一種變流器遠(yuǎn)程故障診斷方法的應(yīng)用和研究

虞亞杰 汪潔

摘 要：本文針對(duì)某風(fēng)電場(chǎng)出現(xiàn)的變流器無(wú)法遠(yuǎn)程診斷問(wèn)題作為切入點(diǎn)，將塔底屏作為調(diào)試筆記本，利用風(fēng)機(jī)塔底屏和中控后臺(tái)電腦同網(wǎng)段這個(gè)情況，通過(guò)VNC遠(yuǎn)程軟件實(shí)現(xiàn)中控和塔底屏雙向遠(yuǎn)程來(lái)完成變流器故障遠(yuǎn)程診斷的應(yīng)用和研究，提高風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維效率，降低故障損失電量，提高變流器檢修效率。

關(guān)鍵詞：變流器遠(yuǎn)程診斷;雙向遠(yuǎn)程;塔底屏

1 風(fēng)電場(chǎng)變流器運(yùn)維現(xiàn)狀

一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)的變流器系統(tǒng)故障率比其他系統(tǒng)高，故障停機(jī)時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)。而變流器和風(fēng)機(jī)的交互傳送信息較少，一旦出現(xiàn)變流器故障，風(fēng)機(jī)主控一般報(bào)出變流器總故障，無(wú)法從風(fēng)機(jī)主控中得出變流器詳細(xì)故障。為此，運(yùn)維人員往往首次前往就地讀取故障后需要回程取備件和對(duì)應(yīng)工具。導(dǎo)致故障處理時(shí)間和故障響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)大大增加。[1]

在沿?；蛘呱降氐貐^(qū)湍流風(fēng)和強(qiáng)對(duì)流天氣較頻繁，不少變流器故障是由于湍流風(fēng)、強(qiáng)對(duì)流天氣等因出現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向變化過(guò)快導(dǎo)致變流器調(diào)頻響應(yīng)能力不足造成變流器故障保護(hù)停機(jī)。此類故障并非變流器自身引起故障，是可以允許復(fù)位繼續(xù)運(yùn)行。但是目前中控?zé)o法遠(yuǎn)程變流器，在故障信息未明確前不敢草率遠(yuǎn)程復(fù)位，以免造成故障擴(kuò)大化，變成顛覆性受損。運(yùn)維人員只能到現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)調(diào)試筆記本使用變流器適配的通信線連接，加大了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維壓力。

2 一般遠(yuǎn)程監(jiān)控變流器的研究

目前市面上出現(xiàn)的變流器遠(yuǎn)程監(jiān)控方式多以以太網(wǎng)傳輸?shù)男问?，將變流器?shù)據(jù)直接通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳到中控后臺(tái)電腦，通過(guò)后臺(tái)操作電腦來(lái)進(jìn)行監(jiān)控。[2]此辦法一般需要增加更換變流器與外接調(diào)試筆記本電腦的通訊模塊，會(huì)增加硬件成本和維護(hù)成本，而且若變流器的通信模塊直接連接風(fēng)機(jī)之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)中，會(huì)可能因?yàn)轱L(fēng)機(jī)傳輸網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的問(wèn)題引起變流器通信異常，造成不必要的故障。

3 新的變流器遠(yuǎn)程故障診斷方案研究

本文考慮的是充分利用風(fēng)機(jī)塔底屏工控機(jī)充當(dāng)調(diào)試筆記本角色，在塔底屏安裝變流器調(diào)試軟件，并延長(zhǎng)原先調(diào)試筆記本和變流器直接的通信線，一般多以USB延長(zhǎng)線或者高速打印機(jī)數(shù)據(jù)線（AM/BM）為主。[3]這樣可通過(guò)塔底屏讀取變流器內(nèi)部故障信息。然后通過(guò)VNC等遠(yuǎn)程軟件的方式進(jìn)入塔底屏界面，并遠(yuǎn)程操控塔底屏，實(shí)現(xiàn)對(duì)變流器內(nèi)部詳細(xì)數(shù)據(jù)的讀取和故障診斷。

目前主流風(fēng)機(jī)的主控通信模塊的IP網(wǎng)段和塔底屏、交換機(jī)、中控操作后電腦保持一致，便于塔底屏和中控電腦運(yùn)行風(fēng)機(jī)主控軟件，讀取風(fēng)機(jī)主控?cái)?shù)據(jù)。這也為實(shí)現(xiàn)使用VNC軟件對(duì)同網(wǎng)段下中控電腦和塔底屏互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)雙向遠(yuǎn)程控制提供可行性。另外，不同風(fēng)機(jī)的VNC軟件可以設(shè)定不同的遠(yuǎn)程安全密碼，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。使用VNC遠(yuǎn)程桌面的方式可以使遠(yuǎn)程方和被遠(yuǎn)程方可以同時(shí)看到電腦畫面，利于雙向?qū)崟r(shí)溝通交流。[4][5]

如圖1所示：

4 目前的應(yīng)用

以寧波區(qū)域某風(fēng)場(chǎng)為例，該風(fēng)場(chǎng)有運(yùn)達(dá)風(fēng)機(jī)和聯(lián)合動(dòng)力風(fēng)機(jī)各15臺(tái)，分別對(duì)應(yīng)禾望變流器和日風(fēng)變流器。目前運(yùn)達(dá)風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)通信網(wǎng)段一致：塔底屏、通信交換機(jī)、主控模塊的IP網(wǎng)段皆為192.168.106.X;聯(lián)合動(dòng)力風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)通訊網(wǎng)段為10.1.50.X，也均為一致。滿足局域網(wǎng)內(nèi)遠(yuǎn)程要求。

禾望變流器與調(diào)試筆記本之間的通信是通過(guò)光纖轉(zhuǎn)USB口形式連接，只需使用一根加長(zhǎng)版（5米長(zhǎng)或者10米長(zhǎng)）的市場(chǎng)上常規(guī)售賣USB延長(zhǎng)線和普通的光纖轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器即可連接運(yùn)達(dá)塔底屏與禾望變流器直接的通信。光纖轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)換器單價(jià)不超過(guò)500元，可由變流器廠家提供。

日風(fēng)變流器與調(diào)試筆記本之間的通信是通過(guò)高速打印機(jī)線進(jìn)行信號(hào)傳輸，只需使用加長(zhǎng)版（5米長(zhǎng)或者10米長(zhǎng)）的市場(chǎng)上常規(guī)售賣高速打印機(jī)線即可實(shí)現(xiàn)日風(fēng)變流器與聯(lián)合動(dòng)力塔底屏的信號(hào)傳輸，達(dá)到進(jìn)一步觀察變流器實(shí)時(shí)畫面的效果。

具體如圖2所示：

5 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

該風(fēng)電場(chǎng)自2019年8月以來(lái)進(jìn)行變流器遠(yuǎn)程塔底屏實(shí)現(xiàn)變流器遠(yuǎn)程故障診斷的技術(shù)改造試，目前已運(yùn)行超過(guò)半年，經(jīng)過(guò)技改前后運(yùn)行維護(hù)情況對(duì)比分析，達(dá)到了如下效果：

（1）實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控變流器狀態(tài)，節(jié)省變流器故障后多次來(lái)回奔波。半年來(lái)遇到2次臺(tái)風(fēng)天，2次雷雨強(qiáng)對(duì)流天氣，可至少實(shí)現(xiàn)故障確診遠(yuǎn)程復(fù)位60次，減少故障響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)60小時(shí)，減少故障停機(jī)時(shí)間500小時(shí)，減少損失電量達(dá)100萬(wàn)kWh，同時(shí)避免大量霧天、雷雨天戶外工作的危險(xiǎn)性，減少人員交通安全隱患。

（2）在調(diào)試筆記本數(shù)量不夠時(shí)，可在就地直接通過(guò)塔底屏進(jìn)行變流器預(yù)充電試驗(yàn)，無(wú)須額外帶調(diào)試筆記本，且VNC的同屏效應(yīng)，遠(yuǎn)程中控值班員可以全場(chǎng)實(shí)時(shí)觀察就地操作情況，不僅遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，還可以遠(yuǎn)程觀摩培訓(xùn)效果。

（3）在塔底屏可以逆向遠(yuǎn)程中控電腦，借助中控scada界面可快速識(shí)別其他風(fēng)機(jī)故障情況，便于現(xiàn)場(chǎng)檢修人員制定檢修計(jì)劃，調(diào)整檢修資源。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)使用VNC遠(yuǎn)程軟件實(shí)現(xiàn)在中控遠(yuǎn)程塔底屏，進(jìn)而通過(guò)塔底屏來(lái)讀取變流器詳細(xì)信息，波形還原故障現(xiàn)場(chǎng)，達(dá)到第一時(shí)間的故障診斷效果。

同時(shí)避免盲目遠(yuǎn)程復(fù)位變流器造成故障擴(kuò)大，損失增大，大大提高了運(yùn)維效率，提高故障響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)，減少故障損失，降低維護(hù)成本。[1]

參考文獻(xiàn)：

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