风力发电机变流器故障的分析与改进

风力发电机变流器故障的分析与改进

陈文超

中国水电顾问集团姚安新能源开发有限公司 云南省楚雄州姚安县 675300

摘要：针对风力发电机变流器故障中数量较多的风扇损坏故障,进行拆解检查,并进行故障树分析.在分析中,确定了故障树中的顶事件和最小割集重要底事件,对重要底事件进行评分,进而制订相应的改进方案.实施改进方案后,取得了良好的改进效果

关键词：风力；发电机；变流器；故障；分析；改进

风力发电做为我国电力市场发展中的重要组成部分，风力发电不仅能够减少对环境的污染，同时可以实现能源可再生。风力发电机是风力发电的主要设备，但风力发电机组中的变流器在使用过程中，经常会出现不同故障问题。故障问题的出现，会影响发电效果，以及电力的提供。在此背景下，要对风力发电机变流器故障问题进行有效处理，确保变流器的安全稳定运行。所以，本文将针对风力发电机变流器故障的分析与改进相应内容进行阐述。

一、风力发电机组变流器故障的现状
不同供应商提供的变流器产品，在故障模式上存在一定差异。因此，在变流器产品的选择中要对装机占比问题、故障占比问题进行分析与了解。通过对变流器故障的分析与了解，其中经常出现的故障类型有部件故障、冷却故障、切入故障以及发动机转速故障等。通过对变流器部件故障实际情况的分析与了解，其中风扇损坏故障占据较大比例，比如，侧门风扇故障、离心风扇故障、循环风扇故障等。总的来说，变流器故障问题的出现，会给风力发电机的安全稳定运行产生影响。因此，对于变流器的故障问题需要电厂运行人员加强重视程度，根据故障情况给出相应解决措施。避免因为变流器故障，影响风力发电机的正常运行。

二、风力发电机组变流器故障的分析与改进研究　　

2.1风力发电机变流器故障表现与原因　　

对于引发变流器故障的原因进行总结分析，主要为：

（1）环境因素，风力发电机组及变流器使用期间，如果不重视设备使用的环境条件，直接在恶劣的环境之中使用发电机及变流器，那么会导致变流器受到环境因素影响进而发生故障，影响发电工作的生产开展。尤其是设备存放环境属于高温高热环境，而且附近有着较多的油渍残留、灰尘堆积、电磁干扰干重时，更会导致风力发电机变流器出现故障，变流器装置本身的性能会显著的降低；

（2）变流器本身，如果风力发电场的风电机组使用了质量不达标的变流器，或者在安装变流器过程中，未做好变流器与相关附件的连接处理，引发了元件接触不良的情况，那么会导致这些变流器在实际应用中发生故障，影响风力发电机的正常运行使用，参考当前诸多学者关于风力发电机变流器故障处理的研究文章，可以了解到绝缘栅双极晶体管在风力发电机使用过程中容易发生故障，原因在于此种元件工作期间受到两端异常电压、电流的影响，使得元件温度会显著的提高，如果温度迟迟无法降低至要求的范围内，而且元件工作时的运行效率参照集电极功耗最大值，有着明显的超出情况，说明该晶体管使用期间容易发生烧毁问题；

（3）电网故障因素，该因素也作为导致风力发电机发生变流器故障的关键原因之一。风力发电机组运行期间，如果发生了电网故障，那么发电厂的电能将无法有效输送到电网用电侧，进而使得输出侧、用电侧区域的电压水平和之前相比较有着非常明显的提高，如果发电机无法承受该情况，易导致风力发电机发生故障问题，随之变流器也会受到影响进而发生损坏问题，使得风力发电工作开展质量及效率大受影响。　　

2.2风力发电机变流器故障的诊断处理　　

由于变流器在风力发电机组运行期间体现的价值高且变流器故障发生后产生的危害非常大，那么风力发电场运行人员要对当前常用的几种检查风力发电机组变流器故障的方法要进行有效地学习研究并加以利用，保证各项故障问题得到及时有效地解决与排除，最终使得风力发电机变流器可以良好的发挥其作用，进一步提升变流器在发电机组运行期间的使用有效性。　　

首先是断路故障，该故障在风力发电机运行时的发生率较高，对其进行诊断检查时需要采用先进的小波包分析法，依托该种方法能够对变流器整体运行情况进行全面检查，帮助技术人员尽快确定变流器断路故障所在位置，提高了检查装置断路故障的有效性。基于小波包分析法进行风力发电机断路故障检查处理时，需要工作人员提前对于背靠式双脉冲宽度调制变流器的组成部分、运行原理及调制特性等内容进行研究，之后对于变流器工作期间输出电压细节信号表现，综合相应的信号，来对变流器的断路故障发生与否及严重性做最终明确，其中在故障明确过程中发挥着关键作用的为频谱幅值、相位特点、标幺均值等参数，以此能够将获取的相应信号及逆行分解处理，主要可以分为高频、低频信号及更细小的信号，技术人员通过各种细小信号提示的信息，可以及时找出故障，如果变流器发生了断路故障，那么检查过程中会显示直流侧输入电压信号异常情况，频谱上的频率也会发生相应的改变，最终经过频率是否达到标准规范的判断分析，可以准确定位断路故障发生区域，工作人员可迅速加以处理，避免故障继续恶化发展导致的变流器运行使用严重故障发生。　　

其次是短路故障，具体进行该种故障检查时，可以分为整体与局部的检测两种方法，其中对于该故障进行风力发电机的全局检测处理期间，需要使用传感器，该种方法为目前进行风力发电机变流器短路故障全局检查处理时使用率非常高的一项技术，实际应用期间主要可以对变流器短路故障进行良好的检出。分析传感器的应用情况，可知变流器使用故障排查期间，需要在该装置的直流侧相应位置处进行传感器的安装使用，之后传感器在工作过程中能够对直流侧电流变化情况进行直观且准确的检测，之后技术人员可以将检测得到的数据参数与此处标准参数进行比较分析，如果两者之间出现了较大的偏差，说明此处电流存在异常，出现了故障问题，然后工作人员继续缩短故障发生范围，找出短路故障的发生位置，采用有效地处理办法及时进行处理，可以保证变流器的此种故障发生风险得到了非常好的控制。同时对于变流器进行局部的短路故障检查处理期间，需要对发生故障的支路进行故障排查，实际进行检查操作时，需要技术人员对于各条支路工作情况进行全面的检查分析，确保相应的短路故障位置确定后，故障第一时间得到处理解决，但是此法应用效果和前一种全局检查方法进行应用效果的比较分析，发现该法存在着工作任务量重、失误率高、成本大等弊端，要求风力发电场可以在之后的风力发电机变流器使用过程中，充分认识到前一种基于传感器的全局故障检测分析方法应用的重要性，然后可以多进行传感器的使用，以期发电厂开展的发电机变流器短路故障检查工作能够高质量、高效率、低成本、无遗漏的进行，大大减轻技术人员的工作量，防止出现人为因素影响之下的短路故障未检出问题。

结论
  通过对上述的内容进行分析研究之后能够得出，风力发电场风力发电机组在运行使用期间，风力发电机组的变流器应要加强巡检维护，根据变流器频发的故障问题，进行深入的研究分析，并根据风电场的实际情况对其进行不断改进和优化，提出合理的预防改进措施，使其能够更加安全平稳运行，有效促进发电质量与效率的提升。
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窗体底端

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