吕婷婷 萨仁托娅
华电新能源分公司改成内蒙古华电新能源分公司 内蒙古呼和浩特市 010020
摘要：风力发电成为我国电力市场发展中的重要组成部分，风力发电不仅能够减少对环境的污染，同时可以实现可再生。风力发电机在风力发电中发挥着重要作用，但风力发电机变流器在使用过程中，经常会出现不同故障问题。故障问题的出现，会影响发电效果，以及电力的提供。在此背景下，要对风力发电机变流器故障问题进行有效处理，确保变流器的安全稳定运行。
关键词：风力发电机；变流器；故障；
基于对风力发电机变流器故障改进的研究，首先，阐述风力发电机变流器故障现状。然后，分析风力发电机变流器故障，包括拆解检查、故障树分析等。最后，给出风力发电机变流器故障的改进措施。
一、风力发电机组变流器故障的现状
不同供应商提供的变流器产品，在故障模式上存在一定差异。因此，在变流器产品的选择中要对装机占比问题、故障占比问题进行分析与了解。通过对变流器故障的分析与了解，其中经常出现的故障类型有部件故障、冷却故障、切入故障以及发动机转速故障等，具体故障类型如图一所示。通过对变流器部件故障实际情况的分析与了解，其中风扇损坏故障占据较大比例，比如，侧门风扇故障、离心风扇故障、循环风扇故障等。总的来说，变流器故障问题的出现，会与风力发电机的安全稳定运行产生影响。因此，对于故障问题需要工作人员能够加强重视程度，根据故障情况给出相应解决措施。避免因为变流器故障，影响风力发电机的正常运行与工作。
二、水冷系统工作原理
恒定压力和流速的冷却介质源源不断地流经变流器带走热量，温升介质由高压循环泵的进口经室外空气散热器与冷空气进行热交换，空气散热器将冷却介质带出的热量交换出去，散热后冷却介质再循环进入变流器。在水冷系统柜内管路和柜外管路之间设置电动三通阀，主控系统根据当前冷却水温度值自动控制电动三通阀阀位，从而调节循环冷却水进入空气散热器进行换热的流量，实现精确调节温度的功能，通过电加热器对冷却水温度进行强制补偿。在主循环泵入口加有压缩空气稳压单元，该稳压单元由膨胀罐、气泵及电磁阀等组成，可以保持系统恒压并能吸收系统中冷却介质的体积变化，从而保证整个系统的正常运行。膨胀罐的底部充有稳定压力的压缩空气，当系统压力损失时，压缩空气自动扩张，把冷却水压入循环管路系统，以保持管路的压力恒定和冷却水充满。当系统压力小于设定压力时，气泵自动进行补气增压来补偿压力的损失;当压力较高时，由电磁阀排放由于温度变化而产生的多余气体。
三、分析风力发电机变流器故障
1.拆解检查。对于变流器风扇损坏故障问题，通常情况会对故障风扇进行分类，在分类过程中，要按照故障风扇通过是否转动、轴承是否转动、绕组阻值实际情况展开。选择最具代表性的样品，展开拆解检工作，从而明确造成风扇故障的主要原因。比如，变流器中的故障风扇在通电后没有发生转动，而且叶片可以拨动。五十欧姆为L相与N相电压，七十欧姆为L相与Z相之间的电压，P相与L相的电压为40.7欧姆，P相与N相之间的电压为40.7欧姆。如果出现这一情况，那么属于断路故障。变流器风扇在出现故障问题后，在其定子铁心上会附着灰尘，同时在轴承端盖内都会有黑色粉末以及灰尘等，轴承室内几乎没有灰尘。定子侧轴承保持架出现损坏问题，而且油脂全干。转子侧轴承保持架出现轻微变形问题，油脂会在不同程度上损坏，出现黑色结块情况，线圈并不会出现明显异常情况。
通过拆解检查可以看出，轴承属于主要损坏部位。定子侧轴承损坏情况，相较于转子侧而言较为严重，保持架出现变形情况以及断裂情况。滚珠局部出现错位问题，轴承也存在窜动情况。转子侧轴承保持架，出现轻微变形问题，滚珠位置、轴承就机械尺寸并没有出现明显变化，而且轴承损坏情况相对较轻。定子轴承内存在油脂已经全干，在端盖会产生一定量的黑色粉末。虽然转子轴承内的油脂没有出现干涸情况，但是已经能够结块，并且已经发黑。由此可以判断出，油脂在高温状态下，会出现稀释情况、挥发情况、固化情况等。并且该情况主要发生在定子轴承端盖上，通过轴承室逐渐扩散到转子轴承盖上。定子轴承出现严重消耗问题，主要是受到灰尘影响。因为定子轴承，相较于转子轴承而言灰尘更容易进入到其中。如果风扇处于热风端状态中，无论是轴承还是绕组，其基础环境温度相对较高。一旦出现严重的滤网堵塞问题，那么流经风扇电机的风量会随之减少，绕组的工作温度会随之增加。轴承油脂的不断消耗，出现摩擦增大问题以及电机负载增大问题等。电机绕组温度升高，出现长时间过热问题。
2.故障树分析。在实际风力发电机变流器故障问题分析中，可以采用故障树分析方式。在实际故障树分析工作开展中，外边界会对分析的广度产生直接影响，同时深度受到内边界影响。对于风扇损坏故障机理的深入研究与分析，使得不同影响因素之间的关系能够得到明确，故障树也得以完成。造成轴承不转的原因有很多：轴承中的油脂，在高温环境下出现挥发情况，或者是受到粉尘影响，导致摩擦因数增加与摩擦力增加；叶轮动无法保持自身平衡，造成轴承受力变问题，运行的安全稳定运行无法保障，造成压力以及摩擦力的增加。在纵向分析基础之上，对故障树各个事件之间的逻辑情况进行分析与了解，这样才能形成完整故障树。通过故障树分析方式，促使工作人员能够对风扇故障情况，以及造成风扇故障的原因有正确认识与了解。针对问题给出相应解决措施，从而在最大程度上保证风力发电机变流器的安全稳定运行。
四、风力发电机变流器故障改进对策
在实际风力发电机变流器故障改进过程中，可以从以下几点展开：对于轴承油脂温度，无法满足现场工作需求的情况。可以通过调整轴承润滑油脂型号方式，使用高温油脂风机，并对技术规格书进行明确。对于轴承防护等级，无法满足现场实际工作情况这一问题。可以通过调整轴承型号的方式，比如，原本风扇轴承的防护等级为IP44，调整至IP54等级。当风机在高粉尘环境中运行，那么会对轴承油脂产生一定影响。为更好解决这一问题，可以通过提升风扇防护等级的方式。将原本风扇轴承的防护等级为IP44，调整至IP54等级。对于运输过程中存在的防护不当问题，可以通过完善包装方式，或者增加防震棉方式，避免风扇在运输过程中受到影响。对于装配过程中出现的操作不当问题，需要工作人员能够适当增加装配要求，同时明确其中的重点。工作人员要严格按照相应自作业标准与作业需求开展装配工作，在装配期间要及时落实监督管理工作。发现在装配中存在的问题，并给出相应调整措施。对于电机端盖紧固螺栓松动问题，需要工作人员在实际螺栓安装过程中，能够按照风机厂家规范作业指导书进行，这样可以在一定程度上避免螺栓松动问题。对于电缆质量问题，以及安装期间出现的破损问题。在电缆安装之前，要及时做好检查与测试工作。保证电缆质量过关，避免因为电缆原因影响风力发电机的安全稳定运行。
总之，风力发电机变流器故障问题的出现，会影响风力发电机的安全稳定运行。基于此，对于故障问题，需要相关工作人员能够给予更多重视，分析故障问题，并给出相应解决措施。促使风力发电机能够达到良好发电效果，实现我国电力行业更好发展。
参考文献：
［1］王彦龙．浅谈风力发电机变流器故障的分析与改进．2018.
［2］张红艳．赵海洋，探讨风力发电机变流器故障的分析与改进.2019.