双馈式风力发电机的轴电流分析及防范措施研究
2021-08-14韩小地徐荣鹏李伟王超范明哲
中国设备工程 2021年15期
关键词:发电机
韩小地,徐荣鹏,李伟,王超,范明哲
(国电电力新疆新能源开发有限公司,新疆 乌鲁木齐 830000)
1 前言
双馈异步风力发电机(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)是目前风力发电系统中广泛使用的机型之一。双馈异步发电机实质上是一种绕线式转子电机,由于其定、转子都能向电网馈电,故简称双馈电机。它主要通过变流器对双馈发电机转子电流(频率、幅值、相位)的控制,以达到与风电机组机械部分运行特性匹配、提高风能的利用效率及改善供电质量的目的,具有变流器容量小、体积小、成本低等优点。
通过对现场故障的发电机进行分析,发现轴承失效故障在风力发电机故障中占有很大比例,随着运行时间的增加,轴承失效频次逐年提高,严重影响了机组的可靠性,产生了维修成本上升、机组可利用率降低等问题。大部分轴承失效的原因可以通过一定的机械维护手段和状态监控操作得以避免,然而,由轴电流引起的轴承损害却不能采取类似的方法来消除。当前,风电厂3~5MW 的风力发电机装机数量很大,多数机组存在轴承早期损坏的问题,尤其是发电机组部分,由于轴电流对其的影响,更容易产生早期损坏。
针对此类问题,文献[2]中提出应用频域寄生电容法计算Hertz 轴承电流密度,该种轴承电流密度计算方法为定量评估轴承电损伤提供了理论依据。文献[3]中研究了载波频率和电机运行频率对PWM 驱动感应电机的共模电压、轴电压、轴承电流的影响,为研究轴承电流的抑制措施,提高PWM 驱动感应电机轴承运行寿命提供理论依据。……
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