風電機組變頻器維護與維修的方法要求及注意事項

風電機組變頻器維護與維修的方法要求及注意事項ABB變頻器概述:變頻器連接在發(fā)電機轉子和電網之間，安裝在塔基處。變頻器主要組成部分包括：變頻柜和控制柜。變頻柜內主要有轉子側變流器、LCL濾波器、網側變流器、du/dt濾波器、傳動單元主接觸器和充電回路等；控制柜內主要包括控制單元模塊、通訊模塊、測量模塊等以及溫度控制器、濕度控制器、加熱器、加熱器風扇、端子排等，是變頻器的控制核心。并網柜通過電纜連接發(fā)電機定子和電網，是將電力送往電網的不可缺少的中間環(huán)節(jié)。變頻器外觀如下圖所示:—■■->r—■■->r變頻器外觀圖變頻器實現(xiàn)的功能主要包括：通過控制轉子對發(fā)電機勵磁；在指定的范圍內將發(fā)電機與電網同步；并網/脫網操作；產生所需要的轉矩/功率；產生所需要的無功功率；通過撬棒，在電網故障時，能提供對變頻器的保護。網側側變流器網側變流器是一個基于IGBT模塊的變流器(ISU),額定容量為480KVA。由轉子側變流器控制單元通過光纖進行控制。網側變流器將輸入的三相交流電整流為傳動單元中間直流電路所需要的直流電。中間直流電路向轉子側變流器供電。轉子側側變流器轉子側變流器包含兩個基于IGBT的逆變器模塊(INU)，單個額定容量為770KVA。還包括NDCU-33控制單元。該變流器裝有繞線電機控制應用程序,該程序通過光纖對網側變流器模塊進行控制。ACS800-67風力渦輪機傳動單元主要和帶有轉子繞組和滑環(huán)的感應式發(fā)電機一起使用。虛線框中為ACS800-67包含的元件。E電網主電躋斷路器制動器INU=逆變單元isu=供電單元慣動單元主接觸器和充電電路變槳調節(jié)傳4&單兀E電網主電躋斷路器制動器INU=逆變單元isu=供電單元慣動單元主接觸器和充電電路變槳調節(jié)傳4&單兀Y主熔斷器I:位控制系統(tǒng)發(fā)電機OJ_du/dt濾波器Crowbar轉子側變流器{INU)屮壓開關LCL濾波器網側變流器(ISU)變頻器在機組中位置工作原理發(fā)電機定子經并網開關與電網相連，轉子與轉子側變流器相連。控制器控制著轉子側變流器的輸出電壓、電流和頻率，以便在定子端得到所期望轉矩(期望電氣功率輸出)和功率因數(shù)。正常運行時，轉子根據(jù)風能大小在一定速度范圍內運行。典型速度運行范圍是在同步速度的±30%內。如果轉子的機械速度小于同步速度，轉矩控制的轉子側變流器向轉子繞組提供能量。如果轉子的機械速度高于同步速度，轉子繞組能將能量反饋給轉子側變流器，因此，必須在電網和傳動的直流環(huán)節(jié)有網側變流器，控制能量在電網和轉子側變流器之間雙向流動。并網如果轉子速度處于預定的正常運行范圍（即，同步轉速的70%~130%），則系統(tǒng)開始運行。網側變流器上電啟動，為轉子側變流器建立直流環(huán)節(jié)。并網開關仍然斷開。轉子側變流器測量電網電壓與定子電壓（并網開關兩側電壓）。轉子側變流器磁化轉子繞組，使定子感應電壓與電網電壓同步（相位、頻率、幅值相同）。并網開關閉合，準備接受用戶的轉矩和功率因數(shù)命令。脫網接收到停機命令后，傳動程序設定轉子側變流器的轉矩給定為零，功率因數(shù)為1（在這些條件下，定子電流為零）。當傳動檢測到零電流通過并網開關，則斷開并網開關。轉子側變流器停止運行，接著網側變流器停止運行。同步目的在閉合并網開關前，迫使定子電壓和電網電壓相匹配。這會降低并網開關閉合瞬態(tài)電流沖擊。確定由編碼器給出的轉子的實際位置，以便轉子磁通能正確傳輸?shù)蕉ㄗ觽取CS800-67風力渦輪機傳動單元內部通訊網絡圖匕趙控制東統(tǒng)%r fj祐！CrowbarAMC-33pros覽汀井配n尤rCHOCH31CH2RMIQ-02電機揑制和I/O扳IAITF-01I|I；電孫覘II板|Nxxx%r fj祐！CrowbarAMC-33pros覽汀井配n尤rCHOCH31CH2RMIQ-02電機揑制和I/O扳IAITF-01I|I；電孫覘II板|Nxxx現(xiàn)場總紅適DriveLVswPCI.!'?；■扳體加描謖懈琴見卜di的冷檸藏部防NUIM電壓F電淹M■單元代砧君卑喘媼機畐卜墀ME—ny口壬NIOC^02打汀1IQ悴制機NE7A-D1凹丈冋適配粘也UiTxD^11.2.11M~—| 1廠11AINT111：堆昭攤L」啟11111AINT-12C屯屯邸接□板IIAINT12CI|| I：.吐鬲批II版|| 1 i 變頻器內部控制板間的光纖連接圖變頻器柜體布局及元件介紹該傳動單元位于一個專門為風力發(fā)電設計的傳動單元柜體中。下圖給出了傳動單元柜體的布置圖。Y41X50.4Z3.1-3Y41X50.4Z3.1-33-AFEM79347J———EFA45NUIM-61CF'A45NUIM-61CF'ISUDC熔斷器F5,1-2INUDC熔斷器K1輸入接羅器L1,L2,L3電網接線R2Crov^bar電阻U2rV2,W2轉子接線U6CrowbarX01.1-4功率連接需X50.1LCL琵波器鳳扇電源X50.2-4摸塊控制仁號Y41冷卻鳳扇Z1I-3共模葩波器1X端子排U6QOOOOOOOOOiSSOBODQDT|ODLDOOIOOHt!■I?JA419Ell.0"韻A412M11丿、，：i U6QOOOOOOOOOiSSOBODQDT|ODLDOOIOOHt!■I?JA419Ell.0"韻A412M11丿、，：i 丿“I3AFE64?B3471ywA41NDCU-33C件動控制單元E1I濕展傳感器A43RDCU-02CD傳動控制取元E2誤度件感器A45NUIM-61C電汗?和電渝測量單元E1I1I加熱器覘扇A411I*FT1J2保護開關A412NETA^I以太網適配器模塊F15充電熔斷器A415NPBU^12C/APBU光纖分配單兀K2充電接臟器A419NTAC-02脈沖編碼器接U模塊K3-K6繼電器A433RDCaO2CDDCS通訊選件K7加熱接蝕赭K8-K9堆電器R1充電電阻U6CrowbarU10電源24V/3AU11電源15V/1AX31I插座Z3控制電汗.濾波器1X與具休項目有關：如NCAN-02CJNDNA-02U不含可選件變頻器柜體布局及元件維護安全須知只有具備資質的電氣工程師才允許進行變頻器的維護工作。在開始對傳動系統(tǒng)進行維護之前，請做好以下工作1.4.1將發(fā)電機定子、ACS800-67輸入電源線和電網斷開。強烈建議用機械抱閘裝置將發(fā)電機轉子鎖；切斷所有I/O端子的電壓；等待至少5分鐘，以確保中間電路電容器放電完畢；打開柜門；通過測量輸入端子和中間電路端子的電壓，確保沒有出現(xiàn)危險電壓。維護周期如果安裝環(huán)境滿足要求，傳動單元所需要的維護量非常小。下表給出了ABB推薦的日常維護周期。周期維護工作維護指導12個月（根據(jù)環(huán)境情況）散熱器的溫度檢查和清潔參見散熱器部分首次調試之后6個月，此后每2年檢查接線端子排上的接線是否緊固每年更換空氣濾網參見檢查并更換空氣網每3年功率電纜連接和清潔參見功率電纜連接

每6年冷卻風扇更換參見冷卻風扇每6年APBU光纖分配單?！龃鎯ζ骱髠潆姵馗鼡Q(只適用于并聯(lián)的轉子側模塊)確定APBU單元的位置。斷開該單元的電源。取下蓋板。換上新的CR2032電池1.6空氣濾網的檢查及更換1.6.1仔細閱讀安全須知；1.6.2打開柜門；1.6.3檢查空氣濾網，如果需要進行更換。取下柵網頂部的固定器(3a),然后將柵網(3b)往上提，并將其從門(3c)上取下,就可以看到空氣濾網了；空氣濾網的型號詳見下表變流器模塊空氣濾網EIpisOYELSU-W-F&4MX6&94控制部分空氣濾網(門)AIR-TEXG-15054DX170入口〔門)出口*IP23相體LuftfilterairTexG150—IP54柜體LuftfilterairComp300-50LuftfilterairTexG150濾網材料拆下螺絲(3d)并將空氣濾網(3e)取下;檢查柜體的清潔。如果有必要，使用軟抹布或真空吸塵器進行清潔；關閉柜門。功率電纜連接的檢查在移動裝在小車上的變流器模塊或者濾波器模塊時要特別小心，模塊非常重并且重心較高。如果不小心，可能會使模塊翻到！仔細閱讀并嚴格遵守上面的安全須知；按照下述步驟將模塊從柜體中抽出：變流器模塊1.7.2.1打開柜門；

1?723打開變流器模塊前面的透明蓋板，并將光纖拔下。將光纖移到一邊；1.7.2.4拆下變流器模塊頂部的L-形直流母線：松開兩個上面的螺絲(4a)，但是不要取下。拆下下面的兩個螺絲(4b)；1.7.2.5拆下直流母排旁邊的端子排；1.726取下頂部的兩個模塊緊固螺絲（6a）。在模塊的基座上，松開兩個緊固螺絲（6b），但是不要取下。將托架（6c）提高到向上的位置并用兩個螺絲鎖住（6d）；1.7.2.7將模塊斜坡鎖定在柜體基座的鉤子上；1.7.2.8將模塊沿著斜坡小心退出柜體。必須保證所有接線已經完全斷開；1?729展開模塊的支撐腿。使支撐腿一直保持展開狀態(tài),直到模塊準備再次插入柜體；LCL濾波器模塊1.7.2.10斷開濾波器模塊頂部的L-形交流母線：松開三個上面的螺絲(10a),但是不7取下。拆下下面的三個螺絲(10b)；1.7.2.11斷開直流母排旁邊的插座端子排；1.7.2.12拆下頂部的兩個模塊緊固螺栓；1.7.2.13拆下風機：拔下風機接線插頭(13a)。拆下緊固螺絲(13b)。將風機沿著滑道(13c)推出柜體；1.7.2.14在模塊的基座上，拆下四個緊固螺絲；1.7.2.15將模塊斜坡所在柜體底座的鉤子上；1.7.2.16沿著斜坡將模塊推出柜體。1.7.3檢查快速連接器上的電纜是否緊固。變頻器側發(fā)電機轉子接線處發(fā)電機轉子接線處電纜接線如下表所示，南洋和湘電的電機不需要調相,VEM電機需要調相，在維護和檢修過程要特別注意。南洋、湘電發(fā)電機（具體接線端子號見隨機資料）VEM發(fā)電機接線端子V2VV2KV2UU2UU2LU2VW2WW2MW2W發(fā)電機轉子側與變頻器轉子側電纜接線對應表清潔快速連接器所有接觸表面，并涂上一層潤滑油（例如KluberLubrication公司的Isoflex?TopasNB52）。重新插入模塊。1.7.6對剩下的模塊重復步驟2?6。冷卻風扇的檢查冷卻風扇的壽命大概是50000小時。實際的壽命與運行時間、周圍環(huán)境溫度和濕度等都有關系。每個模塊都有自己的冷卻風扇。ABB提供更換風扇的服務。不要使用非ABB指定的零部件。網側變流模塊應用程序記錄了冷卻風扇的運行時間。要了解記錄風扇運行時間的實際信號，請參見相關的固件手nri冊?？梢詮娘L扇軸承產生的噪音以及散熱器的溫度來推測風扇是否發(fā)生了故障。建議在出現(xiàn)噪音增大或溫度升高時更換風扇。變流器模塊風扇更換仔細閱讀并嚴格遵守安全須知；1.8.1.2打開柜門；1.8.1.3斷開風扇接線插頭(1)；1.8.1.4拆下緊固螺絲(2)；1.8.1.5沿滑道將風扇推出(3)；1.8.1.6按照相反的順序安裝一個新的風扇。1.8.2LCL濾波器風扇更換：仔細閱讀并嚴格遵守安全須知1.8.2.2打開柜門；1.8.2.3拆下風扇接線插頭(1)；1.8.2.4拆下緊固螺絲(2)；1.8.2.5沿滑道將風扇推出；1.8.2.6按照相反的順序裝入一個新的風扇散熱器功率模塊散熱器上附著大量來自冷卻空氣的灰塵，如果不及時對散熱起上的積塵進行清潔，模塊就會出現(xiàn)過溫警告和過溫故障，在不是特別臟，也不是特別干凈的環(huán)境中，散熱器應該每年清潔，在較臟的環(huán)境中，應該加大清潔的頻率。清潔散熱器的步驟如下：拆下冷卻風扇；用干凈的壓縮空氣器從底部往頂部吹，同時使用真空吸塵器在出口處吸集灰塵，注意：不要讓灰塵進入相鄰設備裝回冷卻風