一、風(fēng)電變流器的維護與保養(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)定運行，維護保養(yǎng)工作是必不可少的，其運行的好壞、周期的長短與維護質(zhì)量息息相關(guān)，日常的巡查能及時發(fā)現(xiàn)問題，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)備財產(chǎn)損失和人員安全隱患。風(fēng)電變流器的維護保養(yǎng)主要包括日常巡檢維護以及定期維護保養(yǎng)兩部分：

1、風(fēng)電變流器的日常巡檢和維護

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

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

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

（4）針對停運時間較長的設(shè)備進行維護保養(yǎng)時，必須先進行帶電靜態(tài)試驗，以確保機內(nèi)主回路濾波電容器特性恢復(fù)正常。

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

2、定期維護保養(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)部元器件維護周期進行以下定期的維護：

（1）針對風(fēng)電變流器空氣過濾網(wǎng)進行檢查，根據(jù)情況進行必要的清洗或者更換。

（2）針對冷卻風(fēng)扇進行清潔、吹灰、打機油等維護保養(yǎng)工作。

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

（4）針對各緊固件進行加固處理。

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

（6）濾波電容器檢查保養(yǎng)。用萬用表連接接點，觀測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)防性維護檢測方案

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

1、斷路器

主斷路器是風(fēng)電機組與電網(wǎng)線路連接的核心保護器件，對整個機組起到安全保護作用。目前主斷路器基本具備計數(shù)功能，但由于斷路器在故障時會帶大電流分?jǐn)?，?dǎo)致內(nèi)部絕緣下降，動作次數(shù)只能作為參考，可以通過紅外技術(shù)檢測其內(nèi)部動靜觸頭及外部接頭處的溫度分布來判斷是否接觸不良，通過超聲波檢測技術(shù)檢測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，主要用于在過電壓、過電流或過負(fù)荷發(fā)熱時通過快速熔斷來防止故障擴散。如果熔斷器使用時間過久，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?，在紅外檢測中會表現(xiàn)為熔斷器和熔體表面的溫度值較正常值偏高，可以通過提取最高溫度值，與相鄰相的同類熔斷器進行比較?？梢酝ㄟ^超聲波檢測技術(shù)來檢測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。如果在供電電壓過高，操作過于頻繁，環(huán)境溫度過高，接觸器鐵心端面不平，接觸器動鐵心有機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，會出現(xiàn)接觸器線圈過熱或者觸點過熱等現(xiàn)象，利用紅外熱像儀可以對其內(nèi)部發(fā)生的過熱故障進行全面檢測，并通過所呈現(xiàn)的溫度場分布來進行定性分析甚至定量診斷。

同時由于風(fēng)電機組在運行過程中接觸器動作的頻繁性，其內(nèi)部觸點在斷開與閉合時也會引起氣隙的頻繁擊穿甚至產(chǎn)生火花，當(dāng)累積到一定程度時就會造成高溫?zé)g而損傷，嚴(yán)重時會導(dǎo)致接觸器被燒毀甚至引發(fā)電氣火災(zāi)?？梢酝ㄟ^超聲波探測儀監(jiān)測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，為了保障風(fēng)電機組在電壓跌落的一定范圍內(nèi)能夠不間斷并網(wǎng)運行，低電壓穿越回路上通常配置Crowbar電阻用來平衡有功并保護機組。如果電阻器內(nèi)部出現(xiàn)接觸不良，或者引線松動、脫落甚至斷裂等造成阻值變化或者斷路時都會呈現(xiàn)出熱效應(yīng)的非正?，F(xiàn)象，可以通過紅外熱成像技術(shù)檢測出其是否正常。

5、電抗器

在風(fēng)電變流器的網(wǎng)側(cè)和機側(cè)都存在電抗器，在實際運行過程中，電路的過流和過壓等都可能導(dǎo)致電抗器的損壞。數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，電抗器的高溫部位往往就是其相對薄弱的易損部位，這主要是因為溫度相對于振動、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，由此可以通過紅外熱成像技術(shù)檢測其溫度分布來進行預(yù)測性評估。此外，電抗器繞組絕緣破損或受潮引起的漏電現(xiàn)象還可以通過超聲波檢測進行提前預(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大。在正常工作溫度和運行電壓條件下，其漏電流非常小，電容器發(fā)熱也極小；但如果電容器開始劣化時，其漏電流則會逐漸變大，電容器發(fā)熱也明顯增大。

由此利用紅外檢測技術(shù)監(jiān)測其溫度分布規(guī)律和變化趨勢可以檢測出電容器在漏電流超標(biāo)時的潛在故障，從而有針對性地安排視情維修以消除潛在故障，在發(fā)生功能故障之前進行預(yù)防性檢修。對于電容器的潛在故障具體溫度范圍，可以結(jié)合實際工程應(yīng)用進行歸納和總結(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)電機組出力的隨機性，其運行功率也會頻繁波動，在正常工況下功率模塊也長期承受重復(fù)性的結(jié)溫波動，當(dāng)累積到一定程度時就會造成功率模塊失效，尤其是在過負(fù)荷、過電流或過電壓情況下，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呈現(xiàn)指數(shù)增長的趨勢。溫度每升高10℃時，變流器失效率會增大一倍以上。由此可以通過紅外熱成像技術(shù)，將功率模塊運行情況下的溫度分布規(guī)律和發(fā)展趨勢進行記錄分析。

8、電纜接頭

風(fēng)電變流器的動力電纜接頭眾多，鑒于現(xiàn)場相對惡劣的運行環(huán)境和運維條件，經(jīng)常會出現(xiàn)由于電纜接頭部位的接觸不良而造成局部發(fā)熱異常。對于此類故障，可以通過紅外檢測技術(shù)結(jié)合相對溫差法來定位故障點甚至判斷其嚴(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熱部位的準(zhǔn)確位置，以便于及時有效地排除故障隱患。