一、風電變流器的維護與保養

風(feng)電變(bian)流器是(shi)風(feng)力發電行(xing)業的(de)核心部件，作(zuo)為電子設(she)備，為確(que)保(bao)其(qi)穩(wen)定運(yun)行(xing)，維護(hu)(hu)保(bao)養(yang)工作(zuo)是(shi)必(bi)不可(ke)少的(de)，其(qi)運(yun)行(xing)的(de)好(hao)壞、周(zhou)期的(de)長短(duan)與(yu)維護(hu)(hu)質量息息相關，日常(chang)的(de)巡(xun)查能及(ji)時發現問(wen)題，避免因(yin)變(bian)流器的(de)異常(chang)導致(zhi)設(she)備的(de)突發事故，從而減(jian)少設(she)備財產(chan)損失(shi)和人員安全隱患。風(feng)電變(bian)流器的(de)維護(hu)(hu)保(bao)養(yang)主要包括(kuo)日常(chang)巡(xun)檢維護(hu)(hu)以及(ji)定期維護(hu)(hu)保(bao)養(yang)兩部分：

1、風電變流器的日常巡檢和維護

（1）針對高溫、低溫、濕度(du)大等特殊的自(zi)然環(huan)境要加大檢查力度(du)，確(que)保機器設備在(zai)標稱的作業環(huan)境下工作。

（2）日常(chang)巡檢時(shi)，應(ying)著重查看是(shi)(shi)否出(chu)現異常(chang)聲(sheng)響或震動、冷卻系統是(shi)(shi)否正常(chang)、輔助電(dian)子元器件工(gong)作是(shi)(shi)否穩定，并(bing)(bing)制作完備的(de)(de)(de)點(dian)檢表，避(bi)(bi)免(mian)漏檢設備。如果(guo)出(chu)現異常(chang)或者故障苗(miao)頭，應(ying)及(ji)時(shi)根據情況采取(qu)有(you)針(zhen)對性的(de)(de)(de)措施。不能處理(li)完成(cheng)或無(wu)法處理(li)的(de)(de)(de)異常(chang)情況，應(ying)做詳細的(de)(de)(de)說明記錄和說明，并(bing)(bing)做好交接(jie)和逐(zhu)級報告，避(bi)(bi)免(mian)異常(chang)的(de)(de)(de)持(chi)續和惡化。

（3）檢查風電(dian)變流(liu)器運行電(dian)流(liu)、電(dian)壓等是(shi)否符合標準(zhun)。針(zhen)對風電(dian)變流(liu)器輸(shu)出電(dian)流(liu)超過(guo)額定電(dian)流(liu)10%的異常情形應及時(shi)記錄(lu)并找到其原因，予以解(jie)決。

（4）針(zhen)對停運時(shi)間(jian)較長的設備進行維護保(bao)(bao)養時(shi)，必須先進行帶電靜態試驗，以確保(bao)(bao)機內主回路濾波電容器(qi)特性恢復正常。

（5）日常維護(hu)保(bao)養需檢測(ce)設備絕緣材料的電(dian)阻值，發現異(yi)常需要(yao)先進(jin)行干燥處理。

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2、定期維護保養風電變流器

風(feng)電變流器的(de)保(bao)養(yang)工作應根據(ju)其內部元器件維護周期(qi)進行以下定期(qi)的(de)維護：

（1）針對風電(dian)變流器空氣過濾網進(jin)行檢查，根據情況進(jin)行必要的(de)清洗或者更換。

（2）針對冷卻風(feng)扇進行清潔、吹(chui)灰、打機油等維護保養工作。

（3）電路部件的檢測，發(fa)現(xian)出現(xian)變形、漏(lou)液等(deng)異常情形應(ying)及時予以更換(huan)和處理。

（4）針對各緊(jin)固(gu)件進行加固(gu)處(chu)理(li)。

（5）排(pai)查(cha)功率模塊電容的運行(xing)情況。如發現需(xu)要拆裝維護(hu)處理(li)，需(xu)先拆除直(zhi)流母排(pai)鏈接螺(luo)栓、接地螺(luo)栓和驅(qu)動線，然后針對其灰塵(chen)(chen)要進行(xing)專業除塵(chen)(chen)處理(li)；并(bing)排(pai)查(cha)其連接點是否出現放電情形。

（6）濾波電容(rong)器檢查保養。用萬(wan)用表連接接點，觀測其(qi)電容(rong)值是否(fou)超(chao)出標稱值。如果超(chao)標，則(ze)需要(yao)更換電容(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

風電(dian)變流器(qi)中(zhong)(zhong)每個(ge)器(qi)件在系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)的(de)任務和功能不(bu)(bu)一樣，使(shi)得其(qi)動作頻次和工(gong)作負荷都不(bu)(bu)相同，對(dui)系(xi)統(tong)(tong)的(de)重要程(cheng)度也不(bu)(bu)一樣，出現(xian)故障時對(dui)系(xi)統(tong)(tong)影響也不(bu)(bu)相同。經研究(jiu)分(fen)析直驅(qu)風電(dian)機組(zu)和雙饋風電(dian)機組(zu)的(de)變流器(qi)主(zhu)回路，結(jie)合上述紅外檢測技(ji)(ji)術和超聲波檢測技(ji)(ji)術的(de)成(cheng)熟度和可行性(xing)，重點檢測以下部件：

1、斷路器

主斷(duan)路(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)是風(feng)電(dian)(dian)機組與(yu)電(dian)(dian)網線路(lu)(lu)(lu)連接(jie)(jie)的(de)核心(xin)保護器(qi)(qi)件，對(dui)整(zheng)個機組起到安全保護作用。目前(qian)主斷(duan)路(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)基本具(ju)備(bei)計(ji)數功能，但(dan)由于(yu)斷(duan)路(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)在(zai)(zai)故(gu)障時會帶大電(dian)(dian)流分(fen)斷(duan)，導(dao)致內部(bu)絕(jue)緣下降，動作次數只能作為參考，可以通過紅外技術(shu)檢(jian)測(ce)其內部(bu)動靜觸頭(tou)及外部(bu)接(jie)(jie)頭(tou)處的(de)溫度分(fen)布(bu)來(lai)判斷(duan)是否(fou)接(jie)(jie)觸不良，通過超(chao)聲波(bo)檢(jian)測(ce)技術(shu)檢(jian)測(ce)斷(duan)路(lu)(lu)(lu)器(qi)(qi)滅弧室是否(fou)存在(zai)(zai)局部(bu)放電(dian)(dian)。

2、熔斷器

風電(dian)變流(liu)器的(de)預充電(dian)回路(lu)(lu)、直流(liu)母線回路(lu)(lu)以(yi)及卸荷(he)(he)回路(lu)(lu)等多處串接有熔(rong)(rong)斷(duan)器，主要(yao)用(yong)于在(zai)過電(dian)壓、過電(dian)流(liu)或(huo)過負荷(he)(he)發熱時通(tong)過快速熔(rong)(rong)斷(duan)來防止故障擴散。如果熔(rong)(rong)斷(duan)器使用(yong)時間過久(jiu)，因鹽霧腐蝕(shi)、臟污氧(yang)化或(huo)溫(wen)度變化等使熔(rong)(rong)體特性變化而發生誤斷(duan)。

或者滅弧(hu)介(jie)質受到環境(jing)影響而受潮(chao)導(dao)致滅弧(hu)性能受損，分(fen)斷電(dian)流能力(li)下降，在(zai)紅外檢(jian)(jian)(jian)測中會(hui)表(biao)現為(wei)熔(rong)斷器和(he)熔(rong)體(ti)表(biao)面的(de)溫(wen)(wen)度(du)值(zhi)較正常值(zhi)偏高，可(ke)(ke)以(yi)通(tong)過提取最高溫(wen)(wen)度(du)值(zhi)，與相鄰相的(de)同(tong)類(lei)熔(rong)斷器進行(xing)比較。可(ke)(ke)以(yi)通(tong)過超(chao)聲波檢(jian)(jian)(jian)測技(ji)術來檢(jian)(jian)(jian)測熔(rong)斷器的(de)接線端子是否存(cun)在(zai)局部放電(dian)。

3、接觸器

交(jiao)流接(jie)觸(chu)(chu)器由于具(ju)備(bei)頻繁(fan)地接(jie)通(tong)(tong)或分(fen)斷交(jiao)流電(dian)(dian)路的能(neng)力(li)而廣泛(fan)應用于風電(dian)(dian)變流器的網側(ce)(ce)、定(ding)子側(ce)(ce)以及(ji)預充電(dian)(dian)回路。如果(guo)在供電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓過(guo)高，操作過(guo)于頻繁(fan)，環境溫度過(guo)高，接(jie)觸(chu)(chu)器鐵(tie)心(xin)(xin)端面不(bu)平，接(jie)觸(chu)(chu)器動鐵(tie)心(xin)(xin)有機械(xie)故障造成(cheng)通(tong)(tong)電(dian)(dian)不(bu)吸合，接(jie)觸(chu)(chu)器內(nei)部觸(chu)(chu)頭(tou)接(jie)觸(chu)(chu)不(bu)良等(deng)情況下，會出(chu)現接(jie)觸(chu)(chu)器線圈過(guo)熱或者觸(chu)(chu)點過(guo)熱等(deng)現象，利用紅(hong)外熱像儀(yi)可(ke)以對其內(nei)部發生的過(guo)熱故障進行全面檢測(ce)，并通(tong)(tong)過(guo)所呈現的溫度場分(fen)布來進行定(ding)性分(fen)析甚至定(ding)量診斷。

同時(shi)由于(yu)風電(dian)機組在運行過程(cheng)(cheng)中接觸(chu)器動作的頻(pin)繁性，其(qi)內(nei)部(bu)觸(chu)點在斷開與閉合(he)時(shi)也(ye)會引起氣隙的頻(pin)繁擊穿甚至(zhi)產生火(huo)花，當累(lei)積到(dao)一定程(cheng)(cheng)度(du)時(shi)就(jiu)會造成高溫(wen)燒蝕(shi)而損傷，嚴重時(shi)會導致接觸(chu)器被燒毀甚至(zhi)引發電(dian)氣火(huo)災。可以(yi)通過超(chao)聲波探(tan)測儀監(jian)測這(zhe)些肉眼難以(yi)察覺(jue)的放電(dian)火(huo)花，并(bing)精確(que)地定位放電(dian)部(bu)位并(bing)明確(que)缺陷類型，為接觸(chu)器的狀態檢修提供(gong)有力的數據指導。

4、電阻器

風電變流器中為了(le)(le)(le)防(fang)止主接(jie)觸(chu)器閉合(he)后直(zhi)流母(mu)線(xian)的支(zhi)撐電容瞬間短路，通(tong)常(chang)(chang)設置了(le)(le)(le)預充電電阻(zu)用于(yu)直(zhi)流母(mu)線(xian)預充電；同時，為了(le)(le)(le)保障風電機組在電壓(ya)(ya)跌落的一定范圍內能(neng)夠不間斷并(bing)網運行(xing)，低電壓(ya)(ya)穿越(yue)回路上(shang)通(tong)常(chang)(chang)配置Crowbar電阻(zu)用來平衡有功(gong)并(bing)保護機組。如果(guo)電阻(zu)器內部出現(xian)接(jie)觸(chu)不良，或者(zhe)引(yin)線(xian)松動、脫落甚至斷裂等造成阻(zu)值(zhi)變化或者(zhe)斷路時都會呈(cheng)現(xian)出熱(re)效應的非正常(chang)(chang)現(xian)象，可以通(tong)過紅外熱(re)成像技術(shu)檢測出其是(shi)否(fou)正常(chang)(chang)。

5、電抗器

在風電(dian)(dian)(dian)變流器的(de)網側(ce)和機側(ce)都存(cun)在電(dian)(dian)(dian)抗(kang)器，在實際運行過(guo)程中，電(dian)(dian)(dian)路的(de)過(guo)流和過(guo)壓等(deng)都可(ke)能導(dao)致電(dian)(dian)(dian)抗(kang)器的(de)損壞。數據統(tong)計表(biao)明，電(dian)(dian)(dian)抗(kang)器的(de)高溫(wen)部位(wei)往往就是其(qi)相對薄弱的(de)易損部位(wei)，這(zhe)主(zhu)要是因為(wei)溫(wen)度相對于(yu)振動、電(dian)(dian)(dian)應(ying)力等(deng)內部因素(su)以(yi)及有(you)害氣體(ti)、潮(chao)濕、灰塵等(deng)外(wai)部環境因素(su)對其(qi)絕(jue)緣材料(liao)和絕(jue)緣結構劣化(hua)所起(qi)的(de)影響(xiang)更占主(zhu)導(dao)性(xing)，由此可(ke)以(yi)通過(guo)紅外(wai)熱(re)成像技術檢(jian)測其(qi)溫(wen)度分布來進行預測性(xing)評估。此外(wai)，電(dian)(dian)(dian)抗(kang)器繞組絕(jue)緣破(po)損或受(shou)潮(chao)引起(qi)的(de)漏(lou)電(dian)(dian)(dian)現象(xiang)還可(ke)以(yi)通過(guo)超聲波檢(jian)測進行提前預警(jing)。

6、電容器

濾(lv)波電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)和直流(liu)母(mu)線電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)是風(feng)電(dian)(dian)變流(liu)器(qi)中的主要電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)件，其主要失效模(mo)式表現(xian)為電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)值下降(jiang)和漏電(dian)(dian)流(liu)過大(da)(da)(da)。在正常工(gong)作溫(wen)度和運行電(dian)(dian)壓條(tiao)件下，其漏電(dian)(dian)流(liu)非常小，電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)發(fa)熱(re)也(ye)極小；但如(ru)果電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)開始劣化時，其漏電(dian)(dian)流(liu)則會逐漸(jian)變大(da)(da)(da)，電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)發(fa)熱(re)也(ye)明顯增大(da)(da)(da)。

由此利用紅(hong)外檢測(ce)技術監測(ce)其溫度(du)(du)分布規律和變化趨勢可(ke)以檢測(ce)出電容(rong)器在漏電流超標時的潛(qian)在故障(zhang)，從(cong)而有針對性地安排視情維修以消除潛(qian)在故障(zhang)，在發生功能(neng)故障(zhang)之(zhi)前進行(xing)(xing)預(yu)防(fang)性檢修。對于(yu)電容(rong)器的潛(qian)在故障(zhang)具(ju)體溫度(du)(du)范圍，可(ke)以結(jie)合實(shi)際工程應用進行(xing)(xing)歸納和總結(jie)。

7、功率模塊

功率模塊是風電變流器最(zui)重(zhong)要的功率(lv)(lv)部(bu)件(jian)，但由于(yu)風電機組(zu)出(chu)力的隨機性，其運行功率(lv)(lv)也會(hui)頻繁波動，在(zai)正常工(gong)況下功率(lv)(lv)模塊也長期承受(shou)重(zhong)復性的結(jie)溫波動，當累積到(dao)一定程度時(shi)就會(hui)造成(cheng)功率(lv)(lv)模塊失(shi)效，尤(you)其是在(zai)過(guo)負荷、過(guo)電流或過(guo)電壓情(qing)況下，更是加(jia)速其劣化，從而造成(cheng)IGBT擊穿(chuan)或燒毀(hui)。

研究表明(ming)，隨著(zhu)溫(wen)度(du)升高(gao)(gao)，功率模塊的失效(xiao)(xiao)率將會(hui)呈現指數增長的趨(qu)勢。溫(wen)度(du)每(mei)升高(gao)(gao)10℃時(shi)，變流器(qi)失效(xiao)(xiao)率會(hui)增大(da)一倍以(yi)上。由此(ci)可(ke)以(yi)通(tong)過紅(hong)外熱成像技術，將功率模塊運行(xing)情(qing)況下的溫(wen)度(du)分布(bu)規(gui)律和發展趨(qu)勢進(jin)行(xing)記錄(lu)分析。

8、電纜接頭

風電變(bian)流器的動力電纜接(jie)頭(tou)(tou)眾多，鑒于現(xian)場相對(dui)惡(e)劣的運行環境和運維條件，經常會出現(xian)由于電纜接(jie)頭(tou)(tou)部(bu)位(wei)的接(jie)觸不良而造(zao)成(cheng)局部(bu)發熱異常。對(dui)于此類(lei)故障(zhang)，可以通過(guo)紅(hong)外檢測(ce)技術結合相對(dui)溫差法來定位(wei)故障(zhang)點甚至判斷其(qi)嚴重(zhong)程(cheng)度(du)。尤其(qi)是利用紅(hong)外熱圖像，可以直觀(guan)顯(xian)示出其(qi)具體過(guo)熱部(bu)位(wei)的準確(que)位(wei)置(zhi)，以便于及時有效地排除故障(zhang)隱(yin)患。