黃廣義

（新疆金風(fēng)科技股份有限公司，北京100000）

1 機(jī)組信息

機(jī)組配置：87/1500kW 自主變流 VENSYS變槳 高瀾水冷

故障時間：2014年2月4日

故障機(jī)位：FD2-41

故障風(fēng)速：9.29 m/s

環(huán)境溫度：3.5℃

2 故障現(xiàn)象描述

2014年2月4日遼寧北票中電投臺吉營項(xiàng)目41號機(jī)組出現(xiàn)三相電流不平衡故障?，F(xiàn)場人員到達(dá)機(jī)位后發(fā)現(xiàn)故障燈亮起，檢查線路主回路未發(fā)現(xiàn)異常，電流互感器外觀完好，復(fù)位后機(jī)組故障消除，機(jī)組可正常運(yùn)行，但是觀察三相電流發(fā)現(xiàn)B相電流值始終比A相和C相小20%左右，當(dāng)功率達(dá)到1500kW以后機(jī)組報出故障。故障F文件如下圖1所示。

圖1 F文件截圖

3 故障原因分析

通過查閱資料可知，三相電流不平衡故障解釋為：三相電流之間差值的絕對值的最大值大于有功功率乘以系數(shù)0.05后加上系數(shù)150的和，持續(xù)1秒鐘，風(fēng)機(jī)報此故障。執(zhí)行快速停機(jī)過程，可以自動復(fù)位。

由此可以看出機(jī)組故障確實(shí)存在電流不平衡，那么就要對該問題進(jìn)行如下分析：①通過面板和故障文件分析具體哪一相電流造成故障報出。②結(jié)合變流實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)一步判斷該相電流出現(xiàn)偏差來源，是測量回路出現(xiàn)問題，還是該相電流本身偏低。③如果是測量回路出現(xiàn)問題導(dǎo)致電流偏低，需要再進(jìn)一步判斷是器件問題，還是此回路接線問題。④如果是三相電流本身確實(shí)存在偏低現(xiàn)象，再進(jìn)一步判斷是變流器系統(tǒng)內(nèi)部問題，還是變流系統(tǒng)之外問題。

基于以上想法，出現(xiàn)該故障原因主要有：①網(wǎng)側(cè)動力電纜出現(xiàn)虛接或短路。如果網(wǎng)側(cè)動力電纜出現(xiàn)虛接或短路直接造成該相電流偏大，同時還可能出現(xiàn)打火現(xiàn)象。虛接或短路問題可直接通過觀察即可排除。②變流器內(nèi)部出現(xiàn)問題。如果變流器內(nèi)部出現(xiàn)問題，在逆變過程中可能會造成某項(xiàng)逆變失敗，電流偏低現(xiàn)象。判斷變流器是否有問題可以利用變流器軟件對變流器出口電流進(jìn)行在線監(jiān)測，觀察其是否出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。③檢測回路線路出現(xiàn)虛接或短路。電流檢測回路主要如下圖2所示，具體為從電流互感器開始連接到變流柜內(nèi)1×4端子排，再經(jīng)過一條4×1.5的7米電纜從變流柜連接到主控柜內(nèi)，進(jìn)入端子排×16.1后再進(jìn)入電能表。因此通過檢測該段線路和測量通斷即可判斷問題所在。④電流互感器。電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的，由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時，它的二次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。因此，電流互感器一二次線圈出現(xiàn)問題有可能造成測量值不正常。檢查電流互感器是否損壞通?？梢酝ㄟ^測量二次回路的內(nèi)阻或者調(diào)換方法。⑤檢測元件PAC3200出現(xiàn)問題。

圖2 電流檢測回路圖

4 故障處理過程

于是，現(xiàn)場人員對41#機(jī)組進(jìn)行一一排查，具體過程如下。

首先，通過故障B文件對三相電流作圖如下圖3所示，可以看出三相電流發(fā)現(xiàn)B相電流始終比其他兩相偏小，功率越高偏差值越大。初步判斷為B相電流應(yīng)該為故障線路。

為了進(jìn)一步確定B相電流出現(xiàn)偏差是測量回路出現(xiàn)問題導(dǎo)致，還是該相電流本身偏低導(dǎo)致故障報出，可以通過金風(fēng)自主變流就地監(jiān)控軟件對變流器網(wǎng)側(cè)單元出口電流進(jìn)行在線監(jiān)測，數(shù)據(jù)如圖4所示。

結(jié)合上圖可以發(fā)現(xiàn)ABC三相電流值相差無幾，均在正常范圍內(nèi)波動。因此，可以判斷該故障是由于電流檢測回路出現(xiàn)問題導(dǎo)致的。

圖3 三相電流波形圖

圖4 電流監(jiān)測截圖

然后，現(xiàn)場人員對檢測回路進(jìn)行一一排查，當(dāng)排查到變流柜到主控柜連接電纜時發(fā)現(xiàn)兩端接口處都出現(xiàn)了明顯的老化現(xiàn)象，如圖5所示。面對該現(xiàn)象現(xiàn)場人員分析可能是由于電纜老化造成電纜出現(xiàn)內(nèi)阻增大可能，導(dǎo)致電流互感器傳送信號衰減，進(jìn)而造成三相電流出現(xiàn)偏差[1]。于是對連接電纜進(jìn)行了更換，但是更換完畢后電流偏差仍然存在，故障仍未徹底消除。

最后，對B相和C相電流互感器進(jìn)行了調(diào)換，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象轉(zhuǎn)移，因此可以最終判定為電流互感器出現(xiàn)損壞造成此故障，更換后機(jī)組恢復(fù)正常。

圖5 損壞照片

5 結(jié)語

此次故障最終是由于電流互感器損壞，導(dǎo)致三相電流檢測出現(xiàn)偏差，進(jìn)而導(dǎo)致故障發(fā)生。由于機(jī)組電流互感器拆卸極其煩瑣，并且動力電纜上下又無法使用鉗形電流表，所以只能通過由簡到繁的排除法對其進(jìn)行一一排查，最終找出故障點(diǎn)。同時，在處理故障過程中要充分利用手中的便利條件進(jìn)一步分析，如本文中利用變流軟件確認(rèn)變流器輸出電流正常。此外，這種思路同樣可以延伸到電壓互感器方面問題以及變壓器問題等等。經(jīng)過這次故障的處理對機(jī)組故障分析有了很大的進(jìn)步。