論風機發(fā)電系統(tǒng)中變頻器的故障診斷

費強

摘要：對風機變頻器進行故障診斷，一方面可以保證機組的正常工作，另一方面，通過對故障的分析，可以提高機組的可靠性，提高機組供電質(zhì)量。通過對風機機組常見故障的分析，希望能對今后變頻調(diào)速設(shè)備的使用和維修有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：風機機組;變頻器;變頻調(diào)速

1.風機發(fā)電系統(tǒng)概述

風能是一種以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)的新能源供給體系。不僅改變了我國傳統(tǒng)的能源發(fā)電模式，大幅度降低了非再生能源的利用效率，提高了我國的資源儲量，而且通過采用無污染的發(fā)電技術(shù)，可以更好地防止燃煤對環(huán)境的破壞。從經(jīng)濟和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的觀點出發(fā)，風電是我國今后發(fā)展的必然趨勢。以目前的風電機組為例，發(fā)電機有三種類型：雙饋式、籠式異步式和直驅(qū)式。三種電機在電網(wǎng)接入和變頻處理上各有特色。例如，直接驅(qū)動的發(fā)電機是由變頻控制的，而雙饋的控制則是由轉(zhuǎn)子控制。所以，不同類型的風電機組，其集成需求也不同，為了進一步判斷風電機組的變頻故障，需制定相應(yīng)的維修方案，以保證風電機組的正常運轉(zhuǎn)。

2.變頻器故障問題分析

變頻調(diào)速裝置是風機機組運行中必不可少的一種設(shè)備，它直接影響著機組的遠程管理品質(zhì)。從目前的數(shù)據(jù)來看，變頻調(diào)速裝置在安裝和運行過程中，都會遇到很長一段時間的高溫和污垢，如果不能及時進行有效的維修和清潔，就會對設(shè)備的壽命和性能造成很大的損害，從而影響到整個風機系統(tǒng)的運行。就現(xiàn)階段所選擇的發(fā)電機來說，最常見的就是速度和頻率的風力發(fā)電機，這種發(fā)電機在遇到故障時，有很大的缺點，不能隔離外界的影響，也不能調(diào)整內(nèi)部的限制，這就造成了風機系統(tǒng)的故障。其次，某些風機發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)速非常緩慢，短期內(nèi)對風機風能的吸收量不會下降，但由于發(fā)電機的極限電壓被調(diào)低，導致風能轉(zhuǎn)換的壓力太大，電能傳輸?shù)男屎头€(wěn)定性都會受到影響。在這段時間里，如果電力不能完全傳輸?shù)诫娋W(wǎng)中，就會有一部分被系統(tǒng)吸收，從而導致容量和電壓急劇上升，如果不及時處理，就會出現(xiàn)電磁力矩突變等問題，嚴重影響變頻器的工作性能，甚至可能造成安全事故。

3.風機發(fā)電系統(tǒng)變頻器故障診斷

3.1安裝配置故障診斷

由于電子產(chǎn)品具有高度的隱蔽性和對周圍環(huán)境的敏感性，所以在設(shè)備的安裝中，要保證其始終處于正常工作狀態(tài)，并采取相應(yīng)的保護措施，以減少設(shè)備失效的危險。變頻調(diào)速器是一種高精度的產(chǎn)品，它對安裝和工作環(huán)境的要求較高，所以維修人員要在合適的氣候條件下進行檢測，以保證維修平臺的穩(wěn)定，從而不會給變頻器帶來任何損傷。其次，在運行時，維修人員要依據(jù)當?shù)氐墓╇娨蟠_定合適的參數(shù)，以免影響到風機的運行。如果發(fā)現(xiàn)變頻設(shè)備的參數(shù)設(shè)定有問題，必須向生產(chǎn)廠商反映，使其調(diào)節(jié)參數(shù)，以免對工作產(chǎn)生額外的影響。

3.2待機負載運行調(diào)試

為了保證風機機組的變頻調(diào)速裝置一直處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，維修人員可以根據(jù)負荷的變化來調(diào)節(jié)傳動系統(tǒng)和各模塊的參數(shù)，從而保證電機的運行風險得到及時處理。首先，要制定合適的參數(shù)，讓電機按照控制系統(tǒng)的要求工作。第二，要對設(shè)備中的其它功能部件進行調(diào)試，并根據(jù)當?shù)仫L力發(fā)電系統(tǒng)的需求來調(diào)整組件的工作頻率。第三，對變頻器的連接進行調(diào)試，在對其進行簡單的檢查工作后，如果有主機的話，就必須將控制線與主機相連，保證變頻器的工作狀態(tài)，保證變頻器的可控性。此外，當變頻器旁邊裝有接觸器時，必須將與之配套的設(shè)備全部安裝到配電箱中，以便隔離外部環(huán)境對其產(chǎn)生的影響，方便以后的維修工作。在變頻調(diào)速裝置發(fā)生故障時，旁路接觸器可根據(jù)供電狀況自動切換到旁路，從而保證風機機組的工作品質(zhì)。

3.3變頻器維護工作分析

（1）對變頻調(diào)速系統(tǒng)的維護，必須得到管理者和維修者的高度關(guān)注。公司應(yīng)按規(guī)定安裝產(chǎn)品說明書，制訂詳細的維修檢查并嚴格執(zhí)行。同時，在設(shè)備布置上要充分考慮到變頻器的實際情況，并盡可能地根據(jù)所需的環(huán)境來進行安裝，保證其安全、可靠地運行。（2）對各部件進行適當?shù)木S修，以保證絕緣涂料等保護措施的執(zhí)行，并定期更換絕緣柱，防止碳化。同時，為了保證變頻器的正常工作，還必須對其進行更加細致的接線，保證不會有任何裸露的金屬暴露，從而保證變頻器的穩(wěn)定運行。（3）在變頻器設(shè)備的檢測期間，應(yīng)對其內(nèi)部的輸入、輸出、逆變、整流等各部分進行全面的檢查，以保證其工作狀態(tài)，從而減少出現(xiàn)故障的幾率。（4）變頻風機是一種輔助內(nèi)部部件散熱的設(shè)備，所以為了安全起見，維修人員在斷電維修過程中必須用手轉(zhuǎn)動葉片，以確定是否有堵塞，如果有，應(yīng)該進行潤滑或更換，以保證變頻設(shè)備的工作始終保持穩(wěn)定。

4.變頻器故障診斷技術(shù)優(yōu)化對策

4.1神經(jīng)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

通過對該網(wǎng)絡(luò)模型中的顯、隱兩個層面的數(shù)據(jù)進行分析，可以對變頻器的故障類型進行粗略的判定。在解決了實際問題之后，確定了種類，就可以制定出相應(yīng)的對策。將神經(jīng)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以將變頻器的運行狀態(tài)統(tǒng)一顯示在神經(jīng)網(wǎng)中，通過對數(shù)據(jù)的采集可以更精確地判斷出變頻器的故障類型。

4.2小波分析技術(shù)對信息的處理

小波分析是當前信息處理中的一個重要手段。簡單來說，小波分析是一種利用小窗進行數(shù)據(jù)分析的方法，通過這種方法可以使小窗的狀態(tài)發(fā)生變化，使其位置發(fā)生變化。在使用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的情況下，能夠得到更加精確的數(shù)據(jù)，而當一個小窗口與數(shù)據(jù)相匹配的時候，就可以對這些數(shù)據(jù)進行分析和處理，從而明確地判斷出變頻設(shè)備的故障。

結(jié)束語

在風電機組中，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用不僅可以為風電機組提供更好的調(diào)整，保證機組的使用品質(zhì)和運行的穩(wěn)定性，而且還可以通過故障診斷和優(yōu)化，進一步提高風電機組的可靠性。因此，在對風機機組的故障進行分析時，應(yīng)先弄清其可能發(fā)生的類型和特性，并詳細的審核程序和數(shù)據(jù)，以便為以后的風機機組運行提供更充分的技術(shù)支持。

參考文獻

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