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摘要：风电机组变频器系统是风力发电机组控制系统的重要组成部分，对风电机组及电网安全、可靠、稳定运行有着重要的作用。本文就风电机组变频器系统的作用介绍，重点对东气 FD1500 型风机科孚德变频器系统三相电流故障处理进行分析介绍。

关键词：风电机组变频器系统;三相电流;故障分析

一.风电机组变频器系统的作用

双馈风电机组变频器是风电机组中非常重要的部件，变频器被连接在双馈异步发电机转子回路中，一方面提供不同的频率控制转差率，控制转矩转速，另一方面保证传输到电网电能频率为恒频50HZ。

二.故障分析处理

为了有效推进降低缺陷工作，提高工作效率指导员工及时处理变频器疑难故障，经过总结分析形成变频器故障处理记录，下面对变频器一疑难故障分析处理进行浅显介绍。

变频器系统在内部检测到系统自身故障后，通过将IOM16.23端子信号置低电平来通知主控系统。一般情况下，可以远程复位此类故障并重启风机，但是当此故障多次出现或不能复位时，需要通过变频器的后台监测系统来分析变频器的故障，并加以排除，还有在当发生NPR7001.14 short earth对地短路，NPR7002.6 DC link over voltage直流母线过压，NPR7002.9 Short circuit短路;NPR7003.2 Mains Frequency fault电网频率或相序错误;NPR7003.3 Vlink min直流母线电压低;NPR7003.10 over current过流;NPR7003.11 short earth对地短路（漏电）;MPR7002.8 Overcurrent过流;MPR7002.12 short earth对地短路等此类故障时，严禁在未查明故障原因的时候进行复位启机，特别是对地短路、过流等故障发生时，要检查导电轨、发电机定转子电缆及发电机定转子无异常，方可测试启机。但在一次回路保险发生故障，检测回路未能正确触发时变频器不能反映故障，下面将详细介绍这一故障的故障现象及处理方法。

1.故障名称：变频器系统三相电流故障

2.触发条件：在 LVRT 功能为‘禁止’ 或风机不在电压穿越状态，如果风机任一相电流和其余两相电流的平均值相差超过70A时，可触发状态码变频器系统三相电流不平衡。在电网故障自动复位设置为‘允许’时，风机每一相电流和其余两相电流均值相差都小于35A，可复位状态码。

3.故障现象1：当风电机组有功功率低于500KW时，如图1所示，主控监测风电机组线电压及相电压三相一致;相电流差值为45A左右不足以触发故障。三相无功功率方向不一致，L1-L2无功功率为14.1KVar;L2-L3无功功率为-12.6KVar;L3-L1无功功率为14KVar。

图1主控检测检测图

4.故障现象2： D1-03机组复位起机后，在并网发电之前主控显示电网相电流L1、L2均有电流，L3相电流值为0A。并网后将近8秒左右，电网L3相电流开始由0A增大，并且超过L1及L2相电流值。随着风机功率提升，当机组功率达到400KW至500KW时，L3相电流开始低于L1及L2相电流值，当机组继续提升功率，L3相电流低于L1 或L2相电流超70A时，故障触发。

5. 故障检查处理过程：

5.1 对网侧电流测试回路检查，因风机并网前机组网侧 L3 相无电流，但并网后电流升高，怀疑网侧L3相电流互感器有问题，或者线路干扰造成电流信号测量不准，进行以下

操作：

5.1.1更换网侧 L3 相电流互感器及互感器信号线，排除电流互感器及线路问题;

5.1.2对调网侧 L1/L3 相电流互感器变频器处接线位置，主控显示电流异常面转移，排除主控部分采集电流信号的问题。

5.1.3检查主控板，排除主控检测板故障。

5.2对变频器波形录制及分析结果显示，风机启机后，使用变频器软件录制变频器波形，故障未触发前变频器转子三相电流波形正常，定子波形正常，网侧三相电流基本平衡，但C相波形略低于A、B相，如图2所示

图 2 故障未触发时波形

5.3随着功率提升网侧L2相电流增大明显、L1和L3相电流略低，且波形基本重合。 通过波形图观察，发电机定子波形平稳，可基本排除发电机问题。转子三相电流波形平稳，可基本排除变频器机侧问题。故障原因可能在变频器网侧部分或者箱变侧。

5.4变频器网侧电流检查

5.4.1 使用变频器调试软件单步模式，机组静态下变频器网侧调制时，电网电流 L1、L2 相电流分别在50-60A左右，L3相电流为0A使用钳形电流表测量网侧励磁接触器进线电流，A、B 相分别有 40-50A 左右电流，C 相电流为 0.5A 左右，可以忽略，即 C 相无电流 。

5.4.2进一步测量断路器到励磁接触器间 A、B、C 相电流，前两相电流均在 40A 以上，C 相为 1.5A，C 相仍相当于无

电流。

5.4进一步测量箱变电网进线电流，电网 L1、L2 相进线电流与面板显示电网相电流基本相同，L3 相电流接近于 0A，说明变频器在单步模式下，网侧回路 C 相未形成通路。

5.5变频器网侧回路电压检查变频器单步模式下，断路器合闸后，测试网侧主回路电压，最终确认励磁接触器 C 相进线有电压，出线无电压。断开断路器，检查励磁接触器C相500A 保险，其微动开关未弹开，但熔丝已经断开，如图4 所示。

图 3 故障触发变频器波形

图4 500A保险故障部位

5.6故障原因：

D1-03机组风机三相电流不平衡故障原因为励磁接触器C相500A保险损坏，其微动开关未 断开，变频器未报错，网侧C相实际为开路状态，但风机仍然可以发电。风机并网后电网L3相才有电流，其原因为并网前网侧主回路C相未形成通路，而并网后主控可检测到的电流为发电机定子电流。在同步转速以下，发电机C相定子电流都流入电网，不流入励磁回路，这是风机低功率运行时电网 L3相高于L1、L2相电流的原因。当机组转速大于同步转速时，发电机转子开始发电，但网侧C相开路，电网L3相电流开始急剧低于 L1、L2相电流，导致故障发生。

三.结束语

风电机组三相电流不平衡故障涉及的故障点较多，包括主控监测、发电机、变频器、箱变等，都可能是其电流不平衡、无功功率检测方向不一致的原因，处理起来比较棘手。现场人员在检查处理该故障时需先明确故障现象，必要时先使用电流表等工具判断过流是否真实，另外可以利用变频器软件录波，确认故障范围，减少故障处理时间。

参考文献

[1]徐甫荣.大型风电场及风电机组的控制系统[J].电气传动自动化。

[2]马宏飞，徐殿国，苗立杰几种变速恒频风力发电系统控制方案的对比分析

[3]宫靖远，风电场工程技术手册，机械工业出版社

作者简介：

刘海斌（1988-05），男，汉，甘肃永昌人，本科学历，中级工程师，主要研究方向为风力发电

杨晓梅（1988-11），女，藏，甘肃天祝人，本科学历，助理级工程师，主要研究方向为风力发电

高伟杰（1986-09），男，汉，甘肃武威人，本科学历，助理级工程师，主要研究方向为风力发电