海上风电变流器的设计和应用方案
保持敬畏最终面对：从陆上进军海上，变流器有哪些变化：
风电变流器环境与可靠性
•环境试验•可靠性试验•耐久性试验
•跟踪市场表现•问题分析、解决•预防措施指导设计
•环境适应性设计•可靠性设计•可靠性分析
•收集客户需求•识别应用环境•制定标准/规格
全面需求识别恰当的设计合理的测试
问题跟踪闭环
生命周期
港口或者码头
工厂
多次转运
温度、湿度、淋雨、盐雾
安装到塔筒
拆包
温度、湿度、淋雨、盐雾、吊装、跌落
工程船吊装运
输温度、湿度、淋雨、盐雾、振动、倾斜&摇摆
海上塔基安装海运
温度、湿度、淋雨、盐雾、
霉菌、地震、雷电
调试后运行服务和维护
报废拆除
在海上用变流器全生命周期内遇到哪些环境条件？
在环境条件下存在的环境
因素
环境因素对变流器造成的
影响
气候条件生物条件化学活性物质机械活性物质水文条件机械条件
器件参数随温度的变化而变化
太阳直射引发的温度升高温度的变化引发材料龟裂温度的变化引发凝露
气候条件对产品造成的潜在影响
电化学腐蚀密封胶条老化漆层起泡和脱落化学活性物质对产品造成的潜在影响
主框架变形器件松动机械条件对产品造成的潜在影响
满功率工作降额工作
存储范围水冷器件的设计和选择
整机热设计布局和仿真
过线密封方案
密封组件
IP54机柜
防湿度和盐雾门板密封局部密封密封接口
满足机械应力要求
机柜随机振动分析
接插件减震器
软连接
机柜固有频率仿真
标准到测试方案方法的提取
GB/T25387《风力发电机组全功率变流器》
GB/T25388《风力发电机组双馈式变流器》
NB/T31014-2011 双馈风力发电机变流器制造技术规范NB/T31015-2011 永磁风力发电机变流器制造技术规范
NB/T31041-2012 海上双馈风力发电机变流器
NB/T31042-2012 海上永磁风力发电机变流器
GB/T12668.2-2002 调速电气传动系统/IEC61800-2 GB 12668.501-2013 调速电气传动系统/IEC61800-5-1
NB/T 31094-2016 风力发电设备海上特殊环境条件与
技术要求低温型：-30℃~+45℃，
常温型：-20℃~+45℃；各2h。

低温型：-40℃~+45℃，
常温型：-20℃~+45℃；各2h。

低温型：-30℃~+45℃，
常温型：-20℃~+45℃；各16h。

40℃，16h
-20℃~+45℃，16h
实验项目
机械类
特殊类
气候类
低温贮存高温贮存恒定湿热贮存交变湿热贮存低温工作高温工作恒定湿热工作交变湿热工作温度循环试验
IP 防护
交变盐雾试验
中性盐雾试验霉菌试验
吸湿性尘试验
运输试验吊装试验倾斜试验随机振动试验正弦振动试验跌落试验
机柜喷涂层防腐试验机柜喷涂层通过了ISO12944-6 C5-M等级的防腐试验。

典型元器部件及材料霉菌试验28天
缩小变流器柜体及部件的交变盐雾试验
相同材质和防护工艺设计的缩小柜体、典型元器部件进行了28天的交变盐雾试验。

全功率变流器整机通电盐雾试验
海上风电机组关键电器设备环境耐久性技术研究项目
1•自然环境试验
•在海南三亚大气环境试验站开展现场试验
2•实验室人工模拟实验
•开展盐雾、交变湿热等人工模拟试验
3•电器设备防护技术研究
•开展电器设备防护方法研究，解决关键电器环境失效问题
组织者南方海上风电联合开发有限公司（业主方牵头）
中国电器科学研究院有限公司（工业产品环境适应性国家重点实验室）（项目主导方）
海上风电机组关键电器设备环境耐久性技术研究项目三亚自然暴露现场试验
时间：2017年4月
地点：中国船舶重工
集团公司第七二五研
究所的三亚海洋环境
试验站
4MW全功率变流器整机通电的振动试验
样机质量及尺寸振动量级条件备注
全功率4MW 4.5Ton
（2500*1600*23000）
5~9Hz；3.5mm；
9~200Hz；10m/s2
1）进行扫频，1Oct/min若无共振点进行120min扫频试验；2）Q大于2的共振点
上进行90min耐振动；3）测得的几个危险频率点接近，采用120min扫频试验。

通电，开环发波
运行
•环境试验•可靠性试验•耐久性试验
•跟踪市场表现•问题分析、解决•预防措施指导设计
•环境适应性设计•可靠性设计•可靠性分析
•收集客户需求•识别应用环境•制定标准/规格
全面需求识别恰当的设计合理的测试
问题跟踪闭环。