一、風電變流器的維護與保養

風(feng)電(dian)(dian)變流(liu)器(qi)是(shi)風(feng)力發電(dian)(dian)行業(ye)的(de)(de)(de)核心部(bu)件，作為電(dian)(dian)子(zi)設備，為確保其(qi)穩定(ding)運(yun)行，維護(hu)保養工作是(shi)必不可少的(de)(de)(de)，其(qi)運(yun)行的(de)(de)(de)好壞、周期(qi)的(de)(de)(de)長短與維護(hu)質量息息相關(guan)，日(ri)常的(de)(de)(de)巡(xun)查能(neng)及(ji)(ji)時發現問(wen)題，避免因變流(liu)器(qi)的(de)(de)(de)異(yi)常導致設備的(de)(de)(de)突(tu)發事故，從而(er)減少設備財產損失和人員安全(quan)隱患。風(feng)電(dian)(dian)變流(liu)器(qi)的(de)(de)(de)維護(hu)保養主要(yao)包括(kuo)日(ri)常巡(xun)檢維護(hu)以及(ji)(ji)定(ding)期(qi)維護(hu)保養兩(liang)部(bu)分(fen)：

1、風電變流器的日常巡檢和維護

（1）針對高溫、低(di)溫、濕度大(da)等特(te)殊(shu)的自(zi)然環境要加大(da)檢查(cha)力度，確保(bao)機(ji)器(qi)設備在標稱的作(zuo)業環境下工作(zuo)。

（2）日常(chang)(chang)巡檢時(shi)，應(ying)(ying)著重查看是否(fou)(fou)出現異(yi)(yi)常(chang)(chang)聲響(xiang)或(huo)震動、冷卻系(xi)統是否(fou)(fou)正常(chang)(chang)、輔助電子元器件工作是否(fou)(fou)穩定(ding)，并制作完備的(de)(de)點檢表(biao)，避免漏(lou)檢設備。如果出現異(yi)(yi)常(chang)(chang)或(huo)者(zhe)故障苗(miao)頭，應(ying)(ying)及(ji)時(shi)根據情況采取有針對(dui)性的(de)(de)措施(shi)。不能處(chu)理完成或(huo)無法處(chu)理的(de)(de)異(yi)(yi)常(chang)(chang)情況，應(ying)(ying)做(zuo)詳(xiang)細的(de)(de)說明記(ji)錄和說明，并做(zuo)好(hao)交接和逐級(ji)報告(gao)，避免異(yi)(yi)常(chang)(chang)的(de)(de)持續和惡化。

（3）檢查風電(dian)(dian)(dian)變流器(qi)(qi)運行電(dian)(dian)(dian)流、電(dian)(dian)(dian)壓等是否符(fu)合標準。針(zhen)對風電(dian)(dian)(dian)變流器(qi)(qi)輸出電(dian)(dian)(dian)流超過額定電(dian)(dian)(dian)流10%的(de)異常情形(xing)應及時記錄并找到其(qi)原因，予以解決。

（4）針對(dui)停運時間較長(chang)的設備進(jin)行維護(hu)保養時，必須先(xian)進(jin)行帶電靜態試(shi)驗(yan)，以確保機內(nei)主回路濾(lv)波(bo)電容器特性(xing)恢復正常(chang)。

（5）日常(chang)維(wei)護保養需(xu)檢測設備絕緣材(cai)料(liao)的電阻(zu)值，發現異常(chang)需(xu)要(yao)先(xian)進行干燥處理。

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2、定期維護保養風電變流器

風(feng)電變(bian)流(liu)器的保養工作(zuo)應根據其內部元器件維護(hu)周(zhou)期(qi)進行以下定期(qi)的維護(hu)：

（1）針對風(feng)電變流器空氣過濾網進(jin)行檢查，根據(ju)情(qing)況進(jin)行必要(yao)的清洗或者(zhe)更換。

（2）針(zhen)對冷(leng)卻(que)風扇進(jin)行清潔、吹灰(hui)、打機(ji)油等維(wei)護保養工作。

（3）電路部件(jian)的檢(jian)測，發現(xian)出現(xian)變形、漏液等異常情形應及時予以更換和處(chu)理(li)。

（4）針(zhen)對各(ge)緊固(gu)件進(jin)行加固(gu)處理。

（5）排查(cha)功(gong)率模塊(kuai)電容的運行(xing)情(qing)況(kuang)。如發現需要(yao)拆裝維護處(chu)理(li)，需先(xian)拆除直流母排鏈接螺栓、接地螺栓和驅動線，然后針對其灰塵要(yao)進行(xing)專業除塵處(chu)理(li)；并排查(cha)其連接點是否(fou)出現放電情(qing)形。

（6）濾波電容(rong)器(qi)檢查保養。用(yong)萬用(yong)表連接接點，觀測其(qi)電容(rong)值(zhi)是否(fou)超(chao)出標稱值(zhi)。如果超(chao)標，則需要(yao)更換電容(rong)已確(que)保變流器(qi)的正常、平(ping)穩工作。

二、風電變流器預防性維護檢測方案

風(feng)電(dian)(dian)變(bian)(bian)流器中(zhong)每個器件在系(xi)統(tong)中(zhong)的(de)(de)任(ren)務(wu)和(he)(he)功能不一樣，使(shi)得(de)其動作(zuo)頻次和(he)(he)工作(zuo)負荷都不相同，對(dui)系(xi)統(tong)的(de)(de)重要(yao)程(cheng)度也不一樣，出現故障(zhang)時對(dui)系(xi)統(tong)影響也不相同。經研究分析直驅風(feng)電(dian)(dian)機組和(he)(he)雙(shuang)饋風(feng)電(dian)(dian)機組的(de)(de)變(bian)(bian)流器主回路，結合上述紅外檢測技術和(he)(he)超(chao)聲波檢測技術的(de)(de)成熟度和(he)(he)可行性，重點檢測以下部件：

1、斷路器

主斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)是(shi)風(feng)電(dian)機(ji)組與(yu)電(dian)網線路(lu)連接(jie)的核(he)心保護器(qi)件(jian)，對(dui)整個機(ji)組起到安(an)全保護作(zuo)用(yong)。目前主斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)基本(ben)具備計數功能，但由于斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)在故障時(shi)會帶大電(dian)流分(fen)斷(duan)(duan)，導致內部絕緣下降，動(dong)作(zuo)次(ci)數只(zhi)能作(zuo)為(wei)參考，可以通(tong)過(guo)紅(hong)外技(ji)術(shu)檢(jian)測(ce)(ce)其內部動(dong)靜觸頭(tou)及外部接(jie)頭(tou)處的溫度分(fen)布來判斷(duan)(duan)是(shi)否接(jie)觸不(bu)良(liang)，通(tong)過(guo)超聲波檢(jian)測(ce)(ce)技(ji)術(shu)檢(jian)測(ce)(ce)斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)滅弧室是(shi)否存在局部放電(dian)。

2、熔斷器

風(feng)電變流器(qi)(qi)的預充電回路、直流母(mu)線回路以(yi)及(ji)卸(xie)荷回路等多處串(chuan)接有熔(rong)斷(duan)(duan)器(qi)(qi)，主要用于在過(guo)(guo)電壓(ya)、過(guo)(guo)電流或(huo)過(guo)(guo)負荷發熱時通過(guo)(guo)快速熔(rong)斷(duan)(duan)來防止故障擴散(san)。如果熔(rong)斷(duan)(duan)器(qi)(qi)使用時間過(guo)(guo)久(jiu)，因(yin)鹽霧(wu)腐蝕、臟污氧化(hua)或(huo)溫(wen)度(du)變化(hua)等使熔(rong)體(ti)特性(xing)變化(hua)而發生誤斷(duan)(duan)。

或者滅弧介質受到環境影響而受潮(chao)導致滅弧性能(neng)受損，分斷(duan)電(dian)流能(neng)力下(xia)降，在紅外(wai)檢測(ce)中會表現為熔斷(duan)器和熔體表面的(de)溫(wen)度(du)值(zhi)(zhi)較(jiao)正常(chang)值(zhi)(zhi)偏(pian)高，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)提(ti)取最高溫(wen)度(du)值(zhi)(zhi)，與相鄰相的(de)同類熔斷(duan)器進行比較(jiao)。可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)超(chao)聲波檢測(ce)技術來檢測(ce)熔斷(duan)器的(de)接線端子是(shi)否(fou)存在局部放電(dian)。

3、接觸器

交流(liu)(liu)接(jie)(jie)觸(chu)器(qi)(qi)由于具備頻(pin)(pin)繁(fan)地(di)接(jie)(jie)通或分(fen)(fen)(fen)斷(duan)交流(liu)(liu)電(dian)路的能力(li)而廣泛應用于風電(dian)變流(liu)(liu)器(qi)(qi)的網側、定(ding)(ding)子側以(yi)及預充電(dian)回(hui)路。如果(guo)在供(gong)電(dian)電(dian)壓過高，操作過于頻(pin)(pin)繁(fan)，環境溫度(du)過高，接(jie)(jie)觸(chu)器(qi)(qi)鐵心端面(mian)不(bu)平，接(jie)(jie)觸(chu)器(qi)(qi)動(dong)鐵心有(you)機械(xie)故(gu)障造成通電(dian)不(bu)吸合，接(jie)(jie)觸(chu)器(qi)(qi)內部觸(chu)頭接(jie)(jie)觸(chu)不(bu)良等情(qing)況下，會(hui)出現接(jie)(jie)觸(chu)器(qi)(qi)線圈過熱或者觸(chu)點過熱等現象，利用紅外(wai)熱像儀可以(yi)對其內部發生的過熱故(gu)障進行全面(mian)檢(jian)測，并通過所呈現的溫度(du)場分(fen)(fen)(fen)布來進行定(ding)(ding)性(xing)分(fen)(fen)(fen)析甚至定(ding)(ding)量診斷(duan)。

同時由于風(feng)電(dian)機組(zu)在運行過程中接觸(chu)(chu)器動作(zuo)的頻繁性，其內部觸(chu)(chu)點在斷開與閉合時也會(hui)引(yin)起氣隙的頻繁擊(ji)穿甚(shen)至產(chan)生火(huo)(huo)花，當累積到一定程度時就會(hui)造成高溫燒(shao)蝕而損(sun)傷，嚴重時會(hui)導致接觸(chu)(chu)器被燒(shao)毀甚(shen)至引(yin)發電(dian)氣火(huo)(huo)災。可以(yi)通過超聲波探測儀監測這些肉眼(yan)難(nan)以(yi)察(cha)覺的放(fang)電(dian)火(huo)(huo)花，并精確(que)地定位(wei)放(fang)電(dian)部位(wei)并明確(que)缺(que)陷(xian)類型(xing)，為接觸(chu)(chu)器的狀態檢修提供有力的數據指導。

4、電阻器

風(feng)電(dian)變(bian)流(liu)(liu)器(qi)(qi)中為(wei)了(le)防止主接(jie)觸器(qi)(qi)閉合后直流(liu)(liu)母(mu)線的支撐電(dian)容瞬間短(duan)路(lu)，通常(chang)(chang)設置(zhi)了(le)預(yu)充電(dian)電(dian)阻(zu)用(yong)于直流(liu)(liu)母(mu)線預(yu)充電(dian)；同時，為(wei)了(le)保(bao)障風(feng)電(dian)機(ji)(ji)組在電(dian)壓跌落的一定范(fan)圍內能夠不間斷并網運行，低電(dian)壓穿越回路(lu)上通常(chang)(chang)配置(zhi)Crowbar電(dian)阻(zu)用(yong)來平衡有功并保(bao)護機(ji)(ji)組。如(ru)果(guo)電(dian)阻(zu)器(qi)(qi)內部出現接(jie)觸不良，或者引線松(song)動、脫落甚至斷裂(lie)等造成(cheng)阻(zu)值變(bian)化或者斷路(lu)時都會呈現出熱(re)效應的非正常(chang)(chang)現象，可(ke)以通過紅外熱(re)成(cheng)像(xiang)技術(shu)檢測(ce)出其是否正常(chang)(chang)。

5、電抗器

在風(feng)電(dian)(dian)變流器(qi)(qi)的(de)網側和(he)(he)機(ji)側都存在電(dian)(dian)抗器(qi)(qi)，在實際運行過程中，電(dian)(dian)路的(de)過流和(he)(he)過壓等都可能導(dao)致電(dian)(dian)抗器(qi)(qi)的(de)損壞。數據統計表明，電(dian)(dian)抗器(qi)(qi)的(de)高溫(wen)(wen)部(bu)位(wei)(wei)往(wang)往(wang)就(jiu)是其相(xiang)對薄弱的(de)易損部(bu)位(wei)(wei)，這主要(yao)是因(yin)為(wei)溫(wen)(wen)度相(xiang)對于振動、電(dian)(dian)應力等內部(bu)因(yin)素(su)以及有害(hai)氣體、潮濕、灰(hui)塵等外(wai)部(bu)環境(jing)因(yin)素(su)對其絕(jue)(jue)緣(yuan)材(cai)料和(he)(he)絕(jue)(jue)緣(yuan)結構劣(lie)化所(suo)起(qi)的(de)影響更占主導(dao)性(xing)，由此可以通過紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像技術檢(jian)測其溫(wen)(wen)度分(fen)布來進行預測性(xing)評(ping)估(gu)。此外(wai)，電(dian)(dian)抗器(qi)(qi)繞組絕(jue)(jue)緣(yuan)破(po)損或受(shou)潮引起(qi)的(de)漏電(dian)(dian)現象還(huan)可以通過超聲波檢(jian)測進行提前預警。

6、電容器

濾波電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)和(he)直流母線電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)是風電(dian)(dian)(dian)變(bian)(bian)流器中的主要(yao)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器件，其(qi)主要(yao)失效模(mo)式(shi)表現(xian)為電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)值(zhi)下降(jiang)和(he)漏電(dian)(dian)(dian)流過(guo)大(da)。在(zai)正(zheng)常工作溫(wen)度和(he)運行(xing)電(dian)(dian)(dian)壓條件下，其(qi)漏電(dian)(dian)(dian)流非常小，電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器發(fa)熱也極小；但如果電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器開始(shi)劣化時，其(qi)漏電(dian)(dian)(dian)流則會逐漸變(bian)(bian)大(da)，電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器發(fa)熱也明(ming)顯(xian)增大(da)。

由此利用(yong)紅外檢(jian)測技術監測其溫度分布(bu)規(gui)律和變化趨勢可以(yi)檢(jian)測出(chu)電容(rong)器(qi)在(zai)漏電流超標(biao)時的潛在(zai)故(gu)(gu)障，從而有針(zhen)對性(xing)地安(an)排視情(qing)維修(xiu)以(yi)消除潛在(zai)故(gu)(gu)障，在(zai)發生功能故(gu)(gu)障之前進行(xing)(xing)預防性(xing)檢(jian)修(xiu)。對于(yu)電容(rong)器(qi)的潛在(zai)故(gu)(gu)障具(ju)體溫度范圍(wei)，可以(yi)結合(he)實(shi)際(ji)工程應用(yong)進行(xing)(xing)歸納和總結。

7、功率模塊

功率模塊是風電變流器最(zui)重要的(de)功率(lv)部件(jian)，但由于風(feng)電機組(zu)出力(li)的(de)隨機性，其(qi)運行功率(lv)也會頻(pin)繁波動(dong)，在正常工(gong)況(kuang)下功率(lv)模塊也長期承受重復性的(de)結溫波動(dong)，當(dang)累(lei)積到一定(ding)程度(du)時就(jiu)會造(zao)成功率(lv)模塊失效，尤其(qi)是在過(guo)(guo)負荷、過(guo)(guo)電流或過(guo)(guo)電壓情況(kuang)下，更是加速其(qi)劣化，從而造(zao)成IGBT擊穿或燒毀。

研究表明，隨著溫度升(sheng)高(gao)，功率(lv)(lv)模(mo)塊的(de)失(shi)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)將(jiang)會呈現(xian)指數增長的(de)趨勢(shi)。溫度每升(sheng)高(gao)10℃時，變(bian)流器(qi)失(shi)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)會增大(da)一倍以上。由此(ci)可(ke)以通過(guo)紅外熱成像(xiang)技術，將(jiang)功率(lv)(lv)模(mo)塊運(yun)行情況下的(de)溫度分布規(gui)律和發展趨勢(shi)進行記錄分析。

8、電纜接頭

風電變流器的(de)(de)動力(li)電纜接頭眾多，鑒于現(xian)場相對(dui)惡劣的(de)(de)運(yun)行(xing)環境和運(yun)維條(tiao)件，經常會(hui)出現(xian)由于電纜接頭部位的(de)(de)接觸不良(liang)而造成局部發熱異常。對(dui)于此類(lei)故(gu)障(zhang)，可以(yi)通過紅外檢測(ce)技術結(jie)合相對(dui)溫差法來定位故(gu)障(zhang)點甚至判斷其(qi)嚴重程度(du)。尤其(qi)是(shi)利(li)用紅外熱圖(tu)像，可以(yi)直觀顯示出其(qi)具(ju)體過熱部位的(de)(de)準(zhun)確位置，以(yi)便于及時(shi)有(you)效地排除(chu)故(gu)障(zhang)隱(yin)患。