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实验研究

并网接触器在风机变流器中的应用研究

郭宽

（中节能港建风力发电（张北）有限公司，河北张家口，075000）

摘要：某公司介入风电市场较早，因此早期采购的风机一直存在这样或那样的问题，例如风机变流器单独靠主断路器的直接动作来并网，

造成主断路器的工作强度不断增大，出现使用寿命严重缩短问题。技术人员通过大量的学习与实践，终于找到了解决办法，即在风机变流

器内加装并网接触器，使得改造后的主断路器只在出现故障电流时才开始动作，正常并网、脱网的作用由并网接触器承担，这就解决了主

断路器的寿命问题。

关键词：变流器；并网接触器；主断路器

1风机变流器并网原理险烧毁的风险。由于直流保险的短路保护作用，网侧模块得

到保护。

变流器检测到发电机转速已经在并网同步转速范围之

主断路器“静态合闸”或者“分闸不及时”的主要原因

内后，闭合预充电单元，网侧变流器开始给直流母线电容充

是断路器达到运行寿命后未能及时进行更换。风场风速变化

电（如果没有预充电环节，而直接吸合网侧接触器，较大的

频率较高，风速不稳定，致使风场风机频繁起停机，使得主

电势差会使转子接触器造成较大的冲击，形成瞬间过电流）。

断路器频繁动作，即使在维护保养很到位的情况下，动作次

充电完成后转子侧变流器根据发电机转速进行发电机转子

数在5年内便会达到寿命值，必须进行强制更换。另外在

励磁，励磁之后会在发电机定子侧感应出电压，在检测到定

寿命期内，假如维护保养不到位，机械动作频繁，也容易出

子电压与电网电压同频率、同相位、同幅值之后，定子并网

现上述故障。

接触器吸合，并网完成。

加装并网接触器后，并网接触器位于主断路器下方。其

2并网接触器的作用中，主断路器起到分断故障电流的作用，并网接触器起到正

某风场变流器在未改造前采用主断路器作为并网开关常并网、脱网的作用。如图2所示。

（无并网接触器），这种老式结构可能会出现主断路器“静其中KM10为后期加装的并网接触器，位于主断路器

态合闸”或者“分闸不及时”的现象。该问题出现时，双馈与发电机定子侧之间。

电机转子侧开路，随着发电机转速偏离额定转速，转子侧电

3并网接触器的优点

压逐渐升高，最终达到2000V以上。转子侧模块导通形成

回路，出现大电流。Crowbar启动保护，但是由于电流过大，由于无并网接触器的变流器会出现主断路器“静态合

可能会引起Crowbar电阻烧毁、转子侧模块爆炸、直流保闸”或者“分闸不及时”的现象，可能导致风机不同程度的

图1加装并网接触器前变流器原理图

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实验研究

图2加装并网接触器后变流器原理图

故障，且风场风机频繁起停机，使得主断路器频繁动作，因4风机现场存在的缺陷及解决途径

此加装并网接触器取代主断路器的功能，一方面使主断