变频器功率抖动故障原因分析

变频器功率抖动故障原因分析

谭逢欢

广东粤电湛江风力发电有限公司528000

摘要：随着电子技术的飞速发展，变频器的技术也逐渐趋于成熟与完善，已成功应用到各种领域。但是如果变频器使用不当环境恶劣，仍可能产生各种故障或运行状况不佳，缩短设备使用寿命。本文结合具体案例对变频器功率抖动故障进行分析。

关键词：风力发电机组；变频器功率；抖动

前言：广东粤电徐闻曲界风电场位于广东省湛江市徐闻县，安装MY2.0-104/85抗台风型风力发电机组25台，机组配置为：倍福主控系线，艾默生变频系统，SSB变桨系统。根据现场反馈，2018年4月6日，风电场发生电网故障，风电场机组未进入低电压穿越模式且报03_05_008SC_Faultlnverter_PowerShake（变频器功率抖动）故障，现对这一现象进行分析。

1故障描述

03_05_008SC_Faultlnverter_PowerShake（变频器功率抖动）故障的触发条件为：1.在500ms的时间内筛选最大有功功率和最小有功功率，两者差值大于200kW；2.在500ms的时间内筛选最大无功功率和最小无功功率，两者差值大于200kVar。满足上述条件中的任意一个时，故障触发。

添加SC03_05_008（变频器功率抖动故障）故障代码的目的是解决编码器松动造成的弹性支撑损坏问题，保护机组安全运行。

从现场反馈可知，从2018年4月6日，风电场电网电压跌落时，全场共计24台风机同一时段报故障03_05_008SC_Faultlnverter_PowerShake（变频器功率抖动），仅17#机组进入低电压穿越模式。

2录波数据分析

以6#号机组为例，导出6#号机组4月6号的Tracelog文进行分析，见图1至图4所示。

图1图2

图3图4

从图1-2可知，电压跌落期间，6#机组有功功率在20ms内由1997kw变为1476kw，变化值521kW>200kW；无功功率在20ms内由-10kVar变为464kVar，变化值474kVar>200kVar。有功功率和无功功率的波动值均达到03_05_008SC_Faultlnverter_PowerShake（变频器功率抖动）故障的触发条件，故障触发，机组停机。从图3可知，发电机转速并未剧烈波动，排除其它因素，判定此次功率波动是由电网电压跌落引起的。

由图4可知，在机组开始停机后，主控接收到变器的低电压穿越信号，由于此时处于故障状态，机组停机而未进入电压穿越模式。因为电压跌落到变频器判定电压穿越，并把该信号传到主控需要一定的时间（100ms左右）。

03_05_008SC_Faultlnverter_PowerShake（变频器功率抖动）故障的触发和低电压穿越失败均符合其触发逻辑，是机组正常动作，但是03_05_008SC_Faultlnverter_PowerShake（变频器功率抖动）故障的触发与增加该故障代码的目的不符，可归属于误触发。

导出17#机组同一时刻的Tracelog文件进行分析，见下图5。

图5

由图5可知，在收到变频器低电压穿越信号，机组进入低电压穿越模式后，主控系统才监测到功率的波动，因此机组进入低电压穿越模式，从17#机组可知，该风场的机组具备低电压穿越功能。

从6#和17#机组Tracelog文件可知，电压跌落一定会导致功率的变化，当变化值达到故障触发条件时，故障触发，而电压跌落到标称电压的85%时，变频器才会判定低穿并把信号发送给主控，这一过程中存在延时。

3结语

综上所述可得：功率波动是由电压跌落引起的。功率波功导致故障03_05_008SC_Faultlnverter_PowerShake（变频器功率抖动）触发，而由于机组先检测到故障，后收到低电压穿越信号，导致低电压穿越失败，在此过程中，03_05_008SC_Faultlnverter_PowerShake（变频器功率抖动）故障代码起达到添加目的，反而破坏了机组的正常运行，这是由于其判断条件不完善导致的。

解决措施：优化程序控制和故障代码SC03_05_008的判断逻辑，剔除电网电压导故障触发的情况，4月16日已下发新版主控程序（VS.3.0120180412SBL/QJSERCN104m版本），优化故障代码SC03_05_008的判断逻辑，新逻辑为：未报出SC03_05_008（低电压穿越触发）故障代码的情况下，在10s的时间内，机组500ms内最大功率与最小功率的差值大于200kW（满足条件后的500ms内不再判断）的次数过16次。

参考文献：

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