风电机组ABB论文_路芬,勾立华,刘斌斌

摘要：ABB Emax系列断路器普遍应用于GE、金风以及联合动力风机的网侧并网断路器，根据现场运行情况发现在机组运行近 1 年以后出现不同程度的问题，譬如低温长时间停机后无法正常合闸问题等。本文根据断路器出现的问题，与ABB厂家沟通，研究出了风电机组ABB Emax系列断路器的维护技术。

关键词：ABB Emax系列断路器；网侧并网断路器；维护

0前 言

ABB Emax断路器主要由触头系统、灭弧系统、底座、操作机构、抽屉座、欠压脱扣器、分励脱扣器、合闸电磁铁、辅助开关、智能脱扣器及各种连锁组成。它具有过载保护、短路短延时保护、短路瞬时保护、接地故障保护功能。ABB Emax系列断路器作为风机内的并网开关是并网柜内核心部件，而并网柜是变频系统的重要组成部分，变频系统在风机整机中有着重要的作用，它将控制、数据采集、整流、逆变及并网于一体，原理图如下：

当机组中出现过载、短路及接地故障时，ABB Emax断路器能够快速的分断设备，最大限度地保护设备，减少对变流器、发电机、接触器等重要设备的损害。

1.ABB Emax系列断路器故障及危害

ABB Emax系列断路器普遍应用于GE、金风以及联合动力风机的网侧并网断路器，根据现场运行情况发现在机组运行近 1 年以后出现不同程度的问题，如：

1）低温长时间停机后无法正常合闸。

2）开关合闸后，操作机构开始储能，到位后释放，再储能，如此反复动作。

3）由于合闸半轴被卡死，无法对开关进行分闸操作。

以上问题导致风电机组无法正常并网，引起风电机组频繁故障停机，风机在并网转速下瞬间停机，严重影响风电机组的使用寿命；断路器合闸半轴卡死后，断路器无法分闸。导致机组无法脱网，严重时会造成飞车事故。根据以上问题，与ABB厂家进行沟通，经过现场多次试验，研究出了适用于现场的断路器维护技术，下面介绍一下ABB Emax系列断路器的维护技术，为今后风电机组的检修和维护提供借鉴。

2.安全注意事项

在对ABB断路器进行维护前必需要确保：

1）安全组织措施完备，工作手续齐全，工作人员熟悉掌握工作流程，方法；

2）断开上一级开关，及二次回路电源，验电、悬挂标识牌，确保断路器的主回路以及二次回路与电源脱开连接；

3）断路器处于分闸位置，并确保断路器操作机构的储能弹簧已经释放。

3.所需工具

为了能顺利完成机构维护，需要准备如表1所示工具。

表1 维护保养所需的工具

4.维护步骤

1）移除面板和面盖：旋转螺钉，移除面板；然后旋转并取走4个螺钉，移除面盖。旋转前面和侧面的螺钉，移除侧板。

2）移除储能电机：拧松断路器左侧的固定储能电机用的内六角螺钉，然后将储能电机往左移动并取出。

3）移除线圈（合闸线圈和欠压脱扣线圈）：拧松断路器右侧的螺钉，然后拔出固定线圈的插销，并移除线圈。

注意：由于装了欠压脱扣线圈，其阻止了储能弹簧的释放，这里必须要对断路器进行一次合闸和分闸操作以释放储能弹簧的储能，以免造成人员受伤。

4）抬起分闸按钮：为了能够更好地清洁操作机械，小心抬起分闸按钮（红色）往左退，然后将按钮翻起。

5）分合闸半轴清洁：用化油器清洁剂清洁左、右防护板内外侧的三个轴承座位置，并用毛刷清除旧润滑脂和可能的脏物，要求操作仔细，确保清洁干净。

6）止动块轴承清洁：用化油器清洁剂清洁图中圆圈标注出的止动块，轴承及弹簧，并用毛刷清除旧润滑脂和可能的脏物，要求操作仔细，确保清洁干净。（此处旧润滑油脂一定要确保清洁干净）

7）止动块清洁：用化油器清洁剂清洁图中圆圈标注出的止动块机构，并用毛刷清除旧润滑脂和可能的脏物，要求操作仔细，确保清洁干净。（这两处的旧润滑油脂一定要确保清洁干净）

8）钩块清洁：用化油器清洁剂清洁图中圆圈标注出的钩块机构，并用毛刷清除旧润滑脂和可能的脏物，要求操作仔细，确保清洁干净。

9）检查清洁有效性一：按图中标示转动轴，并按图中拉动钩块，然后依次释放轴和钩块，如果钩块能够立即恢复到轴后面，而没有停滞现象，表示清洁有效。

10）检查清洁有效性二：按图中标示转动轴，并按图中推动钩块，然后依次释放轴和钩块，如果钩块能够立即恢复到原来位置，而没有停滞现象，表示清洁有效。

11）轴承润滑：使用少量准备好的润滑脂对图中左、右侧防护板内外的三个轴承座进行润滑，并清除溢出的润滑脂。确保运动机构润滑充分；使用少量准备好的润滑脂对图中圆圈标注出的钩块轴承进行润滑，并清除溢出的润滑脂。确保运动机构润滑充分。

12）钩块润滑：用准备好的润滑脂对图中圆圈标注出的钩块进行润滑，用准备好的润滑脂对图中圆圈标注出的钩块进行润滑。

13）其他机械结构润滑：用准备好的润滑脂对图中圆圈标注出的机械机构进行润滑，图中为右侧部分，左侧部分采用相同的办法进行润滑；用准备好的润滑脂对图中圆圈标注出的机械机构进行润滑，图中为右侧部分，左侧部分采用相同的办法进行润滑。

5.重新组装断路器

1）将分闸按钮（红色）放到原来的位置；

2）将储能电机、线圈、面板依次组装回去；

3）合上断路器的主回路以及二次电路与电源的连接，维护结束。

6.维护建议

1）维护周期依据《Emax低压空气断路器安装、使用和保养说明书1TND961100M2001》，建议在每年的小风季节至少维护一次；

2）环境温度较低现场应根据现场实际情况，选用相应的低温型润滑脂，对机械结构及转动部件进行润滑。

7.结论

本文对 ABB Emax断路器的维护技术进行了详解，针对ABB Emax系列断路器出现故障提出解决方案，具有实际意义。风电机组网侧并网断路器，具有可靠性要求高，造价成本高等特点。是风电机组重要的安全保护部件，可直接影响风电机组的安全可靠运行。由于机械结构失灵导致断路器频繁动作、勿动作、拒动作，安全隐患极高，严重可引起飞车。正确的维护，可有效降低有此引起的安全隐患。

参考文献：

[1]高新河.400V ABB E型断路器保护误动分析及处理[J].大科技，2017，000（007）：73.

[2]刘文龙.ABB-ACS800-67型变频器在风电领域运行稳定性研究[J].通信电源技术，2019，36（03）：293-294.

[3]《Emax低压空气断路器安装、使用和保养说明书1TND961100M2001》

论文作者:路芬,勾立华,刘斌斌

论文发表刊物:《电力设备》2020年第2期

论文发表时间:2020/4/30