GE1.5S風電機組中的5T1和8T1電源分析與改進

摘 要：國華尚義滿井風電場GE1.5S機組在投運初期實際運行過程中，該風電機組中5T1和8T1電源故障率較高，影響風電機組正常運行。針對5T1和8T1電源存在問題，國華公司與北京天箭振業公司合作，深入細致地分析故障原因并進行了改進，完成了這兩種電源的國產化。2008年在現場投入使用效果良好，提高了設備運行可靠性。

關鍵詞：5T1電源；8T1電源；溫度；穩定

變速變槳是GE1.5S風電機組一個主要特點，5T1電源安裝在輪轂控制柜內，為變槳控制器提供工作電源；8T1電源安裝在主控制柜和頂部控制柜中，由UPS向其供電，保持供電不間斷，8T-1電源輸出直流24V，主要為剎車系統、PLC、安全鏈回路提供電源，確保PLC柜中的各種模塊、板卡正常工作，如果沒有8T-1電源PLC不能工作，導致整個風力發電機不能工作。風電機組質保期內，這兩種電源發生故障較多，因此，我們對5T1和8T1電源進行了技術改進。

1 5T1電源

輸入電壓198V到242V均能正常工作，輸出電壓24V，電流1.5A。5T1電源為開關電源，開關電源技術領域是邊開發相關電力電子器件，邊開發開關變頻技術，兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，DC/DC變換器現已實現模塊化，且設計技術及生產工藝在國內外均已成熟和標準化，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進程中，遇到較為復雜的技術和工藝制造問題。

（1）將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，可以實現降壓斬波和升壓斬波功能。

（2）具有整流、逆變功能，控制具有雙向性的功率流從電源劉翔負載，或者由負載反向流回電源。在受體積和相關標準的限制的條件下，該模塊不僅體積小，而且能夠滿足對內部高密度安裝電路設計提出的更高要求，電源工作消耗相對較小。

（3）工作效率高，一般可達到80%以上，在其輸出電流的選擇上，能準確測量或計算用電設備最大吸收電流，以確保具有高的性價比。

（4）為解決干擾多的問題，該模塊在安裝及使用中已采取接地、屏蔽措施以及EMC電磁兼容措施。

（5）開關電源在設計中已使其具有過流、過熱、短路等保護功能，并且其保護電路的技術參數應與用電設備的工作特性相匹配，起到了避免損壞用電設備的作用。

然而，就是這樣的精密電源模塊，卻在風電機組運行過程中頻繁損壞，導致風電機組變槳控制系統無法正常運行，槳葉不能轉到正常位置。一個長不過10公分，寬僅7、8公分，厚度約5、公分的小小電源模塊，在龐大的風電機組機身相比，簡直可以視若無物。但我們卻不能忽視它作用，因為它只要有異狀，系統就會出問題，從而導致整個風電機系統不能運轉。俗語云，千里之堤潰于蟻穴，這句話用到這里倒是很貼切。

2 5T1電源改進

3 8T1電源改進

8T1電源輸入電壓在198-240VAC之間都能正常工作，輸出直流電壓是24V，電流是7.5A。通過對8T1電源損壞元件進行分析，我們判定其損壞原因主要是其內部變壓器容量不足，不能滿足風電機組內相關系統正常運行需要。因此，我們制定的改進措施主要是增加了變壓器容量，另外對電容和整流橋選用了優質可靠產品，適應溫度環境范圍寬（見圖2）。

圖2 8T1電源電路原理圖

4 結束語

通過風電機組中的5T1和8T1電源分析與改進，電源模塊運行可靠性得到進一步提高，對相關技術產品維修和國產化研究具有一定的借鑒意義。