引言
據(jù)統(tǒng)計，早期風電機組ABB變頻器90%運行年限超過8年以上，多數(shù)風機出現(xiàn)運行效率低，高溫報警、IGBT炸機故障頻發(fā)，這些故障嚴重影響了風機運行和風電場經(jīng)濟效益。處理這些疑難故障在風場檢修維護中變得極關(guān)緊要，根據(jù)合信銳風新能源多年的維修數(shù)據(jù)分析，造成該問題的根源在于ISU、INU功率模塊內(nèi)部的IGBT及其驅(qū)動板、驅(qū)動排線、風扇電源板、風扇控制板老化等綜合性因素。根據(jù)對ABB變頻系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)分析，通過對ISU、INU功率模塊進行升級改造，加上對變頻器進行全方位精細化組合技改服務(wù)，讓老舊變頻器重新煥發(fā)生機。
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案例一：變頻器頻報“溫度高”只能降低損益發(fā)電？
在高溫季節(jié)，一些風電場機組ABB風冷變頻器（ACS800）在滿功率運行時，多會出現(xiàn)“ISU OVERTEMP FLT、PP OVERTEMP ERATURE”等過溫故障現(xiàn)象。多數(shù)業(yè)主為了避免出現(xiàn)更大的問題，一般會選擇限制機組功率，降低自身發(fā)電量和收益來實現(xiàn)風機正常運行。
（1.5MW機組ABB變頻系統(tǒng)主拓撲結(jié)構(gòu)）
根據(jù)前期關(guān)于ABB變頻器的技術(shù)分析，因風電機組結(jié)構(gòu)運行環(huán)境的特殊性，不能給變頻器單獨配備凈化間和空調(diào)，導致ABB變頻器結(jié)構(gòu)緊湊性就由原有的優(yōu)勢變?yōu)榱觿荩瑫r為變頻器本體散熱遺留了運行隱患，散熱不好就會造成變頻器運行溫度居高不下。由于變頻器主要由電子元器件組成，如果長期運行在高溫環(huán)境下，將造成IGBT等器件異常損壞。高溫是所有電子設(shè)備壽命縮短的最主要的原因，因此，有效降低變頻器運行溫度是延長使用壽命的主要工作內(nèi)容。
失效類型按照時間可以分為：早期失效、偶然失效、耗損失效。我們目前開展的工作是在偶然失效期，通過采取合理措施延長偶然失效期的時間，達到機組電氣備件延壽的目的。設(shè)備一旦進入損耗失效期，將無法阻止其快速老化報廢，所以只能在損耗失效期到來之前的偶然失效期采取提前預(yù)防措施。
解決措施：深度維護+通風技改為業(yè)主降本增效
針對ABB變頻器模塊內(nèi)部的密閉環(huán)境，我公司對變頻器冷卻方案進行重新設(shè)計，通過改造增加專業(yè)定制集風罩、通風管道和散熱軸頻風扇，更改ABB變頻器原有的冷卻通風結(jié)構(gòu)及原散熱風扇控制方式。在變頻器柜體內(nèi)部、塔筒底層平臺分別安裝溫度傳感器監(jiān)測實時溫度，從而控制外接軸頻風機啟停，實現(xiàn)降溫工作，大大提高風機精細化管理效率。
02案例二：IGBT炸機和頻繁SC故障
由于變頻器長期未進行標準化運維處理及技術(shù)升級，導致機組長期運行時報出“電頻不平衡”等故障。驅(qū)動電路工作異常，驅(qū)動電路板發(fā)熱嚴重，炸機，并且風機在高溫大功率運行時頻報SHORT CIRC故障。風電業(yè)主嘗試多次部件維修后都未成解決該異常報警.
解決措施：（驅(qū)動板+IGBT）升級，一招解決模塊運行故障
經(jīng)過多方排查，合信銳風技改團隊發(fā)現(xiàn)，造成IGBT頻繁損壞原因在于IGBT驅(qū)動板設(shè)計集成度高，導致驅(qū)動板發(fā)熱量大；加上模塊本身設(shè)計緊湊，熱源無法快速散去，加速了IGBT失效。合信銳風研發(fā)團隊根據(jù)以上設(shè)備原因，重構(gòu)了IGBT驅(qū)動板，采取驅(qū)動和門級分裂，同時整合ISU、INU驅(qū)動信號，徹底解決了IGBT溫度高、炸毀導致ANIT-14C損壞等故障。
圖：技改后的前后對比
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變頻器技改價值分析
以某風場33臺風機全年損壞率為例，IGBT損壞數(shù)量38塊（其中12塊炸機），AINT板損壞16塊，風扇電源板損壞15塊，風扇控制板損壞12塊。每種故障停機時間按照1天計算，技改收益數(shù)據(jù)對比如下：
針對ABB變頻器專項改造，合信銳風新能源利用風電機組實測數(shù)據(jù)中各項性能參數(shù)進行分析比較，推出了綜合技改組合服務(wù)方案：IGBT模塊升級技改+通風技改+深度維護+物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，可使ABB變頻器故障率降低70%以上，生命周期維護成本降低80%以上。
合信銳風目前已為國內(nèi)發(fā)電企業(yè)的1000+以上風電場提供了相關(guān)技術(shù)服務(wù)和支持。并且針對進口變頻器開發(fā)出不同需求的維保附加增值服務(wù)，對維保的設(shè)備提供不同層級的質(zhì)保承諾。我們將最大限度的為業(yè)主降低系統(tǒng)的運維成本。
