3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)側(cè)斷路器常閉技術(shù)改進(jìn)

摘 要：斷路器是一種保護(hù)電器，在電器配電裝置中應(yīng)用比較廣泛，具備性能優(yōu)越、使用方便及價(jià)格合理等優(yōu)點(diǎn)。但是斷路器容易出現(xiàn)頻繁動(dòng)作、閉合超時(shí)等故障，需要我們引起足夠重視，及時(shí)采取解決措施，保證斷路器正常、穩(wěn)定運(yùn)行。為減少機(jī)側(cè)斷路器閉合超時(shí)故障，使機(jī)側(cè)斷路器經(jīng)常處于閉合的狀態(tài)，從而大大減少斷路器損壞。本文結(jié)合實(shí)際工作情況，介紹了3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)側(cè)斷路器常閉技術(shù)改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)側(cè)斷路器；欠電壓脫扣器；分勵(lì)脫扣器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.161

某電場(chǎng)32臺(tái)風(fēng)機(jī)自并網(wǎng)發(fā)電以來，常有發(fā)電機(jī)側(cè)斷路器因頻繁動(dòng)作而損壞，或報(bào)機(jī)側(cè)斷路器閉合超時(shí)故障，使風(fēng)機(jī)故障停機(jī)，從而降低風(fēng)機(jī)可利用率，影響發(fā)電量。通過研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，減少機(jī)側(cè)斷路器動(dòng)作，可大大降低斷路器故障機(jī)率，延長其使用壽命。

1 斷路器構(gòu)成介紹

通常來說，斷路器中包括輔助觸頭和報(bào)警觸頭，其中前者能夠與主電路分合機(jī)構(gòu)機(jī)械一起動(dòng)作，將斷路器分合兩種狀態(tài)表現(xiàn)出來。輔助觸頭和控制電路連接起來以后，在斷路器分合作用下來，讓電器得到了有效控制，并實(shí)現(xiàn)了連鎖，從而將信號(hào)傳輸至信號(hào)燈和繼電器等[1]。而后者能夠在斷路器發(fā)生故障后動(dòng)作，將警報(bào)信息發(fā)送出來，同時(shí)還需要斷路器脫扣分段，報(bào)警觸頭才能運(yùn)行。報(bào)警觸頭自由脫扣的條件為斷路器負(fù)載出現(xiàn)了過載短路的現(xiàn)象，或者是存在著欠電壓問題等，這樣將由常開狀態(tài)轉(zhuǎn)變成閉合狀態(tài)，并連接到輔助線路上的蜂鳴器、電鈴和指示燈，將斷路器故障脫扣信息顯示出來。對(duì)斷路器而言，很少因?yàn)樨?fù)載問題引起自由脫扣，所以其壽命不足斷路器的1/8，報(bào)警觸頭在運(yùn)行過程中，電流一般在1A以下。

2 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過程

眾所周知，雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)過程是：（1） 預(yù)充電接觸吸合，變頻器進(jìn)行預(yù)充電，此時(shí)直流母線電壓為950V，網(wǎng)側(cè)變頻器同步；（2） 當(dāng)直流母線電壓達(dá)到1150V時(shí)，網(wǎng)側(cè)斷路器閉合，同時(shí)，預(yù)充電接觸器分開； （3）緊接著啟動(dòng)機(jī)側(cè)變頻器；（4） 發(fā)電機(jī)同步；（5）定子斷路器閉合，風(fēng)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電。從這個(gè)過程中，可以明顯發(fā)現(xiàn)變頻器機(jī)側(cè)的斷路器可以不用動(dòng)作并始終處于閉合的狀態(tài)。

但是，在風(fēng)機(jī)實(shí)際并網(wǎng)過程中卻并非如此。在實(shí)際過程中，機(jī)側(cè)斷路器頻繁動(dòng)作，有時(shí)甚至引發(fā)機(jī)側(cè)斷路器閉合反饋超時(shí)故障，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)無法并網(wǎng)，究其原因，是由斷路器內(nèi)部構(gòu)件中分勵(lì)脫扣器和欠電壓脫扣器的作用造成的。

3 3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)側(cè)斷路器故障分析

分勵(lì)脫扣器主要通過電壓源激勵(lì)的方式，避免了受到主電路電壓的影響。從實(shí)際情況來看，分勵(lì)脫扣器通常在遠(yuǎn)程控制中應(yīng)用較多，利用按鈕與繼電器觸點(diǎn)，與分勵(lì)線圈接通，可以讓斷路器跳閘。利用分勵(lì)脫扣器，能夠在較遠(yuǎn)距離對(duì)分閘進(jìn)行控制，若是電源電壓為額定控制電壓的70%到110%，那么就能夠可靠的將斷路器分?jǐn)?。分?lì)脫扣器是一種短時(shí)工作制的脫扣器，線圈通電時(shí)間通常在1S以下，若是超出這個(gè)時(shí)間，將引起線圈被燒壞的問題。為防止斷路器上發(fā)生這種現(xiàn)象，需要將分勵(lì)脫扣線圈和微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行串聯(lián)，通過銜鐵吸合之后，微動(dòng)開關(guān)不再保持常閉位置，而是處于常開的位置[2]。當(dāng)分勵(lì)脫扣器電源控制線路被切斷以后，即使按下按鈕，同樣也沒有電流聽過分勵(lì)線圈，這樣線圈就不會(huì)被燒壞。接下來斷路器再扣合閘，能夠讓微動(dòng)開關(guān)處于常閉位置。

在欠電壓脫扣器的端電壓降低到某個(gè)限定值以后，會(huì)有延時(shí)或無延時(shí)將斷路器斷開。如果電源電壓降低至額定工作電壓的35%-70%的范圍以后，欠電壓脫扣器會(huì)工作，如果電源電壓達(dá)到脫扣器額定電壓的35%后，才能進(jìn)行動(dòng)作，這樣斷路器也不會(huì)閉合。若是電源電壓超過脫扣器額定電壓的85%后，在熱態(tài)條件下，能夠保證斷路器正常閉合。當(dāng)被保護(hù)電路中發(fā)生電壓降低的現(xiàn)象以后，斷路器能夠被及時(shí)斷開，同時(shí)電源也將因此切斷，從而避免電壓為負(fù)載電氣、電氣設(shè)備等造成破壞。欠電壓脫扣器在工作期間，其線圈會(huì)連接到斷路器電源側(cè)，如果欠電壓脫扣器中出現(xiàn)了電流，斷路器將閉合，不然斷路器無法合閘。

4 3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)側(cè)斷路器常閉技術(shù)改進(jìn)措施

所以盡管機(jī)側(cè)斷路器可以一直處于閉合狀態(tài)，但是在分勵(lì)脫扣器和欠電壓脫扣器的作用下，使得機(jī)側(cè)斷路器不得不頻繁動(dòng)作，縮短了機(jī)側(cè)斷路器的使用壽命，也經(jīng)常引發(fā)斷路器閉合反饋超時(shí)等故障，使風(fēng)機(jī)被迫停機(jī)。鑒于此，我們通過理論判斷和試驗(yàn)論證，確定了將機(jī)側(cè)斷路器內(nèi)部的分勵(lì)脫扣器和欠電壓脫扣器拆除方案，使機(jī)側(cè)斷路器始終處于閉合狀態(tài)，減少了斷路器許多不必要的動(dòng)作，這樣既降低了機(jī)側(cè)斷路器的故障機(jī)率，也延長了它的使用壽命，保證了風(fēng)機(jī)的可利用率。技改完成后，該風(fēng)電場(chǎng)32臺(tái)風(fēng)機(jī)至今都沒有一臺(tái)是因?yàn)闄C(jī)側(cè)斷路器出現(xiàn)問題而故障停機(jī)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)機(jī)側(cè)斷路器都運(yùn)行良好，沒有任何故障產(chǎn)生，說明本次技改效果顯著，達(dá)到了改造要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]達(dá)麗敏，肖明明，邵慧.低溫環(huán)境下斷路器不合閘分析及改進(jìn)[J].電器與能效管理技術(shù)，2016（18）：78-81.

[2]時(shí)寶良，孫燕霞，王冰.2.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組斷路器頻繁跳閘故障原因分析[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2015（02）：47-52.

作者簡介：楊寶榮（1966-），男，?？疲こ處?，從事電站電氣專業(yè)施工技術(shù)管理工作。endprint