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優化風冷SVG除塵防潮方式降低故障率

  發表時間:2021年07月09日  點擊數:544 次

優化風冷SVG除塵防潮方式降低故障率

寧夏嘉澤新能源股份有限公司 梁鵬

  作者簡介

  梁鵬,男,寧夏嘉澤新能源股份有限公司質量安全部副主任,從事新能源運維及新建項目質量安全監督管理。

  【摘 要】本文通過對某風電場近三年SVG故障統計,故障信息主要有直流不平衡和通信故障,故障發生環境均是雨天或潮濕季節,功率單元體監測板采樣異常觸發SVG保護動作跳閘,進行分析總結提出優化改進措施。

  【關鍵詞】風冷 SVG 優化 除塵 降低 故障

  一、引言

  早期風電場、光伏電站都配置風冷式的SVG裝置,SVG裝置安裝于建筑物內,隨著運行時間的增長,SVG柜體內功率單元體受到溫濕度、灰塵的影響,加劇功率單元體內部元器件老化,引發SVG故障停運。

  二、統計分析

  結合以下統計表,某風電場近三年SVG故障信息看出,功率單元體故障必會導致監測板采樣異常,監測數據異常必會導致SVG故障停機;但監測板采樣異常不一定是功率單元體本身故障,很大程度是監測板本身的問題,同樣會導致SVG故障停機。整體看,監測板采樣異常導致SVG跳閘的幾率很大,監測板的防塵防潮防護措施尤為重要。

 

  監測板安裝于功率單元體上,無任何防塵防潮措施,長期處于SVG散熱風道內。SVG室內負壓較大,SVG本身散熱風量遠大于室內進風量,在雨季或潮濕季節,SVG本體吸入潮氣和灰塵,潮氣侵蝕功率單元體和監測板,最終導致監測板受潮積灰出現故障。通過近幾次廠家現場指導和排查工作,也證實SVG柜體內部受潮積灰演變成電子元器件受損。

  備注:功率單元體功能為輸出直流電壓,功率單元體監測板功能為采集單元體直流電壓并反饋控制器,GMLINK板功能為通信反饋控制器。1套SVG共36個功率單元體,每相12個,每個功率單元體本體配1個監測板,1套SVG配1個控制器,1個控制器配1個GMLINK通信板。

功率單元體及安裝單元體的監測板

控制器(安裝通信板卡、電源板、光纖驅動板等)

功率柜(拆除功率單元體后)

功率柜清灰

  三、原因分析

  SVG故障停機的原因可分為功率單元體本身問題和功率單體監測板問題,這兩種問題均通過監測板反饋控制器動作跳閘。

  1、元器件老化

  (1)功率單元監測板安裝于功率單元體上、無任何防塵罩,監測板電子元器件上也無防塵防潮硅膠(新更換的監測板均涂刷了防潮硅膠),在工作環境不達標的情況下,存在功率單元體和監測板內部元器件老化受損,造成監測板采樣數據異常,導致SVG保護動作跳閘。

  (2)經過廠家到電場進行SVG排查確定,功率單元體監測板上的小元器件電阻受損,影響監測板采樣值,監測板采樣值有上下限值,超過此限值直接啟動保護動作跳閘,實際的運行數據個別采樣值均接近此上限值,而SVG故障時的采樣值均大于或小于上下限值。

  2、室內存在負壓,SVG柜體內部吸入潮氣、積灰,影響功率單元體和監測板的工作環境

  (1)SVG柜體內部功率單元體正常工作時散發熱量,通過柜體后部的散熱風扇、將熱量排出室外,達到降低功率單元體溫度的目的,從室內通風效果看,室內負壓感明顯,說明進風量遠小于排風量。從運行情況下,未發生因功率單元體溫度高的故障,說明通風散熱方式較佳。

  (2)SVG柜體散熱風扇一直運轉,再向室外排出熱量的同時,會吸入大量的冷風用于冷卻,此時在風塵季吸入大量灰塵、雨季吸入大量的潮氣,長期侵蝕電子元器件致老化受損。

  3、巡視機制不完善

  (1)SVG控制器人機面板顯示的信息較為全面,不僅包括SVG運轉狀態、功率輸出值等,還包括36個功率單元體的直流電壓。風電場投運日期較早,中控室未設置SVG控制臺,SVG上述信息未全部接入監控后臺,導致存在告警信息或數據異常時不能及時監控到,電場只能采用人工方式進行日常定期巡檢時,早晚各1次。

  (2)日常巡視重點只關注SVG功率輸出和設備告警信息,對各功率單元體直流電壓和電流值未進行巡查和分析,實際設備運行時存在功率單元體單個電壓越限的可能性,不能第一時間發現SVG的潛在故障信息。

  四、優化措施

  1、檢修機制不合理

  采購具有防潮防塵工藝的監測板,逐步更換舊的無防塵防潮的監測板。

  2、通風系統優化、改造

  借鑒行業內通風系統改造方案,電場利用檢修排查窗口,將SVG本體散熱方向由室外改為室內形成內循環方式。從改造效果看,室內負壓明顯減弱,同時提高室內溫度降低濕度,防塵防潮效果明顯,緩解SVG設備受潮影響,推廣其它電場的風冷SVG進行通風系統改造。

改造前(出風口通向室外)

改造后(出風口內置、封堵室外口)

  3、優化巡檢機制

  (1)將功率單元體采集值列入日常巡視內容,對于功率單元體監測板直流電壓接近上限值的單體列為重點監測對象,提高監測頻次,并及時進行預防性更換監測板。

  (2)SVG室內懸掛溫濕度計,室內濕度控制在80%以內,超過75%時可放置吸水材料或除濕盒,進行除潮。

  4、合理調控設備檢修維護

  (1)每年對各套SVG設備應主動申請停電檢修、檢查,周期至少一次,檢修內容包括柜體內部清灰、功率單元體拆卸清灰、功率單元體單體測試等。

  (2)功率單元體重量達100kg,柜體內部拆裝功率單元體較為困難,建議采購小型升降車,便于拆裝、清理功率單元體。

  (3)每月定期對不影響SVG正常運行的設備本體濾網、SVG室通風窗濾網進行清洗更換,積灰嚴重時可增加清洗頻次。

  (4)對SVG進行全面檢修、清灰工作,制定啟機運轉機制,確保設備的完好性。

  五、結束語

  通過優化技術改造、優化管理措施、完善巡檢機制、合理檢修維護,很大程度降低風冷SVG故障率,進一步提高風冷SVG的使用壽命。

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