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优化风冷SVG除尘防潮方式降低故障率

  发表时间:2021年07月09日  点击数:547 次

优化风冷SVG除尘防潮方式降低故障率

宁夏嘉泽新能源股份有限公司 梁鹏

  作者简介

  梁鹏,男,宁夏嘉泽新能源股份有限公司质量安全部副主任,从事新能源运维及新建项目质量安全监督管理。

  【摘 要】本文通过对某风电场近三年SVG故障统计,故障信息主要有直流不平衡和通信故障,故障发生环境均是雨天或潮湿季节,功率单元体监测板采样异常触发SVG保护动作跳闸,进行分析总结提出优化改进措施。

  【关键词】风冷 SVG 优化 除尘 降低 故障

  一、引言

  早期风电场、光伏电站都配置风冷式的SVG装置,SVG装置安装于建筑物内,随着运行时间的增长,SVG柜体内功率单元体受到温湿度、灰尘的影响,加剧功率单元体内部元器件老化,引发SVG故障停运。

  二、统计分析

  结合以下统计表,某风电场近三年SVG故障信息看出,功率单元体故障必会导致监测板采样异常,监测数据异常必会导致SVG故障停机;但监测板采样异常不一定是功率单元体本身故障,很大程度是监测板本身的问题,同样会导致SVG故障停机。整体看,监测板采样异常导致SVG跳闸的几率很大,监测板的防尘防潮防护措施尤为重要。

 

  监测板安装于功率单元体上,无任何防尘防潮措施,长期处于SVG散热风道内。SVG室内负压较大,SVG本身散热风量远大于室内进风量,在雨季或潮湿季节,SVG本体吸入潮气和灰尘,潮气侵蚀功率单元体和监测板,最终导致监测板受潮积灰出现故障。通过近几次厂家现场指导和排查工作,也证实SVG柜体内部受潮积灰演变成电子元器件受损。

  备注:功率单元体功能为输出直流电压,功率单元体监测板功能为采集单元体直流电压并反馈控制器,GMLINK板功能为通信反馈控制器。1套SVG共36个功率单元体,每相12个,每个功率单元体本体配1个监测板,1套SVG配1个控制器,1个控制器配1个GMLINK通信板。

功率单元体及安装单元体的监测板

控制器(安装通信板卡、电源板、光纤驱动板等)

功率柜(拆除功率单元体后)

功率柜清灰

  三、原因分析

  SVG故障停机的原因可分为功率单元体本身问题和功率单体监测板问题,这两种问题均通过监测板反馈控制器动作跳闸。

  1、元器件老化

  (1)功率单元监测板安装于功率单元体上、无任何防尘罩,监测板电子元器件上也无防尘防潮硅胶(新更换的监测板均涂刷了防潮硅胶),在工作环境不达标的情况下,存在功率单元体和监测板内部元器件老化受损,造成监测板采样数据异常,导致SVG保护动作跳闸。

  (2)经过厂家到电场进行SVG排查确定,功率单元体监测板上的小元器件电阻受损,影响监测板采样值,监测板采样值有上下限值,超过此限值直接启动保护动作跳闸,实际的运行数据个别采样值均接近此上限值,而SVG故障时的采样值均大于或小于上下限值。

  2、室内存在负压,SVG柜体内部吸入潮气、积灰,影响功率单元体和监测板的工作环境

  (1)SVG柜体内部功率单元体正常工作时散发热量,通过柜体后部的散热风扇、将热量排出室外,达到降低功率单元体温度的目的,从室内通风效果看,室内负压感明显,说明进风量远小于排风量。从运行情况下,未发生因功率单元体温度高的故障,说明通风散热方式较佳。

  (2)SVG柜体散热风扇一直运转,再向室外排出热量的同时,会吸入大量的冷风用于冷却,此时在风尘季吸入大量灰尘、雨季吸入大量的潮气,长期侵蚀电子元器件致老化受损。

  3、巡视机制不完善

  (1)SVG控制器人机面板显示的信息较为全面,不仅包括SVG运转状态、功率输出值等,还包括36个功率单元体的直流电压。风电场投运日期较早,中控室未设置SVG控制台,SVG上述信息未全部接入监控后台,导致存在告警信息或数据异常时不能及时监控到,电场只能采用人工方式进行日常定期巡检时,早晚各1次。

  (2)日常巡视重点只关注SVG功率输出和设备告警信息,对各功率单元体直流电压和电流值未进行巡查和分析,实际设备运行时存在功率单元体单个电压越限的可能性,不能第一时间发现SVG的潜在故障信息。

  四、优化措施

  1、检修机制不合理

  采购具有防潮防尘工艺的监测板,逐步更换旧的无防尘防潮的监测板。

  2、通风系统优化、改造

  借鉴行业内通风系统改造方案,电场利用检修排查窗口,将SVG本体散热方向由室外改为室内形成内循环方式。从改造效果看,室内负压明显减弱,同时提高室内温度降低湿度,防尘防潮效果明显,缓解SVG设备受潮影响,推广其它电场的风冷SVG进行通风系统改造。

改造前(出风口通向室外)

改造后(出风口内置、封堵室外口)

  3、优化巡检机制

  (1)将功率单元体采集值列入日常巡视内容,对于功率单元体监测板直流电压接近上限值的单体列为重点监测对象,提高监测频次,并及时进行预防性更换监测板。

  (2)SVG室内悬挂温湿度计,室内湿度控制在80%以内,超过75%时可放置吸水材料或除湿盒,进行除潮。

  4、合理调控设备检修维护

  (1)每年对各套SVG设备应主动申请停电检修、检查,周期至少一次,检修内容包括柜体内部清灰、功率单元体拆卸清灰、功率单元体单体测试等。

  (2)功率单元体重量达100kg,柜体内部拆装功率单元体较为困难,建议采购小型升降车,便于拆装、清理功率单元体。

  (3)每月定期对不影响SVG正常运行的设备本体滤网、SVG室通风窗滤网进行清洗更换,积灰严重时可增加清洗频次。

  (4)对SVG进行全面检修、清灰工作,制定启机运转机制,确保设备的完好性。

  五、结束语

  通过优化技术改造、优化管理措施、完善巡检机制、合理检修维护,很大程度降低风冷SVG故障率,进一步提高风冷SVG的使用寿命。

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