风力发电系统变频器的故障诊断研究

风力发电机故障检修与处理

摘要：随着我国社会的不断向前发展，各种资源面临短缺，人们对于可再生性清洁资源的使用重视程度越来越高。风力发电是实现将可再生性风能资源有效转化成电力资源，为社会提供更加优质和充足的电能，推动整个社会快速向前发展。在风力发电过程中需要使用到大量的风力发电机组，由于风力发电机组的系统构成相对比较复杂，在工作过程中转子叶片的转速会随着外部风速的变化而做出相应的调整。基于此，本文将对风力发电机故障检修与处理对策进行分析。

关键词：风力发电机组；故障诊断；处理技术

1 风力发电机的介绍

风力发电机是把风能转换成机械能，机械能转换成电能的一种电力装置，通常由风轮、发电机、调向器、塔架以及储能装置等构件组成。风力发电的原理可以做出如下阐述：风力驱动风车叶片转动过程，运用增速机去增加旋转速度，进而使发电机发电。结合当前我国的风力发电机技术能力，大概是3m/s的微风速度就能开始进行并网发电。

2 风力发电机的常见故障

2.1 变流器故障

变流器是风力发电机的重要组件之一，其作用主要是在叶轮转速持续改变下调控输出端的电压水平，具体控制原理即是维持变流器内电压水平及频率和电网电压水平及频率的一致性。通常而言，电流电压是造成变流器运行过程中发生故障问题的主要因素，在电流、电压过高的运行工况下，很容易使变流器设备发生过热现象，而电流电压过低则会导致欠电压现象，当发生以上异常状况时，便会造成变流器的开关超出设备正常运用可承受的电压电流极限范围，进而导致变流器出现运行故障，严重时发生被击穿损坏的情况。当前，国内发电场配备的变流器设备运行期间主要采用两种散热方式，其一是风冷，其二是水冷，主要的散热作用对象是变流器柜体，这主要是由于柜体温度过高时，便会干扰内部热敏感元件及线路运行的稳定性，造成变流器运行异常。

2.2 发电机故障

发电机的作用主要是实现自然能、机械能、电能之间的能量转换，最后通过电网把电能传输到用电客户应用。异常振动、过热、线圈短路或断路等是发电机运行期间的常见故障类型。其中发电机振动是评估电路运行质量的一项常用指标，如果发电机出现过于强烈的振动现象将会破坏机组的稳定运行状态，增加电机大轴断裂的风险，不利于发电场安全生产，影响经济效益。引起发电机异常振动故障的因素较多，包括机组设计理念不符合发电场技术要求、发电机部分零件质量或精度不达标，发电机工作负荷过大等。

风力发电机组故障处理

风力发电机组是利用风能转化成机械能，然后再转化成电能的设备。由于风力发电机组一般设置在偏远的高地或者海上，在复杂气候条件下工作，故障处理是其重要的一环。以下将介绍风力发电机组故障处理的方法。

1、叶片故障

（1）叶片损坏：风力发电机组在运行中，受到强风、冰雹等外力作用，可能导致叶片受损。处理方法是及时替换受损叶片，保证叶片的完整性。

（2）叶片结冰：在寒冷气候条件下，叶片可能结冰，影响发电效率。处理方法是采用加热、喷洒除冰液等方法解决。

（3）叶片生物负荷：容易有鸟类、昆虫在叶片上滞留，造成发电效率下降。处理方法是定期清洗叶片，减少生物负荷对发电效率的影响。

2、塔筒故障

（1）塔筒生锈：长期暴露在潮湿环境下，塔筒可能生锈，影响结构稳定。处理方法是对塔筒进行定期检查和维护，需要时进行喷砂清理和再涂防锈漆。

（2）塔筒振动：塔筒受到强风等外力作用，可能产生振动。处理方法是加固塔筒结构，减少振动对机组的影响。

3、发电机故障

（1）绝缘故障：发电机绝缘老化、损坏导致漏电，影响发电效率。处理方法是及时更换损坏绝缘件，提高绝缘等级。

（2）轴承故障：发电机轴承长期工作可能出现磨损、生锈等问题。处理方法是定期润滑、更换轴承，确保发电机正常工作。

4、控制系统故障

（1）风速测量误差：风速传感器可能受到污染、风偏等因素影响，导致风速测量误差。处理方法是清洁传感器、调整位置、校准测量参数。

（2）变频器故障：变频器可能因为电路故障、过载等原因导致机组停机。处理方法是及时排除故障，保证机组正常运行。

1、故障排查 当发电机组出现故障时，首先需要对故障进行排查。针对不同故障，需分别进行检查，确定故障部位和原因。

2、故障诊断

在排查故障后，需要进行故障诊断，确定具体故障原因。这是需要结合专业知识和经验，对故障进行深入分析，确定处理措施。

总故障（0 00001） .................................................................................................................. 4

主故障名： error_error_global ........................................................................................... 4

机舱振动故障（010000） ............................................................................................................... 5

主故障名： error_nacelle_vibration_gloabl ....................................................................... 5

变频器故障（030000） ................................................................................................................... 6

主故障名： error_converter_global .................................................................................... 6

组故障名： error_converter_inu ......................................................................................... 6

风电场风力发电机的运行与维护

摘要：风电厂要想维持稳定运行，就必须要在日常工作中对于所用的发电机组进行有效的运维和管理工作，为了保障风力发电机的安全运行，对发电机进行定期的维护工作十分重要。本文首先阐述风力发电机组的故障诊断技术，并且研究目前发电机组运行中的主要故障，最后提出一些维护策略，以供参考。

关键词：风力发电机组；故障；诊断技术

风力发电的发展对能源污染问题起到了一定的缓解作用，随着风力发电机组的广泛运用，各类故障问题也接踵而至。基于此，文章探讨风力发电机组故障诊断技术，分析风力发电机组运行故障的主要形式，研究风力发电机组故障维修技术的具体应用。

1风力发电机组故障诊断分析

1.1风力发电机组故障诊断技术

随着近年来可再生能源领域的快速发展，风力发电技术也逐渐得到了广泛应用，相较于传统的煤炭、石油燃料以及现代的核电、太阳能发电等，风力资源不仅更加安全无污染，且其应用成本也极低。因此，目前国内风力发电机组的数目开始暴增，相应地，故障诊断技术研究工作也得到了进一步推进。所谓风力发电机组故障诊断技术，就是指通过对风力发电机组设备运行情况进行监控、分析和测评，来实现对设备故障位置及故障类型的准确判别，以便后续检修维护工作的顺利开展。通过合理利用故障诊断技术，能够帮助技术人员及时发现风电机组运行故障，并对故障类型及产生的原因进行准确的判断，从而有效降低设备故障所带来的安全隐患问题，从根本上提升设备的维修效率及运行效率，并进一步实现对运行维护成本的有效控制。由于风力发电机组其自身特殊的工作性质及工作环境，机器损坏的问题时常发生，各类故障问题的长期堆积，将会导致设备的使用寿命被严重缩短。针对此类问题，技术研发人员开始从电信号监测、光谱分析等多方面着手进行研究，对故障问题进行诊断处理。在早期阶段，电信号分析技术的研究内容主要为信号波形幅度的变化情况，此类方式只能对机械损坏程度及故障位置进行大致的判断。随着相关领域技术的不断发展，在技术及理论的共同支持下，信号分析的精确性也在逐渐提高。近年来国内科技发展水平不断提高，使故障诊断技术得到不断的优化升级，这给风力发电机组的应用创造了极好的条件。