【能源人都在看，點擊右上角加'關注'】
北極星風力發電網訊:【摘要】某風電場某風機變槳驅動器輸出側存在接地情況引起風機供電系統三相對零線電壓突增，造成風機上大部分230V用電器過壓損壞，本論文對其原因展開分析。
【關鍵詞】變槳驅動器 變頻器 接地 電壓異常 Multisim
來源：北極星風力發電網 作者：周磊
1 故障現象
某風電場風機現採用的變槳系統，變槳電機為永磁三相同步電機，由變槳驅動器（也稱變槳變頻器）驅動控制。SCADA系統顯示某風機報出變槳安全鏈故障、變槳軸2驅動器故障、機艙避雷器保護動作等故障，故障時刻軸2收槳滯後，嘗試復位後主控報出機艙防雷保護故障、變槳潤滑24V電源故障，三個變槳角度均在91°無法回到89°。初步分析機艙防雷模塊、變槳潤滑24V電源損壞，且變槳系統軸2存在故障。
就地塔底對主控系統進行復位，為電控系統供電的400V乾式變壓器有異音，同時塔底燈閃爍，塔底免爬器控制箱內冒煙，用萬用表測量發現復位時三相對地電壓均瞬間升高至300V以上，線電壓無明顯變化（均為400V左右），約2S復位結束後相電壓恢復正常（230V），登機檢查發現所有接至230V迴路的開關電源損壞（在線振動監測電源、變槳潤滑系統電源、變槳廢油收集系統電源），機艙防雷模塊失效3個（接至相線和地線的防雷模塊），偏航剎車230V整流橋損壞1個，輪轂230V燈損壞3個。初步分析可能是供電系統電壓突然升高所致，但未進行故障復位時測得供電系統各相電壓正常，懷疑復位時供電迴路有接地點，檢查乾式變壓器正常，將塔底給機艙供電的400V斷路器202Q1斷開之後復位，乾式變無異音，相電壓正常。斷開202Q1斷路器，將給輪轂供電的400V斷路器401Q4斷開之後復位，乾式變無異音，相電壓正常。確定引起電壓突變點在變槳系統，輪流對3個軸櫃進行手動變槳，軸1和軸3手動變槳正常，對軸櫃2手動開槳無反應，且開始變槳時塔底乾式變壓器有異音，測量相線對地電壓有突增，確定故障點在軸櫃2。測量軸2變槳電機無異常，對軸櫃2變槳驅動器至電機校線，發現V相不通且V相對地線導通，拆開軸櫃2C2哈丁頭時發現插頭無法正常拔出，當拆下時發現400V公針和母針已經融化粘連，絕緣套已燒熔，確定軸櫃2C2插頭哈丁頭內部V相出現斷線且驅動器輸出V相存在對地線放電現象。
2 故障分析
在實際工作中，因變槳驅動器（變頻器）輸出側接地引起的供電系統電壓升高且中性點直接接地系統三相相電壓同時升高現象極為少見，也很難用電工學一般知識解釋。風機400V供電系統中性點直接接地，N線和PE線共用，如圖4：
理論上對於中性點直接接地電力系統，中性點電位就被固定在零電位上，即便發生單相接地故障，由於大地對於電荷的容量為無窮大，大地的電位即中性點的電位仍為零，所以無故障相對地的相電壓不會變動。但本案例測得供電迴路三相對地的相電壓同時升高的情況，針對這一問題進行分析，因風電機組電控系統接地線與零線共用，設備接地保護線與供電系統零線相通，這種接地線和零線共接構成了電氣設備的重複接地。其作用是當接地線斷開或接地體電阻較大時減輕觸電危險；同時當設備帶電部分碰殼時，短路電流通過零線形成迴路，能加速線路保護裝置的動作。經分析發生供電電壓突變的原因為：當變槳驅動器輸出存在接地情況，變頻器啟動時，其輸出的交流電壓就會通過接地線、供電系統中性線（零線）疊加到供電變壓器低壓側工頻三相電源上。由於變頻器輸出的三相交流電壓頻率、初相位均不同於電源工頻電壓，變槳驅動器、供電變壓器通過接地線、零線等動力線路構成電流通路，所以就會引起不同頻率電源之間疊加現象，其疊加的程度與變頻器容量、工作頻率、初相位以及供電變壓器容量均有密切關係。變頻器容量越大，則疊加後的電壓越高，其危害程度也越嚴重。變頻器、電網、零線和接地線構成的電流迴路如圖5所示：
免責聲明：以上內容轉載自北極星風力發電網，所發內容不代表本平臺立場。全國能源信息平臺聯繫電話：010-65367702，郵箱：hz@people-energy.com.cn，地址：北京市朝陽區金臺西路2號人民日報社