风机发电系统中变频器的故障诊断研究论文_郝利兵,李春会

风机发电系统中变频器的故障诊断研究论文_郝利兵,李春会

(中广核苏右风电场 内蒙古锡林郭勒 011299)

摘要:伴随电力行业的不断发展,变频设备在诸多行业领域得到广泛应用。因而,对变频器的维修维护提出了越来越严苛的要求,维修人员应当不断提高自身的变频器维修技能水平。日常维修工作是提高变频器使用寿命的一大保障,务必要提高对变频器维修工作的有效重视。维修人员要不断加强自我学习,娴熟掌握变频器维修相关的专业知识,切实加强对变频器维修管理,保证变频器的有序运行,使变频器充分发挥节能降耗的优势。

关键词:风机发电系统;变频器;故障诊断

1 风机发电系统概述

风力发电是基于我国能源可持续发展战略演变来的新型能源供应系统。不但有效转变了我国传统活力发电模式,使不可再生能源利用率显著下降,巩固了我国资源储备量,同时借助无公害的发电方式,更有效避免了火力发电对生态系统的伤害。站在经济与生态可持续发展角度来看,风力发电模式已成为我国未来电力系统必然的发展趋势。

以现阶段风力发电举例,发电机主要选用双馈式、笼型异步式与直驱式三种。在电网接入与变频处理等方面,三种电机都有各自不同的特点。比如,直驱式发电机主要是利用电子通过变频器进行调控,双馈式是借助转子通过变频器进行调控。因此不同形式的风力电机系统,对于变频器的整合要求也不同,若要进一步确定风机发电系统变频器是否存在故障,则必须分别拟定检修方案并确保故障诊断技术选用正确,才能使风力发电系统持续运行。

2变频器的发展现状

变频器这种设备的产生,给我国的工业带来了非常大的影响,它极大的简洁化了本来极其复杂的工作程序,变频器的体积与过去的笨重相比有了非常大的改观,它的体积相对来说比较小,除此之外产品的质量也在不断提升,主要体现在它的维修率大大降低,所以变频器这种设备应用得十分广泛,从小型家电到大型机器中,都有变频器这种设备的身影,随着人们生活水平不断的提高,节能型的电器愈加受到人们的青睐,变频器的作用也愈发的重要了,成为人们生活中无法缺少的设备,就比如说现在的人们都离不开电,所有的设施设备都需要电才能运转,不论是夏天还是冬天,人们都需要使用空调,而装在空调中的电动机,便使得家家户户成为耗电大户,变频器这种设备的使用,让这种情况得到了很大的改善,在很大程度上降低了设备的能耗。和其他的发达国家相比,我国的变频器的发展是非常慢的,所以我们在产品技能上还不是很完善,需要进行提升和改进,我们国家自己研发生产的高压大功率变频器是非常少的,生产的比较多的便是低压段的中小型变频器,在这一方面,我们仍然需要努力。

2变频器常见故障

通常情况下,使用变频器时间超过6~10年后,就会增加其故障发生几率,对变频器的运行正常产生极大影响,而较为常见的故障主要有以下几类:

1)过载故障。过载故障主要分为电机过载与变频器过载两种,其中电机过载主要是因为变频器功率偏低,无法将电机带动。此外也可能是由于电机所带设备机械润滑性能下降而导致。变频器过载主要是因为加速时间不长,电压过低或直流自动量偏大而导致,通常可以采取增加加速时间、制度时间以及提升电压等方法来解决。

2)过压、欠压故障。导致此故障出现的原因主要是收到外部电源故障而导致,也可能是因为检测电路受损而导致,但后者属于少数情况。

3)过流故障。过流故障的出现可能是由于变频器自身而导致的,也有可能是因为外部电气设备而引起的。如若是因为变频器导致的,往往是由于没有合理设置参数以及其硬件存在缺陷等而导致过流故障的出现。一旦出现此故障,需先使用钳形电力表来将变频器所输出的电流测量出来,观察其平衡与否,如若不平衡,就表明变频器内部器件出现故障;如若是因为外部电气设备导致,往往是因为电机负载在短时间内发生较大变化,产生巨大冲击而出现过流情况;电机与电机电缆线或是每相对地的绝缘受损而导致断流引起过流;如若变频器安装有测速编码器,而速度反馈信号异常或丢失也可能会导致过流的情况出现。

4)外围电路损坏。变频器的故障有时候并非是其自身的问题而导致,也有可能是因为外围电路故障而导致变频器无法正常运行。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常情况下,外围电路故障大都是交流接触器与继电器的故障,所以在维修变频器时,还需要对其外围电路进行检查,并且还需要对现场电机进行仔细检查。

3变频器的常用检测方法

3.1静态测试

1)对整流电路进行测试

先将变频器内直流电源的N/P端找出,且调整万能表至电阻X10档,将其黑表棒与R、S、T端相接,红表棒则与P端相接,其阻值约为几十欧,大致相同。如若把黑表棒与P端相接,红表棒分别与R、S、T端相接,其阻值会接近于无穷大,而再把红表棒和N端相接,对上述操作进行重复,结果均相同。如若出现下述情况,就能够断定电路出现异常:①红表棒和P端相接时电阻乌恰农大,则表明启动电阻或整流桥存在故障;②阻值三相不平衡,则表米昂整流桥存在故障。

2)对逆变电路进行测试

把红表棒与P端相接,而黑表棒一次与U、V、W端相接,阻值约几十欧,阻值大致相同。而反接电阻无穷大。把黑表棒与N端相接,对上述操作进行重复,应当是结果相同。反之则表明逆变模板存在故障。

3.2动态测试

经过静态测试,且结果无异常后方可以实行动态测试,也就是上电试机。在实际测试过程中,需要对以下几方面内容予以注意:第一,在上电前,需要保证输入电压正确,如若往220V的变频器中接入380V的电源会导致炸机的情况出现。第二,确保变频器各个接口连接稳固、正确,如果连接不正确也容易知识变频器出现故障,情况严重的还会导致炸机情况出现。第三,上电后,检测故障显示内容,且确定故障出现原因。第四,如果没有显示故障,则先对有关参数进行检查其正确与否,且复归参数后,在不接电机情况下,将变频器启动,且分别对U、V、W三相输出电压值进行测试,如若结果出现不平衡,则表明驱动板或模板存在故障。

4变频器维修措施

4.1日常检查

对安装地点以及环境进行检查,观察其有无异常情况;电动机声音有无异常;电抗器、变压器、电动机、变频器等有无出现异味或过热的情况;变频器的控制回路以及主回路的电压正常与否;显示部分有无异常;控制按键和调节扭是否失灵。

4.2外围器件维修

①先将和变频器相接的按钮、开关以及交流接触器等进行检查,观察其能否正常工作。②对和变频器先关的出点进行测量,观察其接触有无不良。接入变频器的三相电是否存在虚接或短路的情况。在维修外围器件过程中尤其要关注是否存在线路虚接的情况,如若存在虚接,则可能会无法启动变频器。

4.3定期维护

①检查冷却系统,尤其是冷却风机的运行情况,冷却风扇、转速与绝缘电阻与要求是否相符,风叶风罩是否出现变形、损伤等情况。②定期做好变频器除尘与防尘工作,将空气过滤器的积灰清扫干净。③要对紧固件进行动气检查,观察其有无出现松动情况,如若松动则需要立即将其拧紧。

结束语

变频器之所以被广泛应用是因为它的质量较轻,装置体积是较小,最重要的是它的一次功率变换控制的效率非常高,变频器这种设备的结构非常特殊,而且又在我国的电力系统中发挥着非常重要的作用,一旦它发生故障问题并且不能及时找出原因并进行解决,会对整个电力系统产生非常严重的影响,继而对整个生产生活带来非常大的经济损失,因此变频器的安全保障问题十分重要。

参考文献:

[1]刘博.变频器应用中的故障分析及相关处理措施[J].机电元件,2017,37(06):59-61.

[2]朱超伦.变频器的应用维护及故障处理[J].黑龙江科学,2017,8(24):80-81.

[3]关旭东.变频器的传感器故障诊断及容错控制探讨[J].石化技术,2017,24(11):183.

论文作者:郝利兵,李春会

论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期

论文发表时间:2019/6/6

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