上海电气W2000C-105-80风电机组变频器散热优化设计

上海电气W2000C-105-80风电机组变频器散热优化设计 中广核新能源西北分公司民勤风电场采用的上海电气电力电子三合一变频器，其变频器冷却系统故障率高、主要表现为变频器柜散热风扇损坏频繁，导致变频器在长时间满负荷运行时电抗器报温度高二故障停机，严重影响发电量。民勤风电场员工秉承西北分公司精益化检修岗生产方针，结合现场故障TOP5对上述变频器冷却系统散热不足，成立攻坚小组，解决此问题问题，提高设备可利用率。 通过对变频器冷却系统散热及高频故障点进行分析，同时对设备原理图，结合现场变频器内部结构综合研判，现制定以下解决方案： 1、严选冷却散热电机 将单相交流电机风扇更换为大功率三相交流电机风扇。三相交流电机相比较原有的单相电机运行稳定性更好，功率更佳，可有效降低设备损坏率。 2、重新规划设计冷却系统风循环布局 通过对变频器长期满负荷运行时设备产生的最大热量和通风量估算，并重新对进出风口位置和方向进行调整，对柜内风冷却通道进行布局优化，通过增加循环风路导流隔板的方法进一步增强了风的循环流通效率，使变频器柜内设备获得更佳的冷却通风量。 （1）、第一阶段（试验验证）：首台机组F117号于2019年7月中旬完成，运行后观察变频器在长时间满负荷运行的温度比没技改前还要低7℃，一个月后选取全场25台风机进行技改，后期经过4个月的运行，设备运行稳定，未出现超温、冷却风机异响等故障。并且通过技改前后机组进行的工况的运行温度、设备稳定性等数据对比证实，在相同的工况下技改后比技改前的温度减少6-9度左右，完全满足机组运行要求。技改机组试验运行阶段效果明显。 （2）、第二阶段（全场实施）：2020年6月正式对全场200台机组进行全面技改，于2020年9月底前全部技改工作完成。 通过上述技改思路和方案的有效实施，变流器散热系统运行至今，其风扇和电抗器为报任何故障。变频器散热系统技改后电抗器及其他设备散热效果更佳、运行更可靠、有效的降低了风扇故障率，提高了设备的可利用率。 据统计，该类型的上海电气电力电子变频器在中广核新能源风电场中共装机424台，后续次技改方案可在新能源行业内进行推广使用。 经济效益： 一、技改前经济损失 人工成本：2018年民勤风电场共统计变频器风扇故障327台次（每台风机有3个风扇），占整个变频器故障的73%，每次处理故障需要2个人配合花费2小时以更换风扇的方式来解决。单个风扇的价格为800元。(说明：风扇故障时风机都处于发电状态) 年度物料费：327*800=261600元 单台电量损失：2*2000=4000（KWh） 年度电量损失约1308000KWh 约合人民币：60万余元 年度损失约86万元（免除人工成本费） 随着设备老旧，长时间运行，风扇故障还会在2018年的基础上逐年增加，故，风场年度损失也会持续增加。 二、整改后经济效益 整改前一台变频器3台风扇共计2400元，200台共计480000元， 整改一台需要花费物料费1200元，200台共计240000元， 整改前后对比相当于节约24万元。 整改后风机故障率降低，发电量也会随之增加，年度可多发200*2*2000=800000kwh,约合人民币40万 每年共计增收64万元。 三、内部推广收益 目前中广核新能源控股有限公司使用上海电气三合一变频器约424台，推广整改后年度可增收135.68万。 四、推广收益 全国目前共计安装2000余台上海电气三合一变频器，对外推广后颗增收640万，年度可多发8000000kwh。相当于节约标准煤3200吨，减少碳排放21600吨。