第六第七章
目前，双馈风力发电机组是已有风力发电设备中应用最广泛的，在风力发电机组的主要部件中，风电变流器时稳定性相对较差的部件之一。近海地区应用了大量的双馈风力发电机组，由于风速较大，维护困难，风电变流器中的任何一个故障都会导致停机甚至损坏，而停机则会造成很大的经济损失，因此，积极开展风电变流器的状态监测、故障诊断和容错控制研究对于减少停机、提高风机安全运行具有重要意义。
变流器的常见故障包括：短路、开路、过压、欠压、过流、过热、缺相、通信故障等，而功率开关的短路和开路故障是比较典型的两种。
短路故障的诊断策略可分为整体短路故障诊断和局部短路故障诊断。 整体短路故障诊断：首先在变频器直流侧加装电流传感器，当短路故障引起直流侧电流迅速增加并达到系统设定的阀值时，控制系统会关闭所有功率开关避免整机损坏；
局部短路故障诊断：当检测到某单个功率开关发生短路故障时，主控制器会立即收到短路故障信号，确定故障位置，并立即关闭所有功率开关的驱动信号，起到保护作用。
基于电压信号的开路故障诊断法、智能故障诊断法和基于电流信号的开路故障诊断法是目前开路故障诊断方法常用的三种。电流法计算量小、实时性好，且无需增加额外的硬件设备，因此常选用电流三相电流信号的开路故障诊断法。
一般情况下，应对开路故障有两种措施：
1、 通过控制器指令让风机脱网，关闭变流器。
2、 通过提高变流器的容错能力，使变流器在开路故障情况下仍能正常运行。
影响变流器系统可靠性的主要因素如下：
外部因素：1、电源电压的稳定性、强电场与磁场等外部电气条件。2、温度、湿度、空气清洁度等外部空间条件。3、振动、冲击等外部机械条件。
内部因素：1、内部元器件的可靠性。2、系统整体结构设计。3、是否规范安装与调试。
变流器系统可靠性增强措施;
电路板级措施：1、元器件参数降额使用；2、选用工业级使用温度范围大的元器件；3、采取措施抑制干扰信号；4、正确设计印制板；5、良好的接地设计。
部件和系统级措施：1、防尘；2、防潮；3、防振；4、屏蔽接地；5、过热保护；6、抗干扰；7、绝缘隔离。
鼠笼转子的故障程度可以通过监测边频带幅值大小来判断。当转子回路出现故障时，将会在定子电流频谱图上与基频分量相差±2S的位置上出现边频带。
当设备出现故障时，监测信号的频率成分和能量分布也将随之变化，能量随时间或频率的变化规律可以作为信号的重要特征量，由于故障信息在各频率分量构成的能量中非常丰富，因此可以通过分析信号相关频段上的能量变化来进行设备故障诊断。小波包分解能在等宽的各相邻频段将信号进行分解，可以通过分析信号小波包子段的能量变化来找出信号中的故障频率特征规律。
发生转子断条故障时的故障分量幅值虽然很小，不到基波分量幅值的2%，但其对应的小波包能量特征却变化明显。
大型风力发电机组状态监测与智能故障判断诊断心得4
