一、風電變流器的維護與保養

風(feng)電變流(liu)器是(shi)風(feng)力發電行業的(de)(de)核心部件，作為電子設備(bei)，為確保(bao)其穩(wen)定(ding)運行，維(wei)護(hu)保(bao)養(yang)工作是(shi)必不可(ke)少的(de)(de)，其運行的(de)(de)好壞(huai)、周期的(de)(de)長短與維(wei)護(hu)質量(liang)息息相關，日常的(de)(de)巡查能及時發現問(wen)題，避(bi)免因變流(liu)器的(de)(de)異常導致設備(bei)的(de)(de)突(tu)發事故(gu)，從而減(jian)少設備(bei)財產損失和人員安全隱患。風(feng)電變流(liu)器的(de)(de)維(wei)護(hu)保(bao)養(yang)主(zhu)要包括(kuo)日常巡檢維(wei)護(hu)以及定(ding)期維(wei)護(hu)保(bao)養(yang)兩(liang)部分：

1、風電變流器的日常巡檢和維護

（1）針對高溫(wen)(wen)、低溫(wen)(wen)、濕度大等特殊的自然環境要加大檢查(cha)力(li)度，確保機器(qi)設備(bei)在標稱(cheng)的作業環境下工作。

（2）日(ri)常巡(xun)檢(jian)(jian)(jian)時，應著(zhu)重(zhong)查看是否出現異(yi)(yi)常聲響或震(zhen)動、冷(leng)卻系統(tong)是否正常、輔助電(dian)子(zi)元器件工作是否穩定，并(bing)制作完備的(de)(de)點檢(jian)(jian)(jian)表(biao)，避免(mian)漏檢(jian)(jian)(jian)設(she)備。如果(guo)出現異(yi)(yi)常或者(zhe)故障(zhang)苗頭，應及時根據(ju)情(qing)況采取(qu)有針(zhen)對性(xing)的(de)(de)措施。不(bu)能處理完成或無法處理的(de)(de)異(yi)(yi)常情(qing)況，應做(zuo)詳細的(de)(de)說明記錄和說明，并(bing)做(zuo)好交(jiao)接和逐級報告，避免(mian)異(yi)(yi)常的(de)(de)持續和惡(e)化。

（3）檢查風電(dian)變(bian)流器運行電(dian)流、電(dian)壓等是否符合標準。針對風電(dian)變(bian)流器輸出電(dian)流超過額定電(dian)流10%的異常情形應及時(shi)記錄并找(zhao)到(dao)其原因，予以解決。

（4）針對(dui)停運時(shi)間較(jiao)長的設備(bei)進行(xing)維護保養(yang)時(shi)，必須先(xian)進行(xing)帶(dai)電靜態試(shi)驗(yan)，以確保機內主回路濾波電容器特性恢復正常。

（5）日常(chang)維(wei)護保養需檢測設備絕緣材(cai)料(liao)的電阻值，發(fa)現異(yi)常(chang)需要先進行(xing)干燥處理(li)。

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2、定期維護保養風電變流器

風電(dian)變流器的保養工(gong)作(zuo)應根(gen)據(ju)其內部元器件維(wei)護(hu)周期進行(xing)以下(xia)定期的維(wei)護(hu)：

（1）針對風電變流器空氣(qi)過(guo)濾(lv)網進行檢查，根據情況(kuang)進行必要的清洗或者更(geng)換。

（2）針對(dui)冷卻風扇進行清潔、吹灰、打機油等維(wei)護保養工作。

（3）電(dian)路部件的(de)檢測，發現(xian)出現(xian)變形、漏(lou)液等異常(chang)情形應及時(shi)予以更(geng)換(huan)和處理。

（4）針(zhen)對各緊固(gu)(gu)件進行加固(gu)(gu)處理(li)。

（5）排(pai)(pai)(pai)查功率模塊電容的運(yun)行(xing)(xing)情況。如發現需(xu)要拆(chai)裝維護處理(li)，需(xu)先拆(chai)除直流(liu)母排(pai)(pai)(pai)鏈接螺栓、接地(di)螺栓和驅動(dong)線，然后(hou)針對其灰塵(chen)要進行(xing)(xing)專(zhuan)業除塵(chen)處理(li)；并排(pai)(pai)(pai)查其連接點是否(fou)出現放電情形。

（6）濾(lv)波電容器檢查保養。用萬(wan)用表連接接點，觀測其電容值(zhi)是否超(chao)出標稱(cheng)值(zhi)。如果超(chao)標，則(ze)需要(yao)更換電容已確保變流(liu)器的正常、平穩工作。

二、風電變流器預防性維護檢測方案

風電(dian)變流器中每個(ge)器件在系(xi)統(tong)中的(de)任務和(he)功能不(bu)一樣(yang)，使(shi)得其動作頻(pin)次(ci)和(he)工(gong)作負(fu)荷都不(bu)相同(tong)，對系(xi)統(tong)的(de)重要程度也不(bu)一樣(yang)，出現故障時對系(xi)統(tong)影響也不(bu)相同(tong)。經研(yan)究分析直驅風電(dian)機(ji)組(zu)和(he)雙(shuang)饋風電(dian)機(ji)組(zu)的(de)變流器主回路(lu)，結合上述紅外檢測技術和(he)超聲(sheng)波(bo)檢測技術的(de)成熟度和(he)可行(xing)性，重點檢測以(yi)下部(bu)件：

1、斷路器

主斷(duan)路(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)是風電機(ji)組(zu)與(yu)電網線(xian)路(lu)(lu)(lu)連接(jie)的(de)核心(xin)保(bao)護器(qi)(qi)件，對整個機(ji)組(zu)起到安全保(bao)護作用。目前主斷(duan)路(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)基本具備計數(shu)功(gong)能，但由于斷(duan)路(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)在(zai)故障時會帶大(da)電流分斷(duan)，導致內部(bu)(bu)絕緣下(xia)降，動(dong)作次數(shu)只能作為參考，可(ke)以通(tong)過紅(hong)外技(ji)術(shu)檢測其內部(bu)(bu)動(dong)靜觸(chu)頭(tou)及外部(bu)(bu)接(jie)頭(tou)處的(de)溫度分布來(lai)判斷(duan)是否(fou)接(jie)觸(chu)不良，通(tong)過超聲波檢測技(ji)術(shu)檢測斷(duan)路(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)滅弧室是否(fou)存在(zai)局(ju)部(bu)(bu)放電。

2、熔斷器

風電變流(liu)器(qi)的(de)預充電回(hui)路、直流(liu)母線(xian)回(hui)路以及卸荷回(hui)路等(deng)(deng)多處串接(jie)有熔(rong)斷器(qi)，主(zhu)要用于在過(guo)電壓(ya)、過(guo)電流(liu)或(huo)過(guo)負荷發熱(re)時通過(guo)快速熔(rong)斷來防(fang)止故障擴散。如果(guo)熔(rong)斷器(qi)使用時間過(guo)久，因鹽(yan)霧腐蝕(shi)、臟污氧化(hua)或(huo)溫(wen)度(du)變化(hua)等(deng)(deng)使熔(rong)體(ti)特(te)性變化(hua)而(er)發生誤斷。

或者滅弧(hu)介質受到環境影響而受潮導致滅弧(hu)性能受損(sun)，分斷電(dian)流能力(li)下降，在紅外(wai)檢測中會表現(xian)為熔(rong)斷器和熔(rong)體表面的溫度(du)值(zhi)較正常值(zhi)偏高，可(ke)(ke)以通過提取最高溫度(du)值(zhi)，與相(xiang)鄰相(xiang)的同類熔(rong)斷器進(jin)行比(bi)較。可(ke)(ke)以通過超聲波檢測技術來(lai)檢測熔(rong)斷器的接線端(duan)子是否存在局(ju)部放(fang)電(dian)。

3、接觸器

交流接(jie)觸器(qi)(qi)(qi)由于具備頻(pin)繁(fan)地接(jie)通(tong)或分斷(duan)(duan)交流電(dian)路(lu)的(de)能力而(er)廣(guang)泛應用(yong)于風電(dian)變(bian)流器(qi)(qi)(qi)的(de)網側(ce)、定子側(ce)以及(ji)預充電(dian)回路(lu)。如(ru)果在供電(dian)電(dian)壓過(guo)(guo)高(gao)，操作(zuo)過(guo)(guo)于頻(pin)繁(fan)，環境溫(wen)度過(guo)(guo)高(gao)，接(jie)觸器(qi)(qi)(qi)鐵(tie)心(xin)端面不平，接(jie)觸器(qi)(qi)(qi)動鐵(tie)心(xin)有機械故障(zhang)造成(cheng)通(tong)電(dian)不吸合(he)，接(jie)觸器(qi)(qi)(qi)內部觸頭接(jie)觸不良等(deng)情(qing)況下，會出現接(jie)觸器(qi)(qi)(qi)線(xian)圈過(guo)(guo)熱(re)或者(zhe)觸點過(guo)(guo)熱(re)等(deng)現象，利(li)用(yong)紅外熱(re)像儀可以對其(qi)內部發生的(de)過(guo)(guo)熱(re)故障(zhang)進行全面檢(jian)測，并通(tong)過(guo)(guo)所呈現的(de)溫(wen)度場分布來進行定性分析甚至定量診斷(duan)(duan)。

同時(shi)由于風電(dian)機組在運行過程(cheng)(cheng)中接觸器動作的頻繁性(xing)，其內部觸點在斷開與閉合時(shi)也會(hui)引起氣隙的頻繁擊穿甚(shen)至產(chan)生火(huo)花(hua)(hua)，當累積到一定(ding)程(cheng)(cheng)度時(shi)就(jiu)會(hui)造成高溫燒蝕(shi)而(er)損傷，嚴重時(shi)會(hui)導致(zhi)接觸器被燒毀甚(shen)至引發電(dian)氣火(huo)災。可以通過超(chao)聲波探(tan)測(ce)儀監測(ce)這些肉眼難以察覺的放電(dian)火(huo)花(hua)(hua)，并精(jing)確地定(ding)位(wei)放電(dian)部位(wei)并明確缺陷類型，為接觸器的狀態檢修提(ti)供有力的數據指導。

4、電阻器

風(feng)電(dian)(dian)變流(liu)器中為了防止(zhi)主接觸(chu)器閉(bi)合后(hou)直流(liu)母線(xian)的(de)支撐(cheng)電(dian)(dian)容瞬(shun)間短路(lu)，通常設(she)置了預(yu)充(chong)(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)阻用于直流(liu)母線(xian)預(yu)充(chong)(chong)電(dian)(dian)；同時(shi)，為了保障風(feng)電(dian)(dian)機組在電(dian)(dian)壓跌落的(de)一(yi)定范圍內(nei)(nei)能夠不間斷并網運行，低電(dian)(dian)壓穿(chuan)越回路(lu)上通常配置Crowbar電(dian)(dian)阻用來平衡有功并保護機組。如果電(dian)(dian)阻器內(nei)(nei)部出(chu)現(xian)接觸(chu)不良，或(huo)者(zhe)引線(xian)松(song)動、脫落甚至斷裂等(deng)造成(cheng)阻值變化或(huo)者(zhe)斷路(lu)時(shi)都會呈現(xian)出(chu)熱(re)效應的(de)非正常現(xian)象，可以通過紅外熱(re)成(cheng)像技術檢測出(chu)其(qi)是否正常。

5、電抗器

在(zai)風電(dian)(dian)(dian)(dian)變流器的(de)(de)網側和機側都(dou)存在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器，在(zai)實際運(yun)行過(guo)(guo)程中，電(dian)(dian)(dian)(dian)路的(de)(de)過(guo)(guo)流和過(guo)(guo)壓等都(dou)可能導致電(dian)(dian)(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器的(de)(de)損壞。數(shu)據統計表(biao)明(ming)，電(dian)(dian)(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器的(de)(de)高溫部(bu)位往(wang)(wang)往(wang)(wang)就(jiu)是(shi)其相(xiang)對(dui)薄弱的(de)(de)易損部(bu)位，這(zhe)主要是(shi)因(yin)為溫度相(xiang)對(dui)于振動、電(dian)(dian)(dian)(dian)應力等內(nei)部(bu)因(yin)素(su)以及有害氣體、潮濕、灰塵(chen)等外部(bu)環境因(yin)素(su)對(dui)其絕緣材料和絕緣結構劣化所起的(de)(de)影響更占主導性，由此可以通過(guo)(guo)紅外熱(re)成像技術檢(jian)測(ce)其溫度分(fen)布來進(jin)行預測(ce)性評估。此外，電(dian)(dian)(dian)(dian)抗(kang)(kang)(kang)器繞組絕緣破損或(huo)受潮引起的(de)(de)漏(lou)電(dian)(dian)(dian)(dian)現象還可以通過(guo)(guo)超聲波檢(jian)測(ce)進(jin)行提前(qian)預警。

6、電容器

濾波電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)和直(zhi)流母(mu)線(xian)電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)是風電(dian)(dian)變流器(qi)中的主要電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)件(jian)，其(qi)主要失效模式表(biao)現(xian)為電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)值下降和漏電(dian)(dian)流過大。在正常工作溫度和運行電(dian)(dian)壓條件(jian)下，其(qi)漏電(dian)(dian)流非常小(xiao)，電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)發熱(re)也(ye)極小(xiao)；但如果(guo)電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)開始劣(lie)化時，其(qi)漏電(dian)(dian)流則會逐漸變大，電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)發熱(re)也(ye)明顯增大。

由此(ci)利用紅外檢測技術(shu)監測其溫度分布規(gui)律和變化(hua)趨勢可以(yi)檢測出(chu)電(dian)容器在(zai)(zai)(zai)(zai)漏電(dian)流(liu)超標時的潛(qian)在(zai)(zai)(zai)(zai)故障，從而有針(zhen)對性(xing)地安(an)排(pai)視(shi)情(qing)維修以(yi)消(xiao)除潛(qian)在(zai)(zai)(zai)(zai)故障，在(zai)(zai)(zai)(zai)發生功能故障之(zhi)前進行預防性(xing)檢修。對于(yu)電(dian)容器的潛(qian)在(zai)(zai)(zai)(zai)故障具體溫度范圍(wei)，可以(yi)結(jie)(jie)合(he)實際工程應(ying)用進行歸納和總結(jie)(jie)。

7、功率模塊

功率模塊是風電變流器最重要(yao)的功(gong)率(lv)部件(jian)，但由于風電(dian)機組出力的隨機性，其運(yun)行功(gong)率(lv)也會(hui)頻繁波(bo)動，在正常工況下功(gong)率(lv)模塊也長期承受(shou)重復性的結溫波(bo)動，當累積到一定程度時就會(hui)造成功(gong)率(lv)模塊失效，尤其是在過(guo)負荷(he)、過(guo)電(dian)流或過(guo)電(dian)壓情況下，更(geng)是加速其劣(lie)化，從而造成IGBT擊穿或燒毀。

研(yan)究表明，隨(sui)著(zhu)溫度(du)升高，功率模塊(kuai)的失效率將會(hui)呈現指數(shu)增長的趨(qu)勢(shi)。溫度(du)每升高10℃時(shi)，變流(liu)器失效率會(hui)增大一倍以(yi)上。由(you)此可以(yi)通過紅外熱成像技術(shu)，將功率模塊(kuai)運行情(qing)況下的溫度(du)分布規(gui)律和發展趨(qu)勢(shi)進行記錄分析。

8、電纜接頭

風電變流器的(de)動力電纜接(jie)頭(tou)眾多，鑒于(yu)現場(chang)相對惡劣的(de)運(yun)行環境和運(yun)維條件，經常會出現由(you)于(yu)電纜接(jie)頭(tou)部位(wei)的(de)接(jie)觸不良而造成局部發(fa)熱異常。對于(yu)此類故障(zhang)，可以通過(guo)紅外(wai)檢測技術結合(he)相對溫差(cha)法(fa)來定(ding)位(wei)故障(zhang)點甚至判(pan)斷其嚴(yan)重程度。尤其是利用紅外(wai)熱圖像，可以直觀(guan)顯示出其具體過(guo)熱部位(wei)的(de)準確位(wei)置，以便(bian)于(yu)及時有效地(di)排除故障(zhang)隱患(huan)。