风力发电机组ABB变流器并网开关MCB改造

风力发电机组ABB变流器并网开关MCB改造

发表时间：2018-01-10T10:16:10.337Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：杨志旗

[导读] 摘要：在风力发电系统中，风电机组的变流器形式有许多种，形式不同，性能不同，运行维护量大小也不同。

（国电电力宁夏新能源开发有限公司宁夏银川 75000）

摘要：在风力发电系统中，风电机组的变流器形式有许多种，形式不同，性能不同，运行维护量大小也不同。目前，风电机组的变流器大概外资品牌和民族品牌之分，外资品牌主要有维斯塔斯、歌美飒、GE风能、瑞其能、埃纳康、苏斯兰、西门子等；民族品牌主要有金风科技、联合动力、华锐风电、明阳风电、湘电风能、上海电气、远景能源、东汽风电、海装风电、南车风电、运达风电、华创风能、许继风电、华仪风能等多种形式。

关键词：风电机组，变流器，开关，接触器等

1.情况介绍：

XX风电场装机容量为148.5MW,安装了99台1500kw的风机，风机采用联合动力UP-82 1500kw的机型，其中三种型号，有ABB变流器31台、日立变流器66台、龙源变流器2台。

2.改造前运行方式：

2.1改造背景

SACE断路器的电气寿命为10000次，目前风机年平均并网/脱网次数在3000次左右，SACE断路器在使用一段时间后如果维护不及时可能会导致一些其他故障。而接触器的电气寿命为5万次，机械寿命50万次，分合频率1次/min，常规条件下每6年检查主触头。

2.2改造目的

在没有接触器时，断路器每次并网/脱网时都要动作，每次分段时间为100ms。改造后接触器每次并网/脱网时动作，正常情况断路器不动作，分段时间为35-55ms。ABB一、二代变频器加装定子接触器的升级改造。该改造将有利于降低故障，提升设备可靠性，并延长设备寿命。加装定子接触器，通过接触器开断正常工作电流，有效降低MCB开关动作次数，提高MCB的安全性,保证机组安全稳定运行。

2.3改造方式

硬件方面：增加接触器，对一些相关部件的布局进行调整；改变逻辑，增加接触器，改变接线方式。

软件方面：ISU,软件更新为IWXR7330，INU软件更新为AJXC2350。

2.4 ABB变频器MCB改造安全注意事项

2.4.1对ABB的改造材料进行仔细检查(根据ABB改造作业指导书中的材料表对照)，查看改造材料是否齐全，以免造成改造工作因材料不全而中断，造成风机超长停机，给业主造成发电损失。

2.4.2仔细准备好工具，特别是专用工具的准备，如加长杆、万向转接头、兆欧表等，以免因工具的不合适，给设备改造造成重大质量隐患。开始作业前，必须到办理停电工作票，实行工作票办理与终结制度，停电、验电、确保无人再送电能严格执行。

2.4.3进入现场的所有人员必须戴好安全帽，防止工作中从塔底平台上跌落及风机高空落物、磕碰造成伤害。

2.4.4在改造工作中，所有人员必须戴手套，防止手部刮伤。

2.4.5按照顺序，先将风机停机，将塔底柜上的维护按钮打在维护状态，并将维护钥匙拔出；断开塔底柜400V、690V电源；将塔底柜内的所有开关拉开（包括24V电源）。

2.4.6先断开箱变低压侧690V电源，再断开箱变高压侧（35KV、10KV、6KV）电源，在箱变侧挂好“禁止合闸，线路有人工作！”警示牌。

2.4.7断开ABB变频器上的所有开关（变频器柜门上的所有操作手柄；柜内部的断路器F5、F8、F9）、F2瓷插保险(200A)，防止做完工耐压试验、上电损坏其他柜内元器件。

2.4.8断开风机UPS电源（低电压穿越）。

2.4.9将变频器上MCB摇出，并用钥匙锁上机械锁，确保网侧690V电源与变频器隔离，防止人员触电；或上电测试时防止MCB断路器与并网接触器同时吸合造成变频器模块单元发生爆炸事故。

2.4.10在动手拆变频器之前，用万用表测量网侧690V的240电缆的对地、相间电压，确认网侧已经停电。

2.4.11断开网侧电源5分钟后，依次拆除变频器柜并网柜体的后侧、塔筒侧的防护盖板，放置在塔筒平台与塔筒壁的空隙处，避免占用改造作业的有限空间。

2.4.12拆除变频器前方的防护罩（并网柜、网侧接线柜、模块直流铜排处），放置在变频器顶部。

2.4.13将拆除盖板、防护罩的固定螺栓用事先准备的盒子收集好，防止丢失或掉落变频器内部引起短路。

2.4.14拆除并网柜内加热器，注意不要拆错上方MCB支架的固定螺栓，以免漏装造成大的设备隐患，并防止加热器电源接线小螺栓掉落造成柜内短路或恢复困难。

2.4.15拆除MCB发电机侧的铜排上的电压互感器、电流互感器控制线、；拆除与此铜排相关连的绝缘子支架横梁（两道）；拆除与MCB相关联的M12螺栓，将相关螺栓收集好。

2.4.16两人将网侧三相铜排抬出，由于铜排较重，注意脚部防砸。

2.4.17将抬出的网侧铜排放置在空旷地方，拆除铜排上的两个电流互感器，防止电流互感器受压、撞击损坏，恢复困难。

2.4.18安装并网接触器下端的铜排时，先紧固每相铜排两端的固定螺栓，在紧固绝缘子上的螺栓，防止绝缘子因操作不当损坏。

2.4.19搬运并网接触器到变频器后方时，要多人配合，防止砸伤。

2.4.20改造时，注意MCB下方铜排定位梁的安装，先固定定位梁，在穿固定螺栓，防止螺栓位置的偏移，造成安装困难，确保安装质量。

2.4.21将并网接触器上装的分别安装并将M12螺栓紧固并打70NM力矩安装改造、验收时，母排的所有螺栓必须全部紧固并打力矩划防松标识，谨防大电流过热烧毁变频器。

2.4.22控制线安装改造，确保接线正确、牢固，谨防并网接触器与MCB同时吸合，造成变频器爆炸事故。

2.4.23铜排安装与接线工作完成后，对所做的工作进行仔细检查，至少两个人检查三遍以上，确保铜排螺栓力矩紧固没有遗漏，并用记号笔划上防松标记；仔细校线核实确保接线百分之百。

2.4.24给变频器母排做耐压测试前，仔细检查断路器与保险，确认在断开状态。用万用表测量铜排对地、相间电阻为无穷大，再进行耐压测试工作，确保模块及其他设备免受损坏。

2.4.26用1000V的电压对变频器三相铜排对地测试，分三段进行（即网侧、并网接触器与MCB之间、发电机侧），绝缘数值保证在50兆欧以上。

2.4.27耐压测试必须一人进行，其他人员应该远离变频器，测试完毕应放电，确保人员安全。

2.4.28耐压测试完成之后再进行发电机电缆压接工作，确保发电机240电缆压接可靠并且固定螺栓打力矩划标识、铜鼻子不变形保证接触面，避免电缆过热烧毁变频器。

2.4.29发电机电缆压接完成，对变频器仔细检查，防止将工具、螺栓及其他材料遗留在变频器中，造成变频器短路事故。

2.4.30耐压测试合格之后，将F2保险装上，并将断路器F5、F8、F9合上，防止防护罩安装之后造成返工或遗忘，确保设备安全。

2.4.31上电前须将变频器盖板、安全防护罩、防护网、电缆防护套全部安装到位，确保人员、设备安全。

2.4.32风机上电，人员必须全部撤出塔筒，确保人员安全。

2.4.33逻辑测试时，必须将风机塔底柜打在维护状态；采取严格措施，防止MCB与并网接触器同时吸合造成变频器爆炸事故。（确保MCB断路器在分闸状态，并锁上机械锁，杜绝并网接触器误动作等。） 2.4.34变频器改造完成风机并网时，所有人员撤离塔筒，确保人员安全。

2.4.35所有改造工作结束，做到“工完、料净、场地清”。 3结论

加装定子接触器,通过接触器开断正常工作电流,有效降低MCB开关动作次数,提高MCB的安全性,减少了断路器的动作频率,因而降低了断路器发生故障的可能性。保证机组安全稳定运行。

参考文献

1 风力发电机设计与运行维护北京机械工业出版社 2风力发电机理论基础. 中国电力出版社