2022风力发电机组变流系统可靠性技术规范

风力发电机组变流器可靠性技术规范II目 次前言 II1范引文件 1语义 1靠指标 4靠试测方法 5术件求 6靠分方法 7PAGEPAGE10风力发电机组变流系统可靠性技术规范范围本文件适用于风力发电机组变流系统在研制、运行、改进过程中所开展的可靠性评估。（GB/T19000-2016质量管理体系基础和术语GB/Z22074-2016塑料外壳式断路器可靠性试验方法GB/Z35482-2017风力发电机组时间可利用率GJB451A-2005可靠性维修性保障性术语GB/T19000-2016和GJB451A-2005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1可靠性reliability产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。3.2可靠性设计designforreliability（DFR）3.3失效failure产品丧失完成规定功能的能力的中断。3.4failurerate产品工作到t时刻后的单位时间内发生失效的概率。3.5故障fault3.6平均故障间隔时间meantimebetweenfailure（MTBF）产品或系统在两相邻故障间隔期内正常工作的平均时间。3.7平均故障修复时间meantimetorepair（MTTR））3.8平均检修间隔时间meantimebetweenintervention(MTBI)维修人员两次到达机组开展检修工作之间间隔时间的平均值。3.9变流器可靠度thereliabilityofconverter在规定时间内在一定条件下变流器无故障地执行指定功能的能力或可能性，以概率来度量。3.10变流器可靠性预期寿命thereliabilitylifeexpectancyofconverter从t=0时刻开始，有一定概率的产品（变流器）发生故障的时间所对应的时间点。符号下列符号适用于本文件。λ：失效率n：台Nt：（）T：）TRTr变流器通过240小时+试运行验收一年后。失效率关键器件列表失效率详见附录A，具体指标可由用户与制造商协商。MTBFMTBF≥20000小时。MTTRMTTR＜4小时（CAT0~CAT3）。MTBIMTBI≥6500小时。变流器产品按照产品说明维护条件下可靠度≥0.97；置信区间≥90%。具体指标可由用户与制造商协商。变流器可靠性预期寿命用Bx表示；典型可靠性预期寿命为20年，对应失效率为5%，表示为B5=20；关键部件可靠性预期寿命＞20年；置信区间≥60%；如功率模块或功率组件，可靠性预期寿命＞20年，在维护状态下。针对被考核器件，失效率计算规范如下：

(1)注：如果器件失效数量为0，则需要扩大统计周期或者样本范围直至器件失效数量不为0，才能进行计算。在实践中，也可以采用年化的统计周期进行计算。部分器件的失效率，可参考附录A.1。MTBF根据平均故障间隔时间定义，其计算公式见公式（2）：MTBF

数量-(2)故障次数MTBF平均故障间隔时间计算公式应用时应注意以下几个方面：a）对于变流器，MTBF统计范围为变流故障，即不包括电网故障与其它非技术因素故障；b)MTBF评估对象可以是变流整机、系统、分系统等可修复产品。MTTR根据平均修复时间的定义，计算公式见公式（3）：MTTR=和 (3)故障次数注：如果故障次数为0，则需要扩大统计周期或者样本范围直至故障次数不为0，才能进行计算。参照附录B。MTBI检修次数

(4)注：如果检修次数为0，则需要扩大统计周期或者样本范围直至检修次数不为0，才能进行计算。由可靠度定义可知，其计算公式见公式（5）：式中：

(N0

-

(5)N0——t=00到由Bx寿命定义可知，Bx寿命的结果可以由统计得到。Bx典型的评估对象和评估方法示例如下：252599.7假设功率模块B1025251090附录A（资料性附录）关键器件清单关键器件清单见表A.1。表A.1关键器件清单序号关键器件失效率（/小时）可靠性预期寿命（年）（维护状态下）1功率模块（替换成IGBT，关注老旧机组情况）；1．5%202框架断路器；0.5%203机侧滤波器（如有）；0.1%204网侧滤波器；0.2%205直流母线（DClink）；0.2%206控制器；0.1%207冷却系统0.3%20基本可靠性框A.2图A.1变流功率系统基本可靠性框图例如防雷保护模块内部由三个部分串联而成，见图A.2：安全链防雷总线通讯防雷**V防雷安全链防雷总线通讯防雷**V防雷图A.2防雷保护模块基本可靠性框图根据以上的基本可靠性框图，与之对应的数学模型计算可靠度可以用下式（A.1）表示Rt)

nRt) (A.1)i1其中RtRti式计算。可靠性模型计算失效率可以用下式（A.2）表示：nλs

i1

(A.2)其中i附录B（）MTTR在MTTR统计和应用时，可以参考附录A中定义的不同的故障级别，根据不同的故障级别分别统计，一般情况下如果不对MTTR统计范围进行说明，则视为其对全部故障进行修复时间的统计。故障停机过程，在GB/Z35482-2017中细分为响应时间、初期（远程）分析时间、物流时间（维护小组响应时间）、现场故障分析时间、物流时间（获取检修所需资源）、故障检修时间，见图1所示。图B.1