一、風電變流器的維護與保養

風(feng)(feng)電變(bian)流(liu)器(qi)是(shi)風(feng)(feng)力發(fa)電行(xing)業的(de)核心部件，作為電子設(she)備，為確(que)保其穩定(ding)運行(xing)，維護保養(yang)工(gong)作是(shi)必不可少(shao)的(de)，其運行(xing)的(de)好壞、周期的(de)長(chang)短與維護質量息息相關，日常的(de)巡查能及時發(fa)現(xian)問題，避免因(yin)變(bian)流(liu)器(qi)的(de)異常導致設(she)備的(de)突(tu)發(fa)事故，從而減少(shao)設(she)備財產損失(shi)和人(ren)員(yuan)安全隱患。風(feng)(feng)電變(bian)流(liu)器(qi)的(de)維護保養(yang)主(zhu)要包(bao)括日常巡檢維護以及定(ding)期維護保養(yang)兩部分：

1、風電變流器的日常巡檢和維護

（1）針對高溫、低溫、濕度大等(deng)特殊的自然環境要(yao)加大檢查力(li)度，確保(bao)機(ji)器設備在標稱的作業環境下工作。

（2）日(ri)常巡檢(jian)時(shi)，應著(zhu)重查看是(shi)否(fou)出現異(yi)常聲響或震動(dong)、冷卻(que)系(xi)統是(shi)否(fou)正常、輔助電(dian)子元器件工作是(shi)否(fou)穩定，并(bing)制作完備的(de)(de)(de)點檢(jian)表，避免(mian)(mian)漏(lou)檢(jian)設(she)備。如果(guo)出現異(yi)常或者故障苗頭，應及時(shi)根據情況采取有針(zhen)對性的(de)(de)(de)措(cuo)施。不(bu)能處理(li)(li)完成或無法處理(li)(li)的(de)(de)(de)異(yi)常情況，應做(zuo)(zuo)詳細(xi)的(de)(de)(de)說(shuo)明記(ji)錄和(he)說(shuo)明，并(bing)做(zuo)(zuo)好交接和(he)逐級報(bao)告，避免(mian)(mian)異(yi)常的(de)(de)(de)持續和(he)惡化。

（3）檢查風(feng)(feng)電(dian)變流(liu)(liu)器運行(xing)電(dian)流(liu)(liu)、電(dian)壓等是否符合標準。針(zhen)對(dui)風(feng)(feng)電(dian)變流(liu)(liu)器輸出電(dian)流(liu)(liu)超(chao)過額定(ding)電(dian)流(liu)(liu)10%的(de)異常情形應(ying)及時記(ji)錄并找到其原因，予以(yi)解決。

（4）針對停運時間較長的設備進行維(wei)護保養時，必須(xu)先進行帶電(dian)靜態試驗，以確(que)保機內主回路濾波(bo)電(dian)容器特性(xing)恢復(fu)正常。

（5）日(ri)常維護保養需(xu)檢測設備(bei)絕緣材料的(de)電阻值(zhi)，發現異(yi)常需(xu)要先進(jin)行干燥(zao)處理。

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2、定期維護保養風電變流器

風電(dian)變流器的(de)保養工作應根(gen)據其內部(bu)元器件維護(hu)周期進(jin)行以下定(ding)期的(de)維護(hu)：

（1）針對(dui)風電變流器空氣過(guo)濾(lv)網進行檢查，根據(ju)情況(kuang)進行必要的清洗或(huo)者更換。

（2）針對冷(leng)卻風(feng)扇(shan)進行清潔、吹灰、打機油等維護(hu)保(bao)養工作。

（3）電路部件的檢測(ce)，發現出現變形(xing)、漏液等異常(chang)情(qing)形(xing)應(ying)及時予以(yi)更換和處理(li)。

（4）針對各(ge)緊固件(jian)進行加固處理。

（5）排(pai)查(cha)功率(lv)模塊電(dian)容的運行情況。如發(fa)現需(xu)要(yao)拆(chai)裝維(wei)護處理(li)(li)，需(xu)先拆(chai)除(chu)直流母排(pai)鏈(lian)接(jie)螺栓、接(jie)地螺栓和驅動線，然后針(zhen)對其(qi)灰(hui)塵(chen)要(yao)進行專業除(chu)塵(chen)處理(li)(li)；并排(pai)查(cha)其(qi)連接(jie)點是否出現放電(dian)情形。

（6）濾波電(dian)(dian)容器檢查保(bao)養。用萬用表(biao)連接接點，觀測其電(dian)(dian)容值是(shi)否超出標稱值。如果超標，則(ze)需要(yao)更(geng)換(huan)電(dian)(dian)容已(yi)確保(bao)變(bian)流器的正常、平穩工作(zuo)。

二、風電變流器預防性維護檢測方案

風(feng)(feng)電變流(liu)器中每個器件在系(xi)統中的任務和(he)功能不(bu)(bu)(bu)一樣，使(shi)得(de)其動作(zuo)頻次和(he)工作(zuo)負荷都不(bu)(bu)(bu)相同，對系(xi)統的重(zhong)要程(cheng)度(du)也(ye)不(bu)(bu)(bu)一樣，出現故障時(shi)對系(xi)統影(ying)響也(ye)不(bu)(bu)(bu)相同。經研究分(fen)析直驅(qu)風(feng)(feng)電機組(zu)和(he)雙饋風(feng)(feng)電機組(zu)的變流(liu)器主回路，結合上述紅外檢測技(ji)術和(he)超聲波檢測技(ji)術的成熟(shu)度(du)和(he)可行性，重(zhong)點檢測以下部件：

1、斷路器

主(zhu)斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)是(shi)風電機組與電網線路(lu)連接(jie)的(de)核(he)心保(bao)護(hu)器(qi)(qi)(qi)件，對整個機組起到安全保(bao)護(hu)作用。目(mu)前主(zhu)斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)基本具備計數(shu)(shu)功(gong)能(neng)，但由于斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)在(zai)故障時會帶大電流(liu)分(fen)斷(duan)，導致(zhi)內部(bu)絕緣下降(jiang)，動作次數(shu)(shu)只(zhi)能(neng)作為參考，可以通(tong)(tong)過紅外(wai)技術(shu)檢測其內部(bu)動靜觸(chu)頭(tou)及(ji)外(wai)部(bu)接(jie)頭(tou)處的(de)溫度分(fen)布來判斷(duan)是(shi)否接(jie)觸(chu)不良，通(tong)(tong)過超聲(sheng)波檢測技術(shu)檢測斷(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)滅弧室是(shi)否存在(zai)局部(bu)放電。

2、熔斷器

風電變流(liu)器的預充電回路(lu)、直流(liu)母線回路(lu)以(yi)及卸荷(he)回路(lu)等(deng)多處串接有熔(rong)斷器，主(zhu)要用(yong)于在過(guo)電壓(ya)、過(guo)電流(liu)或過(guo)負荷(he)發熱時(shi)通過(guo)快(kuai)速熔(rong)斷來防止(zhi)故障擴散。如果熔(rong)斷器使用(yong)時(shi)間過(guo)久，因鹽(yan)霧(wu)腐蝕(shi)、臟污(wu)氧化或溫度變化等(deng)使熔(rong)體特性(xing)變化而發生誤斷。

或者滅弧介(jie)質受(shou)(shou)到環境影響而(er)受(shou)(shou)潮導致(zhi)滅弧性能(neng)受(shou)(shou)損(sun)，分斷(duan)電流能(neng)力下降，在(zai)紅外(wai)檢測(ce)(ce)中(zhong)會表現為熔斷(duan)器和熔體表面的(de)溫度值(zhi)較(jiao)正常值(zhi)偏高(gao)，可(ke)以(yi)通過(guo)提取最高(gao)溫度值(zhi)，與相(xiang)鄰相(xiang)的(de)同類(lei)熔斷(duan)器進行比較(jiao)。可(ke)以(yi)通過(guo)超聲(sheng)波檢測(ce)(ce)技術來檢測(ce)(ce)熔斷(duan)器的(de)接線端子是否存(cun)在(zai)局部放(fang)電。

3、接觸器

交流接(jie)觸(chu)器由(you)于具備頻繁地接(jie)通或分(fen)(fen)斷(duan)交流電(dian)(dian)路(lu)的能力(li)而廣泛應用(yong)(yong)于風電(dian)(dian)變流器的網側、定子側以及預充電(dian)(dian)回路(lu)。如果在供電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)過(guo)高(gao)，操作過(guo)于頻繁，環(huan)境溫度過(guo)高(gao)，接(jie)觸(chu)器鐵(tie)(tie)心(xin)端面不平，接(jie)觸(chu)器動(dong)鐵(tie)(tie)心(xin)有(you)機械(xie)故(gu)障造成通電(dian)(dian)不吸(xi)合，接(jie)觸(chu)器內部觸(chu)頭(tou)接(jie)觸(chu)不良(liang)等情況下(xia)，會出現接(jie)觸(chu)器線圈過(guo)熱(re)或者觸(chu)點過(guo)熱(re)等現象，利用(yong)(yong)紅外熱(re)像儀可(ke)以對其內部發生的過(guo)熱(re)故(gu)障進行全面檢測，并(bing)通過(guo)所呈現的溫度場(chang)分(fen)(fen)布來進行定性分(fen)(fen)析(xi)甚至(zhi)定量診(zhen)斷(duan)。

同時(shi)(shi)由于風(feng)電機組(zu)在運行過(guo)程中(zhong)接(jie)觸(chu)(chu)(chu)器(qi)動作的頻繁(fan)性，其內部(bu)觸(chu)(chu)(chu)點在斷開(kai)與(yu)閉合時(shi)(shi)也會(hui)(hui)引起氣隙(xi)的頻繁(fan)擊穿(chuan)甚至(zhi)產生火花(hua)，當累(lei)積到一定(ding)程度時(shi)(shi)就會(hui)(hui)造成高溫(wen)燒蝕而損(sun)傷，嚴重時(shi)(shi)會(hui)(hui)導致(zhi)接(jie)觸(chu)(chu)(chu)器(qi)被燒毀甚至(zhi)引發電氣火災。可以(yi)通過(guo)超聲波探測儀監測這些肉眼(yan)難以(yi)察覺的放電火花(hua)，并精確地定(ding)位(wei)放電部(bu)位(wei)并明確缺陷類型，為接(jie)觸(chu)(chu)(chu)器(qi)的狀(zhuang)態檢(jian)修提(ti)供有力(li)的數據指(zhi)導。

4、電阻器

風(feng)電(dian)(dian)變流器(qi)中為了(le)(le)防止主(zhu)接觸器(qi)閉合后直流母線的(de)支撐電(dian)(dian)容(rong)瞬間短(duan)路(lu)，通(tong)常設置了(le)(le)預充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)阻(zu)用于(yu)直流母線預充(chong)電(dian)(dian)；同時，為了(le)(le)保障風(feng)電(dian)(dian)機(ji)組在電(dian)(dian)壓跌落(luo)的(de)一定范圍內(nei)能夠不間斷(duan)(duan)并(bing)網(wang)運行，低(di)電(dian)(dian)壓穿越回路(lu)上通(tong)常配置Crowbar電(dian)(dian)阻(zu)用來平衡有功(gong)并(bing)保護機(ji)組。如果電(dian)(dian)阻(zu)器(qi)內(nei)部(bu)出現接觸不良，或者(zhe)引線松動(dong)、脫(tuo)落(luo)甚至斷(duan)(duan)裂等(deng)造(zao)成(cheng)阻(zu)值變化或者(zhe)斷(duan)(duan)路(lu)時都會呈現出熱效應的(de)非正(zheng)常現象，可(ke)以通(tong)過紅外熱成(cheng)像技術檢測出其(qi)是否正(zheng)常。

5、電抗器

在(zai)風電變流器(qi)的網側(ce)和(he)機側(ce)都存在(zai)電抗器(qi)，在(zai)實際運行(xing)過程中(zhong)，電路的過流和(he)過壓(ya)等(deng)(deng)都可能導致電抗器(qi)的損(sun)壞。數據統計(ji)表(biao)明，電抗器(qi)的高溫(wen)部(bu)(bu)位往往就(jiu)是其相對(dui)(dui)薄弱的易(yi)損(sun)部(bu)(bu)位，這主(zhu)要是因為溫(wen)度相對(dui)(dui)于(yu)振動、電應力等(deng)(deng)內部(bu)(bu)因素(su)以及有害氣(qi)體、潮(chao)(chao)濕、灰塵等(deng)(deng)外部(bu)(bu)環境因素(su)對(dui)(dui)其絕緣材(cai)料和(he)絕緣結構劣化所起(qi)的影響更占主(zhu)導性(xing)，由此可以通過紅外熱成像技術檢測(ce)其溫(wen)度分(fen)布(bu)來進行(xing)預測(ce)性(xing)評估。此外，電抗器(qi)繞組絕緣破損(sun)或受潮(chao)(chao)引起(qi)的漏電現象還可以通過超聲波檢測(ce)進行(xing)提(ti)前預警。

6、電容器

濾波電(dian)(dian)容和(he)直流(liu)(liu)(liu)母(mu)線電(dian)(dian)容是風(feng)電(dian)(dian)變流(liu)(liu)(liu)器(qi)中的主(zhu)要電(dian)(dian)容器(qi)件，其主(zhu)要失效模式表(biao)現為(wei)電(dian)(dian)容值下降(jiang)和(he)漏(lou)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)過(guo)大(da)。在正(zheng)常工作(zuo)溫度和(he)運行(xing)電(dian)(dian)壓條件下，其漏(lou)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)非常小，電(dian)(dian)容器(qi)發熱也極(ji)小；但如果電(dian)(dian)容器(qi)開始(shi)劣(lie)化(hua)時，其漏(lou)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)則會逐漸變大(da)，電(dian)(dian)容器(qi)發熱也明(ming)顯(xian)增大(da)。

由此利用紅外檢(jian)測(ce)技術監測(ce)其(qi)溫(wen)度分(fen)布規律和(he)變化趨勢可以檢(jian)測(ce)出電(dian)容器(qi)在漏(lou)電(dian)流超標時的(de)潛在故障(zhang)，從而有針對性(xing)地安排視情維修(xiu)以消除(chu)潛在故障(zhang)，在發生功能故障(zhang)之前(qian)進行預防性(xing)檢(jian)修(xiu)。對于電(dian)容器(qi)的(de)潛在故障(zhang)具體溫(wen)度范圍，可以結合實際工程應用進行歸(gui)納和(he)總結。

7、功率模塊

功率模塊是風電變流器最重要的(de)功(gong)(gong)率部件，但由于風電(dian)機組出力的(de)隨機性，其(qi)運行(xing)功(gong)(gong)率也(ye)(ye)會(hui)頻繁波動，在(zai)正常工況下(xia)功(gong)(gong)率模塊也(ye)(ye)長期(qi)承(cheng)受重復性的(de)結溫(wen)波動，當累積到一定程度時就會(hui)造(zao)成功(gong)(gong)率模塊失(shi)效，尤其(qi)是(shi)在(zai)過(guo)負荷、過(guo)電(dian)流或過(guo)電(dian)壓情(qing)況下(xia)，更是(shi)加速(su)其(qi)劣化(hua)，從而造(zao)成IGBT擊穿(chuan)或燒毀。

研究表明，隨著溫度(du)升高(gao)，功率模(mo)塊的(de)失(shi)效(xiao)率將會呈現指數增(zeng)(zeng)長的(de)趨(qu)(qu)勢。溫度(du)每升高(gao)10℃時(shi)，變流器(qi)失(shi)效(xiao)率會增(zeng)(zeng)大一倍以(yi)上。由此可(ke)以(yi)通(tong)過紅(hong)外熱成像(xiang)技(ji)術，將功率模(mo)塊運(yun)行情況下(xia)的(de)溫度(du)分布規律和(he)發展趨(qu)(qu)勢進行記錄(lu)分析。

8、電纜接頭

風電變流(liu)器的動力(li)電纜(lan)接(jie)頭眾多，鑒于(yu)現場相對(dui)惡劣的運行環境和(he)運維條件，經常會出(chu)現由(you)于(yu)電纜(lan)接(jie)頭部(bu)(bu)位(wei)(wei)的接(jie)觸不良而造成局(ju)部(bu)(bu)發熱異常。對(dui)于(yu)此類故(gu)(gu)障(zhang)，可以(yi)通過(guo)紅(hong)外檢測(ce)技術結合相對(dui)溫(wen)差法來定(ding)位(wei)(wei)故(gu)(gu)障(zhang)點(dian)甚(shen)至判斷(duan)其嚴重程度(du)。尤其是(shi)利用紅(hong)外熱圖像，可以(yi)直觀顯示出(chu)其具體(ti)過(guo)熱部(bu)(bu)位(wei)(wei)的準(zhun)確位(wei)(wei)置，以(yi)便于(yu)及時有效地排除(chu)故(gu)(gu)障(zhang)隱(yin)患。