攻坚克难破难题 技改赋能保安全
来源:
作者:张旭峰
日期:2025-12-30

“自2025年大风季技改完成至今,咱们风场的明阳2.0机组变频器功率模块零损坏,发电量同比提升了8%!”近日,西寨风电场生产例会上,场长张旭峰指着实时监控数据,向风场全员通报了这一振奋人心的消息。

谁能想到,就在一年前,这里还被变频器功率模块频繁损坏的难题所困扰,如今通过一支攻坚小组的日夜奋战,故障彻底根除,为风电场安全稳定运行筑牢根基。

时间回溯到2024年5月,西寨风电场的明阳2.0MW机组变频器功率模块损坏问题突然集中爆发。从2024年5月至2025年5月的一年间,累计发生故障10台次。每一次功率模块损坏都伴随着停机损失,折算下来的间接发电量损失难以估量。“变频器是风机的‘心脏’,功率模块一旦损坏,就像心脏骤停,整台风机只能停运检修。”风电场场长张旭峰回忆道。更严重的是,功率模块损坏极易引发塔基火灾,若处置不及时,将会危及人员生命与设备安全。


面对这一紧急情况,风电场迅速成立以场长张旭峰、运维组长高宝玉、药言勇为核心的攻坚小组,立下“必须在2025年大风季前攻克故障难题”的军令状。“当时压力确实大,不仅要抢时间,还要面对未知的技术挑战。”张旭峰坦言到,小组组建后的第一件事,就是全面梳理故障脉络。他们调取了风电场自2018年投产以来的所有变频器运行数据,从数万条运行参数、故障记录中寻找规律,白天扎根主控室分析数据曲线,夜晚查阅技术手册钻研原理,连续一周每天工作超过14小时。

为了更全面地掌握情况,攻坚小组主动联系国内多家拥有同型号明阳2.0MW机组的风电场,开展跨区域调研交流。令人意外的是,这些风电场普遍存在同样的问题,部分场站甚至运行多年仍未能找到有效解决方案。“原来大家都在受这个难题困扰,之前的解决办法要么是花高价买新模块更换,要么是将损坏模块返厂维修,不仅成本高,还严重影响发电效率。”高宝玉介绍道,返厂维修周期长达15-20天,期间风机只能停机等待,而新模块单价高达5万元/台,长期更换对企业来说是一笔沉重的负担。调研结果让攻坚小组意识到,要彻底解决问题,必须跳出“更换-维修”的传统思维,从根源上找到故障症结。

带着这一目标,攻坚小组决定对损坏的功率模块进行拆解分析。在风电场的临时“实验室”里,他们小心翼翼地拆开故障模块外壳,逐一检查内部元器件。“模块内部结构精密,每一个焊点、每一根线路都不能放过。”药言勇是小组里的“技术达人”,擅长电路分析的他,带领大家对模块内部的IGBT芯片、控制板件、电容电阻等部件进行全面检测。经过反复比对、测试,攻坚小组终于发现了核心问题:功率模块损坏的直接起因是IGBT模块过流损坏,或IGBT发热爆炸后进一步损毁功率单元控制系统板件,而现有IGBT模块的容量设计与风场实际运行工况不匹配,是导致故障频发的根本原因。

找到问题根源后,攻坚小组立即行动,一方面整理详细的故障分析报告,一方面主动与变频器原厂家爱默生取得联系。起初,厂家技术人员认为现有模块设计符合行业标准,对扩容改造的可行性持怀疑态度。但攻坚小组没有放弃,他们带着翔实的运行数据、故障分析报告和现场测试视频,多次与厂家技术团队线上沟通、线下座谈,甚至邀请厂家工程师亲临风电场实地查看。“我们用数据说话,向厂家展示不同风速、不同负荷下IGBT模块的温度变化和电流波动,证明现有容量确实无法满足风场的实际运行需求。”张旭峰说,经过近一个月的反复沟通,厂家最终认可了攻坚小组的判断,并派出专业技术人员与攻坚小组组成联合研究团队,共同研发解决方案。

联合团队成立后,一场技术攻关战正式打响。针对IGBT模块容量不足的核心问题,团队提出“模块扩容+散热优化+静电防护”的三维解决方案:将风力发电机定子侧容量为2000A的IGBT模块扩容至3000A,转子侧1000A的IGBT模块扩容至1400A,从根源上解决过流问题;在塔筒底部加装大功率散热风扇,优化通风路径,降低模块工作温度;在功率模块各板件表面涂抹专用树脂,防止散热空气流动时产生静电损坏控制单元。每一个方案的确定都经过无数次的模拟测试,每一个参数的调整都凝聚着团队的心血,仅散热风扇的安装位置和功率选择,就进行了20余次对比试验,确保既能达到散热效果,又不影响其他设备运行。

方案确定后,风电场立即启动立项、招标和技改工作。为赶在2025年大风季来临之前完成改造,攻坚小组主动承担起技术指导和质量监督职责,全程参与设备采购、施工方案制定、现场安装调试等各个环节。改造其间间正值酷暑时节,塔筒内温度高达30℃以上,攻坚小组成员每天匍匐在高温的变流器柜内进行改造作业,汗水浸透了工装,手上磨出了水泡,却没有一个人叫苦叫累。“想到能彻底解决这个‘老大难’问题,保障风机安全稳定运行,再苦再累都值得。”高宝玉抹了把脸上的汗水,继续专注地调试新安装的IGBT模块。

经过两个月的紧张施工,功率模块改造工作全部完成,比计划提前15天竣工。如今,随着2025年年关将至,改造后的机组已稳定运行三个多月,其间经历了多次大风、低温等复杂天气考验,变频器功率模块未发生一起故障,设备运行参数始终保持在最优区间。预计全年可增加发电量120万千瓦时。

从数据梳理到跨场调研,从模块拆解到联合研发,从方案落地到技改施工,西寨风电场用实际行动诠释了“不惧困难、迎难而上”的担当精神。下一步,西寨风电场将总结推广此次攻坚经验,鼓励员工立足岗位开展技术革新,为公司高质量发展注入源源不断的创新活力。

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