一、風電變流器的維護與保養

風(feng)電變(bian)流(liu)器(qi)(qi)是(shi)風(feng)力發(fa)電行業的(de)(de)核心(xin)部件，作為(wei)電子(zi)設備(bei)(bei)，為(wei)確保(bao)其穩定(ding)運行，維(wei)護保(bao)養(yang)(yang)工作是(shi)必不可少的(de)(de)，其運行的(de)(de)好壞(huai)、周期的(de)(de)長短與維(wei)護質量息(xi)息(xi)相關，日常(chang)(chang)的(de)(de)巡查(cha)能及時發(fa)現問題，避免(mian)因變(bian)流(liu)器(qi)(qi)的(de)(de)異常(chang)(chang)導致設備(bei)(bei)的(de)(de)突發(fa)事故，從而減少設備(bei)(bei)財產損失和人員安全(quan)隱患。風(feng)電變(bian)流(liu)器(qi)(qi)的(de)(de)維(wei)護保(bao)養(yang)(yang)主要包括日常(chang)(chang)巡檢維(wei)護以及定(ding)期維(wei)護保(bao)養(yang)(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(du)大(da)等(deng)特殊的(de)自然(ran)環境(jing)要加大(da)檢查力度(du)，確保機(ji)器設備在標稱的(de)作業(ye)環境(jing)下(xia)工作。

（2）日常(chang)巡檢(jian)(jian)時，應著重查看(kan)是(shi)否(fou)出現異(yi)(yi)常(chang)聲響或(huo)震(zhen)動、冷卻(que)系統(tong)是(shi)否(fou)正常(chang)、輔(fu)助電子元器件工(gong)作(zuo)是(shi)否(fou)穩定，并制作(zuo)完備(bei)的(de)點檢(jian)(jian)表(biao)，避免漏檢(jian)(jian)設備(bei)。如果(guo)出現異(yi)(yi)常(chang)或(huo)者故障(zhang)苗頭(tou)，應及時根據情(qing)況采取有針對性(xing)的(de)措(cuo)施。不能處理(li)完成或(huo)無法處理(li)的(de)異(yi)(yi)常(chang)情(qing)況，應做(zuo)詳細的(de)說明(ming)記(ji)錄和(he)說明(ming)，并做(zuo)好交接和(he)逐級報(bao)告，避免異(yi)(yi)常(chang)的(de)持續和(he)惡化。

（3）檢查風電變(bian)流器運行電流、電壓(ya)等是(shi)否符(fu)合(he)標準。針(zhen)對風電變(bian)流器輸出(chu)電流超過額定電流10%的異(yi)常情形應及時記(ji)錄并找到其原因，予以解(jie)決。

（4）針對停運時間(jian)較(jiao)長(chang)的設備進行維(wei)護保養時，必(bi)須先進行帶電靜態試驗，以確保機內主回路濾波(bo)電容器(qi)特性恢(hui)復正常(chang)。

（5）日常維護保養需(xu)檢測設備絕(jue)緣材料的(de)電阻(zu)值，發現異常需(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

風電變流器的保養工作應(ying)根(gen)據(ju)其(qi)內部元器件維護(hu)周(zhou)期進(jin)行(xing)以(yi)下定期的維護(hu)：

（1）針(zhen)對(dui)風(feng)電變(bian)流器空(kong)氣過濾網進行(xing)檢(jian)查，根據情況進行(xing)必(bi)要的清洗或者更換。

（2）針對(dui)冷卻(que)風扇進(jin)行清潔、吹灰、打機油等維護(hu)保養工作。

（3）電路部件的檢測，發(fa)現(xian)出(chu)現(xian)變形(xing)、漏液等(deng)異(yi)常(chang)情形(xing)應及(ji)時予以更換和處理。

（4）針(zhen)對各(ge)緊(jin)固件(jian)進行加固處理。

（5）排(pai)查功率模塊(kuai)電容的運行情況(kuang)。如(ru)發現需要拆裝維護處(chu)理，需先拆除直流母排(pai)鏈接(jie)(jie)螺(luo)栓、接(jie)(jie)地螺(luo)栓和驅動線(xian)，然后針對其灰塵(chen)要進(jin)行專業除塵(chen)處(chu)理；并(bing)排(pai)查其連接(jie)(jie)點是否(fou)出現放電情形。

（6）濾波電(dian)容(rong)器檢查(cha)保(bao)養。用萬用表連接(jie)接(jie)點，觀測其電(dian)容(rong)值(zhi)是否超出(chu)標稱值(zhi)。如(ru)果(guo)超標，則需要更換電(dian)容(rong)已確保(bao)變流器的正常、平穩工作。

二、風電變流器預防性維護檢測方案

風(feng)電(dian)變流器(qi)中每個器(qi)件在系統(tong)中的(de)(de)任(ren)務和功能不一樣(yang)，使得其動作頻次和工作負荷(he)都(dou)不相(xiang)同，對系統(tong)的(de)(de)重要程度(du)也(ye)不一樣(yang)，出(chu)現故障時(shi)對系統(tong)影(ying)響也(ye)不相(xiang)同。經研(yan)究分析直驅風(feng)電(dian)機(ji)組和雙饋風(feng)電(dian)機(ji)組的(de)(de)變流器(qi)主(zhu)回路(lu)，結合上述紅外檢(jian)測技術和超聲(sheng)波檢(jian)測技術的(de)(de)成熟度(du)和可行性，重點檢(jian)測以(yi)下部件：

1、斷路器

主(zhu)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)器是風電機組(zu)與電網線路(lu)(lu)連(lian)接的核(he)心(xin)保護器件，對整個機組(zu)起(qi)到安全保護作用(yong)。目前主(zhu)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)器基本(ben)具(ju)備(bei)計(ji)數功(gong)能，但(dan)由(you)于斷(duan)(duan)路(lu)(lu)器在(zai)故障時會帶大電流分(fen)(fen)斷(duan)(duan)，導致(zhi)內部絕緣下降，動(dong)作次數只能作為參考，可以通(tong)過(guo)紅(hong)外(wai)技術檢測(ce)其內部動(dong)靜觸頭(tou)及外(wai)部接頭(tou)處的溫度分(fen)(fen)布來判斷(duan)(duan)是否(fou)接觸不良，通(tong)過(guo)超聲波檢測(ce)技術檢測(ce)斷(duan)(duan)路(lu)(lu)器滅弧室是否(fou)存在(zai)局部放電。

2、熔斷器

風電變(bian)流(liu)器(qi)的預充電回路、直流(liu)母線回路以及卸荷(he)回路等(deng)多處(chu)串接有熔斷器(qi)，主要用于在過電壓、過電流(liu)或(huo)過負(fu)荷(he)發(fa)熱時通過快速熔斷來防止故障擴散。如果熔斷器(qi)使用時間(jian)過久，因(yin)鹽(yan)霧腐蝕、臟污(wu)氧化或(huo)溫度變(bian)化等(deng)使熔體特性變(bian)化而發(fa)生誤斷。

或(huo)者滅(mie)弧(hu)介質受到(dao)環境影響而受潮導致滅(mie)弧(hu)性能(neng)受損，分(fen)斷(duan)電(dian)流(liu)能(neng)力下降，在紅外檢(jian)測中會表現為熔斷(duan)器(qi)(qi)和熔體表面的溫(wen)度值(zhi)(zhi)較正常值(zhi)(zhi)偏高，可以通(tong)過(guo)提(ti)取最高溫(wen)度值(zhi)(zhi)，與相(xiang)鄰相(xiang)的同類熔斷(duan)器(qi)(qi)進行比較。可以通(tong)過(guo)超(chao)聲波檢(jian)測技術來檢(jian)測熔斷(duan)器(qi)(qi)的接線端(duan)子是否存在局部放電(dian)。

3、接觸器

交流(liu)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)器(qi)由于具備頻繁(fan)地接(jie)(jie)通(tong)或(huo)分斷交流(liu)電(dian)(dian)(dian)路的能(neng)力而廣泛應(ying)用(yong)于風(feng)電(dian)(dian)(dian)變流(liu)器(qi)的網側(ce)、定子側(ce)以(yi)及預充電(dian)(dian)(dian)回路。如果在(zai)供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓過(guo)(guo)高(gao)，操作過(guo)(guo)于頻繁(fan)，環(huan)境溫度(du)過(guo)(guo)高(gao)，接(jie)(jie)觸(chu)(chu)器(qi)鐵心端(duan)面不(bu)(bu)平，接(jie)(jie)觸(chu)(chu)器(qi)動鐵心有機械故(gu)(gu)障(zhang)造成通(tong)電(dian)(dian)(dian)不(bu)(bu)吸合，接(jie)(jie)觸(chu)(chu)器(qi)內部(bu)觸(chu)(chu)頭(tou)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)不(bu)(bu)良等情(qing)況下，會出現(xian)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)器(qi)線圈過(guo)(guo)熱(re)(re)或(huo)者觸(chu)(chu)點過(guo)(guo)熱(re)(re)等現(xian)象，利用(yong)紅外熱(re)(re)像儀可以(yi)對其內部(bu)發生的過(guo)(guo)熱(re)(re)故(gu)(gu)障(zhang)進行(xing)(xing)全面檢測，并通(tong)過(guo)(guo)所(suo)呈現(xian)的溫度(du)場分布來進行(xing)(xing)定性分析(xi)甚至定量診斷。

同時(shi)由于風電(dian)(dian)機組在運行過程(cheng)中接觸(chu)(chu)器(qi)動(dong)作(zuo)的(de)頻繁(fan)性，其內部觸(chu)(chu)點在斷開與閉合時(shi)也會(hui)引(yin)起氣(qi)隙的(de)頻繁(fan)擊穿甚(shen)至(zhi)(zhi)產生火花，當累積(ji)到一(yi)定程(cheng)度時(shi)就會(hui)造成高溫燒(shao)蝕而損傷，嚴重時(shi)會(hui)導致接觸(chu)(chu)器(qi)被(bei)燒(shao)毀甚(shen)至(zhi)(zhi)引(yin)發電(dian)(dian)氣(qi)火災。可(ke)以(yi)通過超聲波(bo)探測儀監測這些肉眼難以(yi)察(cha)覺的(de)放(fang)電(dian)(dian)火花，并精確(que)地定位(wei)放(fang)電(dian)(dian)部位(wei)并明確(que)缺陷(xian)類型(xing)，為接觸(chu)(chu)器(qi)的(de)狀態檢(jian)修提供有力的(de)數據指導。

4、電阻器

風電(dian)(dian)變(bian)流(liu)器(qi)(qi)(qi)中為了(le)防止(zhi)主接觸器(qi)(qi)(qi)閉合(he)后直流(liu)母線(xian)的(de)支撐電(dian)(dian)容(rong)瞬間短路(lu)，通常(chang)(chang)設置了(le)預(yu)充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)阻(zu)用于直流(liu)母線(xian)預(yu)充(chong)電(dian)(dian)；同時，為了(le)保障風電(dian)(dian)機組(zu)在電(dian)(dian)壓跌(die)落的(de)一定(ding)范圍內(nei)能(neng)夠不(bu)間斷并網(wang)運行，低電(dian)(dian)壓穿越回(hui)路(lu)上通常(chang)(chang)配置Crowbar電(dian)(dian)阻(zu)用來平衡有功并保護機組(zu)。如果電(dian)(dian)阻(zu)器(qi)(qi)(qi)內(nei)部出(chu)現接觸不(bu)良，或者(zhe)引(yin)線(xian)松(song)動、脫(tuo)落甚至斷裂等造(zao)成阻(zu)值變(bian)化或者(zhe)斷路(lu)時都會呈現出(chu)熱效應的(de)非正常(chang)(chang)現象，可以通過紅外熱成像技術(shu)檢測(ce)出(chu)其是(shi)否正常(chang)(chang)。

5、電抗器

在風電變流器(qi)的(de)(de)網側和(he)(he)機側都存在電抗(kang)器(qi)，在實際運行(xing)過(guo)(guo)程中，電路的(de)(de)過(guo)(guo)流和(he)(he)過(guo)(guo)壓等都可(ke)(ke)(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)電抗(kang)器(qi)的(de)(de)損(sun)壞。數(shu)據統計表明，電抗(kang)器(qi)的(de)(de)高溫部(bu)位(wei)(wei)往(wang)往(wang)就是(shi)其(qi)相對(dui)(dui)薄弱(ruo)的(de)(de)易損(sun)部(bu)位(wei)(wei)，這主要是(shi)因為溫度相對(dui)(dui)于振動、電應(ying)力等內(nei)部(bu)因素以(yi)(yi)及有害(hai)氣(qi)體、潮濕、灰塵等外部(bu)環境因素對(dui)(dui)其(qi)絕緣(yuan)材料和(he)(he)絕緣(yuan)結構劣化所起的(de)(de)影響更占主導(dao)性，由此可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)通(tong)過(guo)(guo)紅外熱成像技(ji)術檢(jian)(jian)測(ce)其(qi)溫度分布來進(jin)行(xing)預(yu)測(ce)性評估。此外，電抗(kang)器(qi)繞組絕緣(yuan)破損(sun)或受潮引起的(de)(de)漏電現(xian)象還可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)通(tong)過(guo)(guo)超(chao)聲波(bo)檢(jian)(jian)測(ce)進(jin)行(xing)提前(qian)預(yu)警。

6、電容器

濾波電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)和直流母線電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)是風電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)變(bian)流器中(zhong)的主要電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器件(jian)，其主要失效(xiao)模式(shi)表現為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)值(zhi)下降和漏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流過大。在正(zheng)常(chang)工作溫度和運(yun)行電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓條(tiao)件(jian)下，其漏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流非(fei)常(chang)小(xiao)(xiao)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器發熱(re)也極小(xiao)(xiao)；但(dan)如果電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器開(kai)始(shi)劣化(hua)時，其漏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流則會(hui)逐漸變(bian)大，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器發熱(re)也明顯(xian)增(zeng)大。

由此(ci)利用紅外檢(jian)測技(ji)術(shu)監測其溫度(du)分布規律和變(bian)化趨勢可以(yi)(yi)檢(jian)測出電(dian)容器(qi)在(zai)漏電(dian)流超標(biao)時的潛(qian)在(zai)故(gu)(gu)障(zhang)，從而(er)有(you)針對性地安排視情維修以(yi)(yi)消除潛(qian)在(zai)故(gu)(gu)障(zhang)，在(zai)發生(sheng)功能故(gu)(gu)障(zhang)之(zhi)前進行(xing)預(yu)防性檢(jian)修。對于(yu)電(dian)容器(qi)的潛(qian)在(zai)故(gu)(gu)障(zhang)具體溫度(du)范圍，可以(yi)(yi)結(jie)合實(shi)際工程(cheng)應用進行(xing)歸納(na)和總結(jie)。

7、功率模塊

功率模塊是風電變流器最重要(yao)的(de)功(gong)率(lv)部件(jian)，但由(you)于(yu)風電機組出(chu)力的(de)隨(sui)機性(xing)，其(qi)運行功(gong)率(lv)也會頻繁波(bo)動(dong)，在正常工況(kuang)下功(gong)率(lv)模(mo)塊也長期(qi)承受重復(fu)性(xing)的(de)結溫波(bo)動(dong)，當累積到一定(ding)程度時(shi)就會造成(cheng)功(gong)率(lv)模(mo)塊失效，尤其(qi)是在過負荷、過電流或(huo)過電壓情況(kuang)下，更是加速(su)其(qi)劣化，從(cong)而造成(cheng)IGBT擊穿或(huo)燒毀。

研究表(biao)明(ming)，隨著溫度升高，功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)的(de)失效(xiao)率(lv)將(jiang)會呈現指(zhi)數增長的(de)趨(qu)勢。溫度每升高10℃時，變流器失效(xiao)率(lv)會增大一倍(bei)以(yi)上(shang)。由此可以(yi)通過紅外(wai)熱成像技術，將(jiang)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)運行(xing)情況下的(de)溫度分布規律(lv)和發(fa)展趨(qu)勢進(jin)行(xing)記錄分析。

8、電纜接頭

風電(dian)變流(liu)器的(de)(de)動力(li)電(dian)纜接頭眾多，鑒(jian)于現場相(xiang)對惡劣的(de)(de)運行環境(jing)和運維條件，經常(chang)會出(chu)現由于電(dian)纜接頭部(bu)位的(de)(de)接觸不良而造成局部(bu)發熱(re)異常(chang)。對于此類故障(zhang)(zhang)，可(ke)以(yi)通過紅外檢測技術結(jie)合相(xiang)對溫差法來定位故障(zhang)(zhang)點甚至判斷其(qi)嚴重程(cheng)度(du)。尤(you)其(qi)是利(li)用(yong)紅外熱(re)圖像，可(ke)以(yi)直觀顯示出(chu)其(qi)具體過熱(re)部(bu)位的(de)(de)準(zhun)確位置，以(yi)便于及時(shi)有效地排除故障(zhang)(zhang)隱患。