時(shi)也會(hui)(hui)引(yin)起氣隙(xi)的頻(pin)繁擊(ji)穿甚(shen)至產生火花(hua)，當(dang)累(lei)積到一定程度時(shi)就會(hui)(hui)造成高溫燒蝕而損傷，嚴重時(shi)會(hui)(hui)導致接觸器(qi)被燒毀(hui)甚(shen)至引(yin)發電(dian)(dian)氣火災。可以通過超聲(sheng)波(bo)探測(ce)儀監測(ce)這些肉眼難以察覺的放(fang)(fang)電(dian)(dian)火花(hua)，并精確地定位(wei)放(fang)(fang)電(dian)(dian)部(bu)位(wei)并明確缺陷類型，為(wei)接觸器(qi)的狀態檢修提供(gong)有力的數據指導。

4、電阻器

風(feng)電(dian)(dian)變(bian)流(liu)器(qi)中為了防止主接觸(chu)器(qi)閉合后(hou)直流(liu)母線(xian)的支撐電(dian)(dian)容瞬(shun)間短路，通(tong)(tong)常設置(zhi)了預(yu)充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)用于直流(liu)母線(xian)預(yu)充(chong)電(dian)(dian)；同時，為了保障(zhang)風(feng)電(dian)(dian)機組(zu)在(zai)電(dian)(dian)壓(ya)跌落的一(yi)定范圍(wei)內(nei)能夠不間斷(duan)并網運行(xing)，低電(dian)(dian)壓(ya)穿越回路上通(tong)(tong)常配置(zhi)Crowbar電(dian)(dian)阻(zu)(zu)用來平衡有功并保護機組(zu)。如果(guo)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)器(qi)內(nei)部出現接觸(chu)不良，或者引線(xian)松動、脫落甚至斷(duan)裂等造成阻(zu)(zu)值變(bian)化或者斷(duan)路時都會呈現出熱效應的非(fei)正常現象(xiang)，可(ke)以通(tong)(tong)過紅外熱成像技術(shu)檢測出其是否正常。

5、電抗器

在風電(dian)變流器(qi)的(de)網(wang)側(ce)和(he)機側(ce)都存在電(dian)抗(kang)(kang)器(qi)，在實際運(yun)行(xing)過程中，電(dian)路的(de)過流和(he)過壓等都可能導(dao)致電(dian)抗(kang)(kang)器(qi)的(de)損壞。數據統計表明(ming)，電(dian)抗(kang)(kang)器(qi)的(de)高溫部(bu)位往(wang)往(wang)就是其相對(dui)薄弱的(de)易損部(bu)位，這主(zhu)要(yao)是因(yin)為溫度(du)相對(dui)于振(zhen)動、電(dian)應力等內部(bu)因(yin)素以(yi)及有害(hai)氣體、潮濕、灰(hui)塵等外部(bu)環境因(yin)素對(dui)其絕(jue)(jue)緣材(cai)料(liao)和(he)絕(jue)(jue)緣結(jie)構劣(lie)化所(suo)起的(de)影響更占(zhan)主(zhu)導(dao)性(xing)(xing)，由此可以(yi)通(tong)過紅外熱成像(xiang)技術檢測(ce)其溫度(du)分布來進行(xing)預(yu)測(ce)性(xing)(xing)評估(gu)。此外，電(dian)抗(kang)(kang)器(qi)繞組(zu)絕(jue)(jue)緣破損或受潮引(yin)起的(de)漏電(dian)現(xian)象還可以(yi)通(tong)過超聲(sheng)波檢測(ce)進行(xing)提前預(yu)警。

6、電容器

濾(lv)波(bo)電(dian)(dian)(dian)容(rong)和(he)直(zhi)流(liu)(liu)母(mu)線電(dian)(dian)(dian)容(rong)是風電(dian)(dian)(dian)變流(liu)(liu)器(qi)中的主(zhu)要電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)件，其(qi)主(zhu)要失(shi)效模(mo)式表現為(wei)電(dian)(dian)(dian)容(rong)值下降和(he)漏(lou)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)過大。在正常工作溫度和(he)運行(xing)電(dian)(dian)(dian)壓條件下，其(qi)漏(lou)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)非常小，電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)發熱也極小；但如果電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)開(kai)始劣(lie)化時(shi)，其(qi)漏(lou)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)則會逐(zhu)漸變大，電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)發熱也明顯增大。

由此(ci)利用紅外檢測技(ji)術監測其溫度分布規律(lv)和變化趨(qu)勢(shi)可(ke)以檢測出電(dian)容(rong)器在漏(lou)電(dian)流(liu)超(chao)標(biao)時(shi)的潛(qian)在故(gu)(gu)障(zhang)，從(cong)而有針對性地安排視情維修以消除(chu)潛(qian)在故(gu)(gu)障(zhang)，在發生功能(neng)故(gu)(gu)障(zhang)之(zhi)前進行預防性檢修。對于(yu)電(dian)容(rong)器的潛(qian)在故(gu)(gu)障(zhang)具體溫度范圍，可(ke)以結合實際工程應用進行歸納和總結。

7、功率模塊

功率模塊是風電變流器最重要的(de)(de)功(gong)(gong)(gong)率(lv)部件，但由(you)于風(feng)電(dian)機組出力(li)的(de)(de)隨機性，其(qi)運行功(gong)(gong)(gong)率(lv)也(ye)會頻繁波動，在正常工況(kuang)下功(gong)(gong)(gong)率(lv)模塊也(ye)長(chang)期承受重復性的(de)(de)結溫波動，當累積到一定(ding)程度時就會造成功(gong)(gong)(gong)率(lv)模塊失(shi)效，尤其(qi)是(shi)在過(guo)(guo)負荷、過(guo)(guo)電(dian)流或(huo)過(guo)(guo)電(dian)壓(ya)情況(kuang)下，更是(shi)加速其(qi)劣化，從而造成IGBT擊穿或(huo)燒毀。

研(yan)究表明，隨著溫度升(sheng)高(gao)，功率(lv)模塊(kuai)的(de)失效率(lv)將會呈現(xian)指數增長(chang)的(de)趨(qu)勢。溫度每升(sheng)高(gao)10℃時，變(bian)流器失效率(lv)會增大一倍以上。由此可以通(tong)過紅外(wai)熱成像技術，將功率(lv)模塊(kuai)運(yun)行(xing)情況(kuang)下的(de)溫度分(fen)布(bu)規律和發展趨(qu)勢進行(xing)記錄分(fen)析(xi)。

8、電纜接頭

風電變流器的動力電纜接頭眾多，鑒于(yu)(yu)現場(chang)相對(dui)惡劣的運(yun)行(xing)環(huan)境和運(yun)維條(tiao)件，經常會出現由于(yu)(yu)電纜接頭部(bu)位(wei)的接觸不良(liang)而造成局部(bu)發熱(re)異(yi)常。對(dui)于(yu)(yu)此類故障(zhang)，可以(yi)通過紅外(wai)檢測(ce)技術結(jie)合(he)相對(dui)溫差法來(lai)定位(wei)故障(zhang)點(dian)甚至判斷其嚴重程度。尤(you)其是利(li)用紅外(wai)熱(re)圖像，可以(yi)直觀顯示出其具體過熱(re)部(bu)位(wei)的準確位(wei)置，以(yi)便于(yu)(yu)及(ji)時有(you)效地(di)排除(chu)故障(zhang)隱患。