一、風(fēng)電變流器的維護(hù)與保養(yǎng)

風(fēng)電變流器是風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的核心部件，作為電子設(shè)備，為確保其穩(wěn)定運(yùn)行，維護(hù)保養(yǎng)工作是必不可少的，其運(yùn)行的好壞、周期的長(zhǎng)短與維護(hù)質(zhì)量息息相關(guān)，日常的巡查能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免因變流器的異常導(dǎo)致設(shè)備的突發(fā)事故，從而減少設(shè)備財(cái)產(chǎn)損失和人員安全隱患。風(fēng)電變流器的維護(hù)保養(yǎng)主要包括日常巡檢維護(hù)以及定期維護(hù)保養(yǎng)兩部分：

1、風(fēng)電變流器的日常巡檢和維護(hù)

（1）針對(duì)高溫、低溫、濕度大等特殊的自然環(huán)境要加大檢查力度，確保機(jī)器設(shè)備在標(biāo)稱的作業(yè)環(huán)境下工作。

（2）日常巡檢時(shí)，應(yīng)著重查看是否出現(xiàn)異常聲響或震動(dòng)、冷卻系統(tǒng)是否正常、輔助電子元器件工作是否穩(wěn)定，并制作完備的點(diǎn)檢表，避免漏檢設(shè)備。如果出現(xiàn)異?；蛘吖收厦珙^，應(yīng)及時(shí)根據(jù)情況采取有針對(duì)性的措施。不能處理完成或無(wú)法處理的異常情況，應(yīng)做詳細(xì)的說(shuō)明記錄和說(shuō)明，并做好交接和逐級(jí)報(bào)告，避免異常的持續(xù)和惡化。

（3）檢查風(fēng)電變流器運(yùn)行電流、電壓等是否符合標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)風(fēng)電變流器輸出電流超過(guò)額定電流10%的異常情形應(yīng)及時(shí)記錄并找到其原因，予以解決。

（4）針對(duì)停運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，必須先進(jìn)行帶電靜態(tài)試驗(yàn)，以確保機(jī)內(nèi)主回路濾波電容器特性恢復(fù)正常。

（5）日常維護(hù)保養(yǎng)需檢測(cè)設(shè)備絕緣材料的電阻值，發(fā)現(xiàn)異常需要先進(jìn)行干燥處理。

2、定期維護(hù)保養(yǎng)風(fēng)電變流器

風(fēng)電變流器的保養(yǎng)工作應(yīng)根據(jù)其內(nèi)部元器件維護(hù)周期進(jìn)行以下定期的維護(hù)：

（1）針對(duì)風(fēng)電變流器空氣過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行檢查，根據(jù)情況進(jìn)行必要的清洗或者更換。

（2）針對(duì)冷卻風(fēng)扇進(jìn)行清潔、吹灰、打機(jī)油等維護(hù)保養(yǎng)工作。

（3）電路部件的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)變形、漏液等異常情形應(yīng)及時(shí)予以更換和處理。

（4）針對(duì)各緊固件進(jìn)行加固處理。

（5）排查功率模塊電容的運(yùn)行情況。如發(fā)現(xiàn)需要拆裝維護(hù)處理，需先拆除直流母排鏈接螺栓、接地螺栓和驅(qū)動(dòng)線，然后針對(duì)其灰塵要進(jìn)行專業(yè)除塵處理；并排查其連接點(diǎn)是否出現(xiàn)放電情形。

（6）濾波電容器檢查保養(yǎng)。用萬(wàn)用表連接接點(diǎn)，觀測(cè)其電容值是否超出標(biāo)稱值。如果超標(biāo)，則需要更換電容已確保變流器的正常、平穩(wěn)工作。

二、風(fēng)電變流器預(yù)防性維護(hù)檢測(cè)方案

風(fēng)電變流器中每個(gè)器件在系統(tǒng)中的任務(wù)和功能不一樣，使得其動(dòng)作頻次和工作負(fù)荷都不相同，對(duì)系統(tǒng)的重要程度也不一樣，出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)系統(tǒng)影響也不相同。經(jīng)研究分析直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組和雙饋風(fēng)電機(jī)組的變流器主回路，結(jié)合上述紅外檢測(cè)技術(shù)和超聲波檢測(cè)技術(shù)的成熟度和可行性，重點(diǎn)檢測(cè)以下部件：

1、斷路器

主斷路器是風(fēng)電機(jī)組與電網(wǎng)線路連接的核心保護(hù)器件，對(duì)整個(gè)機(jī)組起到安全保護(hù)作用。目前主斷路器基本具備計(jì)數(shù)功能，但由于斷路器在故障時(shí)會(huì)帶大電流分?jǐn)?，?dǎo)致內(nèi)部絕緣下降，動(dòng)作次數(shù)只能作為參考，可以通過(guò)紅外技術(shù)檢測(cè)其內(nèi)部動(dòng)靜觸頭及外部接頭處的溫度分布來(lái)判斷是否接觸不良，通過(guò)超聲波檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)斷路器滅弧室是否存在局部放電。

2、熔斷器

風(fēng)電變流器的預(yù)充電回路、直流母線回路以及卸荷回路等多處串接有熔斷器，主要用于在過(guò)電壓、過(guò)電流或過(guò)負(fù)荷發(fā)熱時(shí)通過(guò)快速熔斷來(lái)防止故障擴(kuò)散。如果熔斷器使用時(shí)間過(guò)久，因鹽霧腐蝕、臟污氧化或溫度變化等使熔體特性變化而發(fā)生誤斷。

或者滅弧介質(zhì)受到環(huán)境影響而受潮導(dǎo)致滅弧性能受損，分?jǐn)嚯娏髂芰ο陆担诩t外檢測(cè)中會(huì)表現(xiàn)為熔斷器和熔體表面的溫度值較正常值偏高，可以通過(guò)提取最高溫度值，與相鄰相的同類熔斷器進(jìn)行比較?？梢酝ㄟ^(guò)超聲波檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)熔斷器的接線端子是否存在局部放電。

3、接觸器

交流接觸器由于具備頻繁地接通或分?jǐn)嘟涣麟娐返哪芰Χ鴱V泛應(yīng)用于風(fēng)電變流器的網(wǎng)側(cè)、定子側(cè)以及預(yù)充電回路。如果在供電電壓過(guò)高，操作過(guò)于頻繁，環(huán)境溫度過(guò)高，接觸器鐵心端面不平，接觸器動(dòng)鐵心有機(jī)械故障造成通電不吸合，接觸器內(nèi)部觸頭接觸不良等情況下，會(huì)出現(xiàn)接觸器線圈過(guò)熱或者觸點(diǎn)過(guò)熱等現(xiàn)象，利用紅外熱像儀可以對(duì)其內(nèi)部發(fā)生的過(guò)熱故障進(jìn)行全面檢測(cè)，并通過(guò)所呈現(xiàn)的溫度場(chǎng)分布來(lái)進(jìn)行定性分析甚至定量診斷。

同時(shí)由于風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中接觸器動(dòng)作的頻繁性，其內(nèi)部觸點(diǎn)在斷開與閉合時(shí)也會(huì)引起氣隙的頻繁擊穿甚至產(chǎn)生火花，當(dāng)累積到一定程度時(shí)就會(huì)造成高溫?zé)g而損傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致接觸器被燒毀甚至引發(fā)電氣火災(zāi)?？梢酝ㄟ^(guò)超聲波探測(cè)儀監(jiān)測(cè)這些肉眼難以察覺的放電火花，并精確地定位放電部位并明確缺陷類型，為接觸器的狀態(tài)檢修提供有力的數(shù)據(jù)指導(dǎo)。

4、電阻器

風(fēng)電變流器中為了防止主接觸器閉合后直流母線的支撐電容瞬間短路，通常設(shè)置了預(yù)充電電阻用于直流母線預(yù)充電；同時(shí)，為了保障風(fēng)電機(jī)組在電壓跌落的一定范圍內(nèi)能夠不間斷并網(wǎng)運(yùn)行，低電壓穿越回路上通常配置Crowbar電阻用來(lái)平衡有功并保護(hù)機(jī)組。如果電阻器內(nèi)部出現(xiàn)接觸不良，或者引線松動(dòng)、脫落甚至斷裂等造成阻值變化或者斷路時(shí)都會(huì)呈現(xiàn)出熱效應(yīng)的非正常現(xiàn)象，可以通過(guò)紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)出其是否正常。

5、電抗器

在風(fēng)電變流器的網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)都存在電抗器，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電路的過(guò)流和過(guò)壓等都可能導(dǎo)致電抗器的損壞。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，電抗器的高溫部位往往就是其相對(duì)薄弱的易損部位，這主要是因?yàn)闇囟认鄬?duì)于振動(dòng)、電應(yīng)力等內(nèi)部因素以及有害氣體、潮濕、灰塵等外部環(huán)境因素對(duì)其絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)劣化所起的影響更占主導(dǎo)性，由此可以通過(guò)紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)其溫度分布來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)性評(píng)估。此外，電抗器繞組絕緣破損或受潮引起的漏電現(xiàn)象還可以通過(guò)超聲波檢測(cè)進(jìn)行提前預(yù)警。

6、電容器

濾波電容和直流母線電容是風(fēng)電變流器中的主要電容器件，其主要失效模式表現(xiàn)為電容值下降和漏電流過(guò)大。在正常工作溫度和運(yùn)行電壓條件下，其漏電流非常小，電容器發(fā)熱也極??；但如果電容器開始劣化時(shí)，其漏電流則會(huì)逐漸變大，電容器發(fā)熱也明顯增大。

由此利用紅外檢測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)其溫度分布規(guī)律和變化趨勢(shì)可以檢測(cè)出電容器在漏電流超標(biāo)時(shí)的潛在故障，從而有針對(duì)性地安排視情維修以消除潛在故障，在發(fā)生功能故障之前進(jìn)行預(yù)防性檢修。對(duì)于電容器的潛在故障具體溫度范圍，可以結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用進(jìn)行歸納和總結(jié)。

7、功率模塊

功率模塊是風(fēng)電變流器最重要的功率部件，但由于風(fēng)電機(jī)組出力的隨機(jī)性，其運(yùn)行功率也會(huì)頻繁波動(dòng)，在正常工況下功率模塊也長(zhǎng)期承受重復(fù)性的結(jié)溫波動(dòng)，當(dāng)累積到一定程度時(shí)就會(huì)造成功率模塊失效，尤其是在過(guò)負(fù)荷、過(guò)電流或過(guò)電壓情況下，更是加速其劣化，從而造成IGBT擊穿或燒毀。

研究表明，隨著溫度升高，功率模塊的失效率將會(huì)呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。溫度每升高10℃時(shí)，變流器失效率會(huì)增大一倍以上。由此可以通過(guò)紅外熱成像技術(shù)，將功率模塊運(yùn)行情況下的溫度分布規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行記錄分析。

8、電纜接頭

風(fēng)電變流器的動(dòng)力電纜接頭眾多，鑒于現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)惡劣的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)維條件，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于電纜接頭部位的接觸不良而造成局部發(fā)熱異常。對(duì)于此類故障，可以通過(guò)紅外檢測(cè)技術(shù)結(jié)合相對(duì)溫差法來(lái)定位故障點(diǎn)甚至判斷其嚴(yán)重程度。尤其是利用紅外熱圖像，可以直觀顯示出其具體過(guò)熱部位的準(zhǔn)確位置，以便于及時(shí)有效地排除故障隱患。