Hur snabbkopplingar hjälper till att minska underhållskostnaderna för vindkraftverk och hjälper till att förhindra IGBT-fel

Vindkraftverkens elektroniska transformatorer är kritiska komponenter. Enligt en artikel från MDPI (källa:MDPI) har de visats vara en av det mest frekventa delarna att haverera. Den vanligaste orsaken till detta är överhettning, vilket kan resultera i stillestånd, intäktsförluster och höga underhållskostnader. Med effektiv temperaturövervakning med hjälp av snabbkopplingar kan detta minskas och livslängden på IGBT förlängas.

Den snabba utvecklingen inom kraftelektronik har gjort att behovet för mer effektiva och moderna sätt att avleda värme ökat. Dessvärre är problemet med att effektivt avleda värme fortfarande vanligt förekommande, vilket resulterar i minskad systemeffektivitet, eller i värsta fall – systemfel.

Den kritiska delen i en transformator är transistorn till exempel en IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) Den omfattande värmeutvecklingen kräver ofta ett vätskekylt system för temperaturövervakning. Nedan följer ett exempel på händelseförlopp när ström, via en elektronisk transistor, omvandlas i en elektronisk transformator:

1. Generatorn i vindkraftverket genererar AC
2. AC konverteras sedan till DC, vilket gör att värme utvecklas i IGBT
3. DC konverteras sedan tillbaka till AC igen, denna gång med rätt frekvens och spänning som sedan ....
4. ... går ut i elnätet. Precis som ovan utvecklas här värme i IGBT. Om värmen inte på ett effektivt sätt avleds riskeras överhettning av IGBT, vilket kan komma att resultera i systemfel och stillestånd.

Undvik kostsamma IGBT-fel på grund av otillräcklig kylning

När hanteringen av höga temperaturer i elektroniska transformatorer inte bedrivs på ett effektivt sätt kan konsekvenserna komma att bli en kostsam historia. Med undantag för driftstopp och intäktsförluster kan underhållskostnaderna för en sviktande IGBT uppgå till €100,000 per dag, särskilt om vindkraftverket är lokaliserat ute till havs där fartyg, kranar eller helikoptrar är inblandande. Att investera i högkvalitativa komponenter i systemet för tempreaturövervakning är därmed av högsta vikt för att undvika onödiga och kostsamma haverier. 

Snabbkopplingar möjliggör arbete med förfyllda moduler

När IGBT har nått slutet av sin servicelängd kan, med hjälp av en smart konstruktion av snabbkopplingar, underhållsarbetet på plats snabbas upp och produktionsbortfallet hållas till ett minimum. Detta då kompletta, förfyllda IGBT-moduler med kylvätska enkelt kan anslutas utan att behöva tömmas eller fyllas på i maskinhusets trånga utrymmen. Genom att använda sig av högkvalitativa, spill-fria snabbkopplingar blir det heller inga problem med spill eller läckage. Koppla bort den befintliga IGBT-modulen, anslut den nya – klart! Den utbrända modulen kan sedan tas tillbaka till verkstaden för tömning, påfyllning och byte av IGBT. 

En annan fördel med snabbkopplingar gentemot andra lösningar är att det påskyndar montering- och installationsprocessen, vilket annars är en tidskrävande process som leder till höga produktionskostnader. Då snabbkopplingar inte kräver precisionsdragning vid vridmoment, vilket annars är en svår uppgift att utföra i svåråtkomliga utrymmen, kan dessa produktionskostnader minskas.

Konstruerad för att motstå vibrationer

En annan stor utmaning med vindkraftverk är mekaniska vibrationer. Vibrationerna orsakas ofta när skruvar, muttrar och bultar lossnar vid drift. Vibrationerna kan också få kylflänsar att lossna och därmed skapa läckage i en sluten kylkrets. Precis som överhettning kan detta medföra höga underhållskostnader. Detta är något som pålitliga och högkvalitativa snabbkopplingar kan förhindra. 

CEJN’s snabbkopplingar ultraFLOW har en fördel när man kopplar bort delar av en krets. Det stänger av sektioner i omvandlingssystemet och garanterar inget spill - en funktion som inte är möjlig i traditionella kulventiler.

Med CEJN’s ultraFLOW-kopplingar behöver serviceteknikern endast tömma en liten mängd kylvätska från systemet i motsats till 200 liter i vanliga fall. Detta är en viktig tidsbesparande funktion som ger större effekt i både vindturbins drifttid och tillhörande kostnader.

 

Skriven av:

Kenneth Kjellberg
Divisionschef Engineering

---