一、風電變流器的維護與保養

風電(dian)變(bian)流(liu)器是(shi)風力發電(dian)行業的(de)(de)核心部件，作(zuo)為電(dian)子設(she)(she)備，為確保(bao)其穩定(ding)(ding)運行，維護(hu)保(bao)養(yang)工作(zuo)是(shi)必不可少的(de)(de)，其運行的(de)(de)好壞、周期(qi)的(de)(de)長短與(yu)維護(hu)質量息息相關，日常(chang)的(de)(de)巡(xun)查能及時發現問題，避免因(yin)變(bian)流(liu)器的(de)(de)異(yi)常(chang)導致設(she)(she)備的(de)(de)突(tu)發事故，從而減(jian)少設(she)(she)備財產損失和人員安全隱(yin)患。風電(dian)變(bian)流(liu)器的(de)(de)維護(hu)保(bao)養(yang)主(zhu)要包(bao)括日常(chang)巡(xun)檢維護(hu)以(yi)及定(ding)(ding)期(qi)維護(hu)保(bao)養(yang)兩部分：

1、風電變流器的日常巡檢和維護

（1）針對高(gao)溫(wen)、低溫(wen)、濕度大等特(te)殊(shu)的自然(ran)環(huan)境(jing)要加大檢查力度，確(que)保機器(qi)設備在標稱(cheng)的作業環(huan)境(jing)下(xia)工作。

（2）日常(chang)巡(xun)檢(jian)(jian)(jian)時，應著重查看是否(fou)出(chu)現異(yi)常(chang)聲響或震(zhen)動、冷卻(que)系統是否(fou)正(zheng)常(chang)、輔助電子元(yuan)器件(jian)工作是否(fou)穩(wen)定，并制作完備(bei)的(de)點檢(jian)(jian)(jian)表，避免漏檢(jian)(jian)(jian)設備(bei)。如果出(chu)現異(yi)常(chang)或者故障苗(miao)頭，應及時根據情(qing)況(kuang)采取有針對性的(de)措施。不能處(chu)理完成或無法處(chu)理的(de)異(yi)常(chang)情(qing)況(kuang)，應做詳細(xi)的(de)說(shuo)明記錄(lu)和說(shuo)明，并做好交接和逐級報告，避免異(yi)常(chang)的(de)持續和惡化。

（3）檢查(cha)風(feng)電(dian)變流器(qi)運行電(dian)流、電(dian)壓(ya)等是否符合標準(zhun)。針對(dui)風(feng)電(dian)變流器(qi)輸出電(dian)流超過(guo)額定(ding)電(dian)流10%的異常(chang)情形(xing)應及(ji)時記錄并找到(dao)其原因，予以解決。

（4）針對(dui)停運時間(jian)較長的設備進行維(wei)護保(bao)養時，必須先(xian)進行帶(dai)電(dian)靜態試驗，以確保(bao)機內主回路濾波電(dian)容器特(te)性恢復(fu)正常。

（5）日常維護保(bao)養需(xu)檢(jian)測設備絕(jue)緣材料的電阻值，發現(xian)異(yi)常需(xu)要先(xian)進行干(gan)燥(zao)處理。

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2、定期維護保養風電變流器

風電變流(liu)器(qi)的(de)保(bao)養工(gong)作應(ying)根據(ju)其內部元(yuan)器(qi)件維護周期進行以下定期的(de)維護：

（1）針對(dui)風電變流器空氣過(guo)濾網進(jin)行(xing)(xing)檢(jian)查，根據情況進(jin)行(xing)(xing)必要的清洗或者(zhe)更換。

（2）針對冷卻(que)風(feng)扇進(jin)行清潔、吹灰、打機油等維護保養(yang)工(gong)作。

（3）電路部件(jian)的檢測，發現(xian)出現(xian)變形、漏液等(deng)異常情形應(ying)及時(shi)予(yu)以更換和處(chu)理(li)。

（4）針對(dui)各緊固件進行加固處理。

（5）排查(cha)功率(lv)模塊電容的運行情(qing)(qing)況。如發現(xian)需要拆(chai)裝維護處(chu)理，需先拆(chai)除(chu)直流(liu)母排鏈接螺栓(shuan)、接地螺栓(shuan)和驅動線，然后針對其灰塵要進行專業除(chu)塵處(chu)理；并排查(cha)其連接點是(shi)否出現(xian)放電情(qing)(qing)形。

（6）濾波電(dian)容(rong)器檢查保養。用萬用表(biao)連接(jie)接(jie)點，觀測(ce)其電(dian)容(rong)值是否超出標(biao)稱值。如(ru)果超標(biao)，則需要更換電(dian)容(rong)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(feng)電(dian)(dian)變流器中每個器件在系(xi)(xi)統(tong)中的(de)(de)任務和(he)功(gong)能(neng)不一樣，使得其(qi)動(dong)作(zuo)頻次和(he)工作(zuo)負荷都不相同，對(dui)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)重(zhong)要程度(du)也不一樣，出現故障(zhang)時對(dui)系(xi)(xi)統(tong)影響也不相同。經研究(jiu)分析(xi)直驅風(feng)電(dian)(dian)機組和(he)雙饋(kui)風(feng)電(dian)(dian)機組的(de)(de)變流器主回路，結合上述紅外檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)和(he)超(chao)聲波檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)的(de)(de)成熟度(du)和(he)可行性，重(zhong)點檢(jian)測(ce)以下(xia)部(bu)件：

1、斷路器

主斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)是風(feng)電(dian)機組(zu)與電(dian)網線(xian)路(lu)連接的核心保(bao)護器(qi)件，對整個機組(zu)起到安(an)全保(bao)護作用。目前(qian)主斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)基本具備計數功(gong)能(neng)，但(dan)由(you)于斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)在(zai)故(gu)障時會帶大電(dian)流分斷(duan)(duan)，導致內部(bu)絕緣下降(jiang)，動作次數只能(neng)作為參考，可以通過(guo)紅外技(ji)術檢(jian)測(ce)其(qi)內部(bu)動靜觸頭及外部(bu)接頭處的溫(wen)度分布(bu)來判斷(duan)(duan)是否(fou)接觸不良，通過(guo)超聲波檢(jian)測(ce)技(ji)術檢(jian)測(ce)斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)滅弧室是否(fou)存(cun)在(zai)局部(bu)放電(dian)。

2、熔斷器

風電(dian)變(bian)流(liu)器(qi)的(de)預(yu)充電(dian)回路、直流(liu)母線回路以及卸荷(he)回路等(deng)多處串接(jie)有熔斷(duan)(duan)器(qi)，主要用于在過(guo)電(dian)壓、過(guo)電(dian)流(liu)或(huo)過(guo)負荷(he)發熱時(shi)通過(guo)快速熔斷(duan)(duan)來(lai)防止故障(zhang)擴散。如果熔斷(duan)(duan)器(qi)使用時(shi)間過(guo)久，因(yin)鹽霧(wu)腐(fu)蝕、臟(zang)污氧(yang)化或(huo)溫度變(bian)化等(deng)使熔體特(te)性變(bian)化而(er)發生(sheng)誤斷(duan)(duan)。

或者滅(mie)弧介(jie)質受(shou)到環(huan)境影(ying)響而(er)受(shou)潮(chao)導致滅(mie)弧性能受(shou)損(sun)，分(fen)斷電(dian)流能力下(xia)降，在(zai)紅外檢測中(zhong)會表(biao)現(xian)為熔(rong)(rong)斷器(qi)和熔(rong)(rong)體(ti)表(biao)面(mian)的(de)溫(wen)度值較(jiao)正常值偏高，可以通過提(ti)取最(zui)高溫(wen)度值，與相鄰相的(de)同類熔(rong)(rong)斷器(qi)進行比較(jiao)。可以通過超聲波檢測技術來檢測熔(rong)(rong)斷器(qi)的(de)接線端(duan)子是否存在(zai)局部放電(dian)。

3、接觸器

交流接(jie)(jie)觸(chu)器由于(yu)具備頻繁(fan)地接(jie)(jie)通或分(fen)斷(duan)交流電路的(de)能力而廣泛應用(yong)于(yu)風(feng)電變流器的(de)網側(ce)、定(ding)子側(ce)以(yi)及(ji)預充(chong)電回路。如果(guo)在(zai)供(gong)電電壓過(guo)(guo)高(gao)，操(cao)作過(guo)(guo)于(yu)頻繁(fan)，環境溫度過(guo)(guo)高(gao)，接(jie)(jie)觸(chu)器鐵心端面不平，接(jie)(jie)觸(chu)器動鐵心有機(ji)械故障(zhang)(zhang)造成通電不吸合，接(jie)(jie)觸(chu)器內部觸(chu)頭(tou)接(jie)(jie)觸(chu)不良等(deng)(deng)情況(kuang)下(xia)，會出現(xian)接(jie)(jie)觸(chu)器線圈(quan)過(guo)(guo)熱或者(zhe)觸(chu)點過(guo)(guo)熱等(deng)(deng)現(xian)象，利用(yong)紅外熱像儀可以(yi)對其內部發生的(de)過(guo)(guo)熱故障(zhang)(zhang)進(jin)行全面檢測，并通過(guo)(guo)所呈現(xian)的(de)溫度場分(fen)布來進(jin)行定(ding)性分(fen)析甚(shen)至定(ding)量(liang)診斷(duan)。

同時由于風電機(ji)組在運行(xing)過(guo)程中接觸器(qi)(qi)動(dong)作的(de)(de)頻繁性，其內部觸點(dian)在斷開與閉合時也(ye)會(hui)引(yin)起氣隙的(de)(de)頻繁擊穿(chuan)甚至產生火花，當累(lei)積到(dao)一定程度時就會(hui)造成高溫燒(shao)蝕(shi)而損傷，嚴重時會(hui)導致(zhi)接觸器(qi)(qi)被(bei)燒(shao)毀甚至引(yin)發電氣火災。可以通過(guo)超(chao)聲波探測儀監(jian)測這些肉眼難以察(cha)覺的(de)(de)放(fang)電火花，并精確地定位(wei)放(fang)電部位(wei)并明確缺陷(xian)類型，為(wei)接觸器(qi)(qi)的(de)(de)狀態(tai)檢修提供(gong)有力的(de)(de)數(shu)據指導。

4、電阻器

風(feng)電(dian)(dian)變(bian)流器(qi)中為了防止主接觸(chu)(chu)器(qi)閉合后直流母(mu)線的支(zhi)撐電(dian)(dian)容瞬間短路(lu)，通常(chang)設置了預充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)阻用(yong)于直流母(mu)線預充(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(luo)的一定范圍(wei)內能(neng)夠不間斷(duan)并(bing)網運行(xing)，低(di)電(dian)(dian)壓穿越(yue)回路(lu)上通常(chang)配(pei)置Crowbar電(dian)(dian)阻用(yong)來平衡有功并(bing)保護機組。如果電(dian)(dian)阻器(qi)內部出現接觸(chu)(chu)不良(liang)，或者(zhe)引線松(song)動、脫(tuo)落(luo)甚至(zhi)斷(duan)裂(lie)等造(zao)成阻值變(bian)化或者(zhe)斷(duan)路(lu)時(shi)都會呈現出熱效應(ying)的非(fei)正常(chang)現象，可以通過紅外熱成像技術檢測出其是(shi)否正常(chang)。

5、電抗器

在(zai)風電(dian)變(bian)流器的網側和機側都存在(zai)電(dian)抗(kang)器，在(zai)實(shi)際運行過(guo)程中，電(dian)路的過(guo)流和過(guo)壓(ya)等都可能導(dao)致電(dian)抗(kang)器的損(sun)壞。數據統計表(biao)明(ming)，電(dian)抗(kang)器的高(gao)溫部(bu)位往往就是(shi)其(qi)相對薄弱(ruo)的易損(sun)部(bu)位，這主要是(shi)因為(wei)溫度相對于振動、電(dian)應力(li)等內部(bu)因素以及有害氣(qi)體、潮(chao)濕、灰塵等外部(bu)環(huan)境(jing)因素對其(qi)絕(jue)緣材料和絕(jue)緣結構劣(lie)化所起(qi)的影(ying)響更占主導(dao)性，由此可以通過(guo)紅外熱成(cheng)像技(ji)術檢測(ce)其(qi)溫度分布來進行預(yu)測(ce)性評估。此外，電(dian)抗(kang)器繞組絕(jue)緣破損(sun)或受潮(chao)引起(qi)的漏電(dian)現象(xiang)還可以通過(guo)超聲波檢測(ce)進行提前(qian)預(yu)警。

6、電容器

濾(lv)波電容(rong)和直(zhi)流(liu)母線電容(rong)是(shi)風電變(bian)流(liu)器中的主要電容(rong)器件，其(qi)主要失效(xiao)模式表現為電容(rong)值下降和漏(lou)(lou)電流(liu)過大(da)。在正常工作溫度和運行電壓(ya)條件下，其(qi)漏(lou)(lou)電流(liu)非常小，電容(rong)器發(fa)熱(re)(re)也極(ji)小；但如果電容(rong)器開始劣化時(shi)，其(qi)漏(lou)(lou)電流(liu)則會逐(zhu)漸變(bian)大(da)，電容(rong)器發(fa)熱(re)(re)也明顯增大(da)。

由此(ci)利用(yong)紅外檢測(ce)技術監(jian)測(ce)其溫(wen)度分布規律(lv)和變化趨(qu)勢可以(yi)檢測(ce)出電容器在漏電流超標(biao)時的(de)(de)潛(qian)在故(gu)障(zhang)，從而有針對(dui)性地安排視(shi)情維修(xiu)以(yi)消(xiao)除潛(qian)在故(gu)障(zhang)，在發生功能故(gu)障(zhang)之前進(jin)行預防性檢修(xiu)。對(dui)于電容器的(de)(de)潛(qian)在故(gu)障(zhang)具體溫(wen)度范(fan)圍(wei)，可以(yi)結(jie)合實際工程應用(yong)進(jin)行歸納和總結(jie)。

7、功率模塊

功率模塊是風電變流器最重要的(de)功(gong)率部件，但由于風電(dian)機組出力的(de)隨機性，其運行功(gong)率也會頻繁波動(dong)，在正常工況下功(gong)率模(mo)塊也長(chang)期承受(shou)重復(fu)性的(de)結溫波動(dong)，當(dang)累積到(dao)一定程度時就會造成(cheng)(cheng)功(gong)率模(mo)塊失效，尤其是在過(guo)負荷、過(guo)電(dian)流或過(guo)電(dian)壓情況下，更是加速其劣(lie)化，從而造成(cheng)(cheng)IGBT擊(ji)穿或燒毀(hui)。

研究(jiu)表明，隨著溫度(du)升高(gao)，功(gong)率模(mo)(mo)塊的(de)失(shi)(shi)效率將會(hui)呈現(xian)指(zhi)數增長(chang)的(de)趨勢。溫度(du)每升高(gao)10℃時，變流器失(shi)(shi)效率會(hui)增大一(yi)倍以上。由此可以通(tong)過紅外熱成像技術，將功(gong)率模(mo)(mo)塊運行(xing)(xing)情況下(xia)的(de)溫度(du)分布(bu)規律和發展趨勢進行(xing)(xing)記錄分析。

8、電纜接頭

風電變流器的(de)動力電纜接(jie)頭眾多(duo)，鑒于(yu)現場相(xiang)對惡劣(lie)的(de)運行環境和運維條件(jian)，經常(chang)會出現由于(yu)電纜接(jie)頭部(bu)位(wei)的(de)接(jie)觸不良而造成局部(bu)發熱異常(chang)。對于(yu)此類故障(zhang)，可(ke)以通(tong)過紅外(wai)檢測技術結(jie)合相(xiang)對溫差法來(lai)定位(wei)故障(zhang)點(dian)甚至判(pan)斷其嚴(yan)重(zhong)程度(du)。尤其是利用(yong)紅外(wai)熱圖像(xiang)，可(ke)以直(zhi)觀顯示(shi)出其具(ju)體過熱部(bu)位(wei)的(de)準確位(wei)置，以便于(yu)及(ji)時有效地(di)排除故障(zhang)隱(yin)患。