风力发电专用的ABB变频器故障检测系统技术方案

风力发电专用的ABB变频器故障检测系统，该风力发电专用的ABB变频器故障检测系统包括，将工频电源变换为直流功率的整流器，降低电压脉动的储能滤波单元，将直流功率变换为交流功率的逆变器，以及控制系统；其中，整流器、储能滤波单元和逆变器形成主回路；其中，整流器上端子接380V交流电源，下端子接储能滤波单元；储能滤波单元的输出端连接逆变器，逆变器输出连接拖动电机。本实用新型专利技术用变频器拖动电动机来检测变频器故障，能够使运维人员快捷的查出设备故障，有效提高工作效率，减少运维人员工作量。本专利对故障模块的故障检测，优势在于无需将模块重新装入风机进行试验，在检修模块健康情况未知的情形下，可防止设备故障进一步扩大，损坏模块。

Fault detection system of ABB inverter for wind power generation

ABB frequency converter fault detection system for wind power generation. The ABB frequency converter fault detection system for wind power generation includes converting power supply into DC power rectifier, energy storage filter unit for reducing voltage ripple, inverters for converting DC power into AC power, and control system. The main circuit consists of a rectifier, an energy storage filter unit and an inverter. The upper terminal of the rectifier is connected with 380V AC power supply, and the lower terminal is connected with an energy storage filter unit. The output terminal of the energy storage filter unit is connected with an inverter, and the output of the inverter is connected with a drive motor. The utility model uses the frequency converter to drive the motor to detect the fault of the frequency converter, which can enable the operation and maintenance personnel to quickly find out the fault of the equipment, effectively improve the work efficiency and reduce the workload of the operation and maintenance personnel. The advantage of this patent for fault detection of fault module is that it does not need to reload the module into the fan for testing. In the case of unknown health condition of the maintenance module, it can prevent further expansion of equipment failure and damage of the module.

【技术实现步骤摘要】
风力发电专用的ABB变频器故障检测系统
本技术涉及变频器故障检测领域，具体讲是一种风力发电专用的ABB变频器故障检测系统。
技术介绍
近十多年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透，变频交流调速已逐渐取代了过去的滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统。几乎可以说，有交流电机的地方就有变频器的使用。其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。鲁能小草湖风电场一期华创CCWE-1500/70DF风机机组采用ACS800-67型号变频器，该变频器适用于双馈异步风力发电机系统。发电机定子通过断路器直接连接到电网。发电机转子则通过变频器连接到电网。该变频器由电机侧变流器，直流电路及网侧变流器等部分组成。由于吐鲁番地区气温过高，机组运行过程中，IGBT长期处于高温状态，造成设备绝缘老化，大量的风沙及灰尘引起变频器内部短路。这些现象导致变频器相对故障率偏高，造成了不必要的非计划停运，本项目介绍了一种对ABB变频器的故障检测技术，使运维人员在长期从事设备维修工作中掌握故障处理的规律，做好变频器的维修工作。目前本风力发电厂对于风电机组用的变频器故障的检测，都是直接将变频器模块拉入大型实验室中模拟整个风力发电机的发电过程来检测变频器故障。整个运输过程繁琐，耗费人力物力，造成故障风电机组停运时间太长。本风力发电厂对于风电机组用的变频器故障的检测的缺点体现为：整个检测系统拖动的负载不足，只能拖动小功率的电机，难以模拟真正的风力发电机组模型。除此之外，变频器在正常使用数年后，就进入设备的故障期，经常会出现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等故障现象，严重影响其正常运行，变频器故障分类根据变频器发生故障或损坏的特征，一般可分为两类；一种是在运行中频繁出现的自动停机现象，这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适，或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象，其处理措施较为简单，可根据随机说明书上提供的指导方法，进行处理和解决；另一类是由于使用环境恶劣，导电粉尘引起的短路、高温造成绝缘降低或击穿等突发故障（严重时，会出现打火、爆炸等异常现象）。这类故障发生后，由于风机自身软件故障列表限制，变频器报故障时故障代码只显示1413变频器跳闸故障，其处理方法较难判断，一般对变频器进行解体检查或整体换件，耗费大量人力物力。为解决此类问题，本技术在此提供一种新型风力发电专用的ABB变频器故障检测系统。
技术实现思路
因此，为了解决上述不足，本技术在此提供一种风力发电专用的ABB变频器故障检测系统；本系统改机年后用变频器拖动电动机来检测变频器故障，能够使运维人员快捷的查出设备故障，有效提高工作效率，减少运维人员工作量。本技术是这样实现的，构造一种风力发电专用的ABB变频器故障检测系统，该风力发电专用的ABB变频器故障检测系统包括，将工频电源变换为直流功率的整流器，降低电压脉动的储能滤波单元，将直流功率变换为交流功率的逆变器，以及控制系统；其中，整流器、储能滤波单元和逆变器形成主回路；其中，整流器上端子接380V交流电源，下端子接储能滤波单元；储能滤波单元的输出端连接逆变器，逆变器输出连接拖动电机。本技术用变频器拖动电动机来检测变频器故障，能够使运维人员快捷的查出设备故障，有效提高工作效率，减少运维人员工作量。本专利对故障模块的故障检测，优势在于无需将模块重新装入风机进行试验，在检修模块健康情况未知的情形下，可防止设备故障进一步扩大，损坏模块。本技术具有如下优点：（1）以往对于故障原因不明的变频器模块，只能整体更换，整个网侧模块售价约18万元左右，模块整体返厂维修需3万元左右，而购买IGBT板价格约1.4万元，维修只需0.25万元，其余备件也仅需几千元，通过该检测技术查找出具体需更换的部件后，风场只采购和维修一些简单备件，节约大量不必要的维修费用。（2）目前市场上大部分变频器拖动电机产品都用于降低电机的启动电流或提高启动转矩，但没有应用于变频器故障检测方面的案例，此ABB变频器故障检测技术运用反向思维，用变频器拖动电动机来检测变频器故障，能够使运维人员快捷的查出设备故障，有效提高工作效率，减少运维人员工作量。本专利对故障模块的故障检测，优势在于无需将模块重新装入风机进行试验，在检修模块健康情况未知的情形下，可防止设备故障进一步扩大，损坏模块。附图说明图1是本技术系统整体框图；图2是本技术控制系统部分框图。其中：整流器1，储能滤波单元2，逆变器3，控制系统4，拖动电机5，控制单元6，电压电流检测模块7，电动机速度检测模块8，运算模块9，驱动模块10，保护电路11。具体实施方式下面将结合附图1-图2对本技术进行详细说明，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术通过改进在此提供一种风力发电专用的ABB变频器故障检测系统，如图1-图2所示，该风力发电专用的ABB变频器故障检测系统包括：将工频电源变换为直流功率的整流器1，降低电压脉动的储能滤波单元2，将直流功率变换为交流功率的逆变器3，以及控制系统4；其中，整流器1、储能滤波单元2和逆变器3形成主回路；其中，整流器1上端子接380V交流电源，下端子接储能滤波单元2；储能滤波单元2的输出端连接逆变器3，逆变器3输出连接拖动电机5。本技术所使用的整流器1为二极管的变流器。如图2所示，本技术控制系统4具有控制单元6、电压电流检测模块7、电动机速度检测模块8、运算模块9、驱动模块10；其中，电压电流检测模块7的输出端连接控制单元6，电动机速度检测模块8的输出端连接控制单元6，控制单元6的输出端连接运算模块9，运算模块9的输出通过驱动模块10连接拖动电机5。控制系统4还具有保护电路11；控制单元6的输出端连接保护电路11，保护电路11外接逆变器3和拖动电机5。本技术所使用的控制单元6为RDCU控制单元。本技术所使用的拖动电机为异步电机。下面结合附图本技术进行详细说明：此风力发电专用的ABB变频器故障检测系统由五部分组成：1、将工频电源变换为直流功率的“整流器”；2、将直流功率变换为交流功率的“逆变器”；3、保持直流母线电压恒定，降低电压脉动的储能环节；4、对异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路；5、拖动电机。“整流器”使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。其中上端子接380V交流电源，下端子接滤波单元。其中，储能滤波单元可以保持直流母线电压恒定，消耗过多的回馈能量，降低上电冲击电流。其中，“逆变器”同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。此系统中逆变器为待测ABB模块，通过整个系统来综合判断该模块的运行状况。控制系统4有频率、电压的“运算模块”，主电路的“电压电流检测模块”，电动机的“速度检测模块”，将运算模块的控制信号进行放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.风力发电专用的ABB变频器故障检测系统，其特征在于：包括将工频电源变换为直流功率的整流器（1），降低电压脉动的储能滤波单元（2），将直流功率变换为交流功率的逆变器（3），以及控制系统（4）；其中，整流器（1）、储能滤波单元（2）和逆变器（3）形成主回路；其中，整流器（1）上端子接380V交流电源，下端子接储能滤波单元（2）；储能滤波单元（2）的输出端连接逆变器（3），逆变器（3）输出连接拖动电机（5）；控制系统（4）具有控制单元（6）、电压电流检测模块（7）、电动机速度检测模块（8）、运算模块（9）和驱动模块（10）；其中，电压电流检测模块（7）的输出端连接控制单元（6），电动机速度检测模块（8）的输出端连接控制单元（6），控制单元（6）的输出端连接运算模块（9），运算模块（9）的输出通过驱动模块（10）连接拖动电机（5）；控制系统（4）还具有保护电路（11）；控制单元（6）的输出端连接保护电路（11），保护电路（11）外接逆变器（3）和拖动电机（5）。

【技术特征摘要】
1.风力发电专用的ABB变频器故障检测系统，其特征在于：包括将工频电源变换为直流功率的整流器（1），降低电压脉动的储能滤波单元（2），将直流功率变换为交流功率的逆变器（3），以及控制系统（4）；其中，整流器（1）、储能滤波单元（2）和逆变器（3）形成主回路；其中，整流器（1）上端子接380V交流电源，下端子接储能滤波单元（2）；储能滤波单元（2）的输出端连接逆变器（3），逆变器（3）输出连接拖动电机（5）；控制系统（4）具有控制单元（6）、电压电流检测模块（7）、电动机速度检测模块（8）、运算模块（9）和驱动模块（10）；其中，电压电流检测模块（7）的输出端连接控制单元（6），电动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王政，曾小栗，刘志伟，马宁，白凡，常佳，赵文杰，
申请(专利权)人：鲁能新能源集团有限公司新疆分公司，
类型：新型
国别省市：新疆,65