董建剛

（太原重工股份有限公司電氣工程分公司，山西 太原 030024）

引言

偏航系統(tǒng)是風力發(fā)電機組必不可少的重要組成部分，也是影響風機發(fā)電量的重要因素和風機安全的重要保證。

1 偏航系統(tǒng)簡介

偏航系統(tǒng)主要用于使機艙軸線跟蹤變化的風向和進行解纜工作，主要由偏航軸承、偏航驅(qū)動裝置、扭纜開關(guān)、位置檢測接近開關(guān)等組成。當機艙與風向偏離超過一定角度時自動控制偏航系統(tǒng)對風。偏航對風時，偏航制動器處于半力矩制動方式，以保證機艙運行的穩(wěn)定。當由于不斷的偏航，會使來自塔筒的電纜扭曲；在高功率和低功率運行行時，電纜扭曲分別超過對應(yīng)值時，系統(tǒng)進入自動解纜程序。解纜時，偏航制動器完全打開，以快速解纜。偏航控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 偏航控制系統(tǒng)框圖

2 偏航系統(tǒng)驅(qū)動和制動的調(diào)整和測試

首先選擇“手動偏航”模式并斷開偏航驅(qū)動電機的電源，進行手動偏航操作，并查看偏航電機的電磁制動器是否能夠全部完全打開。兆瓦級風力發(fā)電機組還使用了液壓制動系統(tǒng)，以德國賀德克低溫型液壓站為例，通過控制偏航回路電磁閥，可實現(xiàn)偏航制動的3個壓力等級：170～155 bar（制動剎車）、45 bar（減少制動扭矩，偏航）、0（制動完全打開，解纜）

其次，在判斷電磁制動器打開的同時，還需要查看液壓制動器是否也能全部完全打開。需要注意的是液壓制動器由于液壓回路的行程和液的延滯性，與電磁制動器的打開動作有時間差，此時間差的配合需要根據(jù)具體情況進行調(diào)整。

最后選擇“手動模式”并接通偏航驅(qū)動電機電源，手動進行偏航確認偏航方向是否正確。測試時4個偏航電機要逐一測試其動作的正確性。

3 風向儀的調(diào)整和設(shè)置

首先，將風向儀的N標記正對機頭位置，如果不是正對，在現(xiàn)場調(diào)試時無法確定偏移量的大小，只能大概確認是否對風，對以后的發(fā)電量會有影響。如果發(fā)現(xiàn)自動對風過程中，風向標的方向與風機實際方向相反的話，將WINDVANE參數(shù)下的WINDVANE 1 OFFSET和WINDVANE 2 OFFSET由180°設(shè)置為0°。這2個參數(shù)相對于風向儀的實際安裝位置。

4 偏航計數(shù)器的調(diào)整和測試

偏航過程中，偏航計數(shù)器A和B的信號時以格雷碼的形式出現(xiàn)，如下頁圖2所示，2個輸入信號的狀態(tài)順序LL （低，低）、HL （高，低）、HH （高，高）、LH （低，高），這些順序組成一個完整的周期。

圖2 格雷碼實例

手動進行偏航，驗證偏航計數(shù)器是否保持這個狀態(tài)順序。即，信號狀態(tài)轉(zhuǎn)換是否如圖3所示。

圖3 狀態(tài)跳躍試驗

當狀態(tài)由2、3跳躍時，偏航計數(shù)器向上數(shù)，如果由3、2跳躍時，向下數(shù)；順時針偏航時偏航計數(shù)器A先變化，偏航計數(shù)器B后變化；逆時針偏航時偏航計數(shù)器B先變化，偏航計數(shù)器A后變化；如果偏航計數(shù)器A和偏航計數(shù)器B的信號順序不對，或者信號變化的間隔不對，需調(diào)整偏航計數(shù)器A和偏航計數(shù)器B的位置，以滿足上述條件。

5 解纜限位開關(guān)調(diào)整

以凸輪式解纜限位開關(guān)為例，一般有3個位置需要進行調(diào)整。

風機組裝完成后，未進行任何偏航運行之前（即發(fā)電機至塔筒母線排之間的動力電纜處于自然狀態(tài)，即電纜完全解纜狀態(tài)），首先要進行偏航位置記憶開關(guān)的位置調(diào)整，該開關(guān)信號為1時代表偏航位置處于順時針偏航區(qū)域，為零時代表偏航位置處于逆時針偏航區(qū)域，信號1和0之間代表電纜處于完全解纜狀態(tài)。需要調(diào)整的就是信號由1變?yōu)?的瞬間位置，方法是在電纜完全解纜狀態(tài)下，在信號為0時，首先將凸輪式限位開關(guān)的齒盤順時針手動轉(zhuǎn)動，直到信號由0變?yōu)?的瞬間停下；然后沿逆時針方向手動轉(zhuǎn)動，直到信號由1變?yōu)?的瞬間停下，并記錄此次逆時針轉(zhuǎn)動的齒輪行程數(shù)量N；最后再沿順時針方向手動轉(zhuǎn)動N/2的齒輪行程，此位置即為偏航電纜完全解纜狀態(tài)的電氣信號開關(guān)的最佳位置。

凸輪式限位開關(guān)還有另外2個位置需要調(diào)整，分別是順時針極限扭纜限位和逆時針極限扭纜限位。調(diào)整方法是首先手動驅(qū)動偏航使風機風機運行到順時針極限位置時停止偏航，然后調(diào)整順時針限位開關(guān)，使其信號發(fā)生變化。逆時針極限扭纜限位調(diào)整方法反方向同上。

6 結(jié)語

主要介紹了風力發(fā)電機偏航控制系統(tǒng)的廠內(nèi)調(diào)整和測試方法，通過科學的方法和步驟對風機偏航系統(tǒng)進行調(diào)整和測試，才能保證風機的發(fā)電量和風機的安全。