中国能源资讯网时 间：2020年05月05日
机组信息：某风电场GW77/1500kW A07#机组
关 键 词：IGBT模块爆炸、变流器故障丢失、熔断器
故障文件：f200505_0021_446.html,f200505_0021_446.txt, b200505_0022_446.txt, fc200505_0022buf
1.案例简介：
机组报出IGBT-OK丢失、网侧IGBT故障、变流器反馈丢失、变流器熔断器丢失。现场人员检查变流板发现IGBT7#故障灯亮，打开IGBT2柜查看后发现IGBT7爆炸，如下图所示。IGBT模块爆炸后焦黑，Skiip2403GB17模块已完全损坏,变流侧熔断器损坏。变流柜中其他部分未受到损坏，更换新的IGBT模块和熔断器后机组运行正常。
2.关键过程和根本原因分析
打开机组FTP拷取故障时刻故障文件可做以下分析
查看图3故障文件F文件可看出网侧L2aIGBT温度，在故障时刻异常高，可初步判定网侧IGBT出现问题。
查看变流器电网侧的电压、电流、等主要参数，图中垂直的红线左侧表示故障发生前纪录的数据，红线右侧表示故障发生后的数据。如四图故障发生前各曲线–切正常，机组是在正常工作状态下突发故障随后停机的。由此可以初步排除由于控制方法错误等导致故障，由图三IGBT7温度信息和图四IGBT电流数据初步判定是IGBT7模块损坏导致了此次故障。
根据图5故障时刻，网侧电流变化和直流母线电压变化，可知IGBT7模块在正常工作时电流突然增大，说明IGBT芯片内部某处对外壳短路，导致短路电流快速上升，约3ms内达到了1500A。巨大短路电流在IGBT7芯片内部积聚热量，并烧毁了IGBT的绝缘结构。由于正负母线的支撑电容中储存了大量的能量，这些能量最终都释放在IGBT7内部，并导致模块爆炸。此后电网电流倒灌入IGBT中，导致除IGBT7外的其他IGBT电流增大，网侧交流熔断器烧毁。
通过上述分析可以发现，除了IGBT7外其他模块均表现正常，没有受到连带破坏。此后的故障处理也证实了这一判断，更换炸毁的IGBT模块后机组运行正常。
3.结论
经过对变流器故障文件（BUF文件）的仔细分析，可以将本次故障定位于IGBT模块本体对地短路。运行机组报出此类故障，极有可能是质量问题造成，导致的IGBT晶圆绝缘击穿，导致芯片对散热器短路。
4.经验总结、预防措施和规范建议
通过分析故障文件复原了此故障发生的过程，判断出故障原因。故障IGBT在发生故障前温度未出现异常升高，排除是由于外部环境造成IGBT损坏，因此，故障发生原因主要是模块的质量问题导致IGBT炸毁。
IGBT模块正负母排在环境污染等级为3，瞬态电压突变或有导电介质引入的工况下，会导致模块元件之间的电气间隙不够，发生尖端放电会导致IGBT过流殉爆。因此要求定期清理变流器内、塔筒门过滤网、塔筒平台沙尘，保持环境卫生。
附表一：
