【关键词】变桨驱动器、变频器、接地、电压异常、仿真分析
来源：北极星风力发电新闻网 作者：周磊
一、故障概述
某风电场的风机采用了变桨系统，其中变桨电机为永磁三相同步电机，受变桨驱动器（即变桨变频器）的控制。据SCADA系统报告，某风机出现了变桨安全链故障、变桨轴2驱动器故障以及机舱避雷器保护动作等问题。在故障发生时，轴2的收桨动作出现滞后。初步分析表明，机舱的防雷模块和变桨润滑24V电源已损坏，变桨系统的轴2也存在故障。
在塔底进行主控系统复位操作时，观察到400V干式变压器发出异音，同时塔底灯光闪烁，控制箱内出现烟雾。使用万用表测量发现，在复位过程中，三相对地电压瞬间升高至300V以上，而线电压则保持稳定（约为400V）。大约2秒后，复位操作结束，相电压恢复正常（230V）。进一步检查发现，所有接入230V回路的开关电源均已损坏，包括在线振动监测电源、变桨润滑系统电源和变桨废油收集系统电源。机舱的防雷模块有3个失效，偏航刹车的230V整流桥也有1个损坏，轮毂的230V灯泡有3个不亮。初步分析认为可能是供电系统电压突然升高所致。未进行故障复位时，供电系统的各相电压测量正常。怀疑复位操作时供电回路有接地点。
二、故障分析
经过一系列的检查和测试，确定故障点位于变桨系统。在对三个轴柜进行手动变桨操作时，轴1和轴3反应正常，而轴柜2手动开桨无反应。在开始变桨操作时，塔底干式变压器发出异音，同时测量相线对地电压出现突增。进一步检查轴柜2的变桨驱动器至电机线路，发现V相线路不通且V相对地线导通。拆开相关插头后发现400V的公针和母针已经融化粘连，绝缘套烧熔。这证实了轴柜2的插头内部V相存在断线，且驱动器输出V相存在对地放电现象。
对于这一罕见的电压升高现象，通过理论分析和实际测试发现，由于风机的400V供电系统中性点直接接地，N线和PE线共用。通常情况下，中性点电位被固定在零电位上。但本案例中，由于变桨驱动器输出侧存在接地情况，当变频器启动时，其输出的交流电压会通过接地线、供电系统中性线（零线）叠加到供电变压器低压侧工频三相电源上。由于变频器输出的三相交流电压的频率、初相位与电源工频电压不同，因此通过接地线、零线等构成了电流回路，导致了不同频率电源之间的叠加现象。这种叠加的程度与变频器的容量、工作频率、初相位以及供电变压器的容量都有密切关系。
三、免责声明
本文内容转载自北极星风力发电网，不代表本平台立场。全国能源信息平台联系方式为：电话，邮箱hz@people-.cn，地址位于北京市朝阳区金台西路2号日报社。
