常春永

摘要：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電控系統(tǒng)的穩(wěn)定關(guān)系著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行。文章首先介紹了風(fēng)電機(jī)組電氣和控制系統(tǒng)檢修的總體框架，接著介紹了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制與安全系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，最后提出了風(fēng)電機(jī)組電氣和控制系統(tǒng)檢修的具體步驟。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；電氣控制系統(tǒng)；電力檢修；電力設(shè)備；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM315 文章編號(hào)：1009-2374（2016）06-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.069

1 風(fēng)電機(jī)組電氣、控制系統(tǒng)檢修總框架

風(fēng)電機(jī)組的控制系統(tǒng)就像人類(lèi)的神經(jīng)與大腦一樣，要對(duì)其系統(tǒng)中的所有設(shè)備進(jìn)行感知、控制，達(dá)到系統(tǒng)正常運(yùn)行的目的。風(fēng)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是由專(zhuān)用模塊組成的具有通信功能的模塊，一般來(lái)說(shuō)，這些模塊包括了PLC通訊、安全鏈、數(shù)字輸入DI/輸出DO、模擬輸入AI模塊等。其傳輸機(jī)制主要是經(jīng)過(guò)某種通信協(xié)定，將PLC主機(jī)命令、設(shè)施形態(tài)實(shí)施傳送，使電氣設(shè)施能夠在規(guī)定形態(tài)下運(yùn)行。在風(fēng)電機(jī)組體系內(nèi)，接到維護(hù)機(jī)組平安運(yùn)轉(zhuǎn)的核心回路是平安鏈回路，其回路由一些結(jié)點(diǎn)通過(guò)串接的樣式銜接產(chǎn)生，其中如果某個(gè)結(jié)點(diǎn)斷開(kāi)，那么其平安鏈發(fā)送緊急關(guān)停的命令，此刻風(fēng)電機(jī)組則能以火速關(guān)停的樣式去防止平安事件的產(chǎn)生。在風(fēng)電機(jī)組報(bào)障礙以后，目前的當(dāng)場(chǎng)檢驗(yàn)辦法一般只是“治標(biāo)不治本”，特別是對(duì)一些新員工而言，未有對(duì)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)檢查的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)有關(guān)認(rèn)知也過(guò)于局限，缺乏對(duì)體系的整體、持續(xù)、綜合性的認(rèn)識(shí)。一般在障礙的預(yù)警列表內(nèi)，基本能夠直白地發(fā)現(xiàn)障礙的前、后次序并且數(shù)量會(huì)達(dá)到5～10條左右。而這對(duì)新職工來(lái)講增大了研習(xí)、試驗(yàn)部分的困難程度，因此應(yīng)當(dāng)在運(yùn)作中綜合化認(rèn)識(shí)且把握好有關(guān)的檢修技術(shù)，總結(jié)思路、豐富經(jīng)驗(yàn)。

2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制、安全系統(tǒng)

對(duì)于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組而言，就是要采用必須舉措，經(jīng)過(guò)管制體系的平安規(guī)劃，使體系能在界定時(shí)段里少發(fā)生乃至不產(chǎn)生障礙。假如產(chǎn)生障礙，必須在極快時(shí)段、以極快速度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)。

控制功能一般包括風(fēng)輪限速、電氣負(fù)載的連接、功率極限、紐纜限制、機(jī)艙對(duì)風(fēng)、溫度參數(shù)限制、運(yùn)行時(shí)電量等，主要通過(guò)被動(dòng)、主動(dòng)樣式對(duì)管制機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)施管制，使體系能在界定范疇中實(shí)施運(yùn)轉(zhuǎn)，且應(yīng)保證各類(lèi)參變量均能在運(yùn)行的規(guī)定范疇中。

維護(hù)過(guò)程的規(guī)劃準(zhǔn)則是無(wú)效-維護(hù)。即是在管制無(wú)效后或外在與內(nèi)在障礙導(dǎo)致機(jī)組不能尋常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，體系的安全維護(hù)裝備動(dòng)作能維護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于一項(xiàng)平安的形態(tài)里。體系將在發(fā)生超速、電網(wǎng)負(fù)載、電機(jī)過(guò)載故障、脫網(wǎng)等會(huì)開(kāi)始實(shí)施維護(hù)的性能。其過(guò)程是多個(gè)層級(jí)的平安鏈彼此鎖合的，在管制流程里依舊是邏輯與的性能，然而在實(shí)現(xiàn)管制目的上是完成邏輯或的成果。另外，該體系仍具備避雷的裝備，對(duì)主電、管制電子回路區(qū)別實(shí)施避雷部分的維護(hù)。

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行形態(tài)里，分為運(yùn)轉(zhuǎn)、暫停、關(guān)停、火速關(guān)停四類(lèi)。差別的運(yùn)行形態(tài)分屬一類(lèi)行動(dòng)層級(jí)：最高為運(yùn)行狀態(tài)、最低為急停狀態(tài)，如圖1所示。在對(duì)工作狀態(tài)層次進(jìn)行提升時(shí)，不可越層而上，而是需要一級(jí)一級(jí)往上層上升，但降低工作狀態(tài)層時(shí)則是可越層而下的。這樣的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變法是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本控制策略，其目的是為了保護(hù)機(jī)組的安全運(yùn)行。

如果工作狀態(tài)要向著更高層次進(jìn)行轉(zhuǎn)化就需要一級(jí)一級(jí)往上，在這個(gè)升高的流程里，能夠確認(rèn)體系內(nèi)的各項(xiàng)障礙均被檢驗(yàn)到。在障礙被檢驗(yàn)出以后體系就能立馬步入到一項(xiàng)火速關(guān)?；蜿P(guān)停的形態(tài)里。

圖1 運(yùn)行形態(tài)轉(zhuǎn)化圖

發(fā)電管制分為兩類(lèi)境況，即風(fēng)速在規(guī)定之下及規(guī)定之上。

風(fēng)速在規(guī)定之下：機(jī)組追蹤實(shí)現(xiàn)最大功率，為了能夠防止變距屢次的動(dòng)作，經(jīng)過(guò)扭矩，對(duì)葉尖速比實(shí)施優(yōu)質(zhì)管制，因此實(shí)現(xiàn)大功率導(dǎo)出；風(fēng)速在規(guī)定之上：機(jī)組管制保持在一項(xiàng)穩(wěn)定的功率內(nèi)，經(jīng)過(guò)變距管制轉(zhuǎn)速去保證其平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)電控系統(tǒng)由交流柜、機(jī)艙管制柜、電氣柜、塔底管制柜、電氣滑環(huán)、傳感器、銜接電纜等組成，參照體系分為四個(gè)方面：主控、變槳、變流、電網(wǎng)級(jí)管制，由此去完成尋常運(yùn)轉(zhuǎn)、陣風(fēng)、極佳運(yùn)轉(zhuǎn)、功率、變槳距、安全維護(hù)管制等性能。電控體系架構(gòu)圖如圖2所示：

圖2 電控體系架構(gòu)圖

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電控體系在硬件部分涵蓋三方面：塔底核心管制、機(jī)艙管制、變槳管制體系。各個(gè)管制裝備安置在對(duì)應(yīng)管制柜中，整體的體系如圖3所示：

圖3 電控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

4 風(fēng)電機(jī)組電氣、控制系統(tǒng)檢修具體流程

4.1 PLC檢驗(yàn)

步驟一：PLC是管制中心，所以在檢驗(yàn)時(shí)，最先應(yīng)確認(rèn)PLC是不是能夠日常運(yùn)行，經(jīng)過(guò)對(duì)操縱頁(yè)面檢驗(yàn)去確定PLC運(yùn)作形態(tài)及軟件的版本有無(wú)紕漏、有無(wú)宕機(jī)的情況。另外還應(yīng)檢驗(yàn)外圍PLC形態(tài)有無(wú)紕漏且對(duì)PLC外殼溫度實(shí)施檢驗(yàn)，確認(rèn)并未發(fā)生太熱的境況。

4.2 通信部分的檢驗(yàn)

步驟二：在確定PLC日常運(yùn)作后，應(yīng)當(dāng)對(duì)通信性能實(shí)施檢驗(yàn)。假如在管制體系內(nèi)，通信發(fā)生故障時(shí)風(fēng)電機(jī)組全部的設(shè)施形態(tài)，比如平安鏈訊號(hào)等都不能檢驗(yàn)。通常而言，通信板塊檢驗(yàn)內(nèi)容涵蓋：電源供應(yīng)板塊有無(wú)紕漏、接頭及連線是不是準(zhǔn)確、通信波特率有無(wú)超出適宜水準(zhǔn)、通信地址是否準(zhǔn)確、光纖訊號(hào)強(qiáng)度是不是充足、連線是否準(zhǔn)確等。

4.3 平安鏈檢驗(yàn)

步驟三：通信性能恢復(fù)日常后，關(guān)鍵是檢驗(yàn)平安鏈回路參照風(fēng)電機(jī)組管制條理。假如平安鏈回路并未閉合，機(jī)組關(guān)鍵設(shè)施都是在無(wú)法進(jìn)行運(yùn)作的平安連回路檢驗(yàn)過(guò)程里。起初應(yīng)確定平安鏈板塊的運(yùn)作形態(tài)尋常，其軟件運(yùn)作尋常，假如平安鏈板塊早已產(chǎn)生了損耗，那么在替換新板塊以后的全部檢驗(yàn)都是無(wú)效的。假如平安鏈軟件發(fā)生故障時(shí)應(yīng)從新下載或重新安置平安鏈程序。

對(duì)軟、硬件障礙排查以后，根據(jù)電子回路圖樣的銜接機(jī)理，參照回路檢驗(yàn)各項(xiàng)平安結(jié)點(diǎn)性能是不是日常運(yùn)轉(zhuǎn)。在檢查過(guò)程中明確故障原因，有的是因?yàn)槠桨叉溣嵦?hào)在傳送進(jìn)程里發(fā)生障礙或出現(xiàn)擾動(dòng)，并非出現(xiàn)了危險(xiǎn)事故。然而，一些障礙卻是由于設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)實(shí)現(xiàn)引發(fā)平安預(yù)警的條件。假如出現(xiàn)嚴(yán)峻扭纜、機(jī)艙振動(dòng)超過(guò)限制等。另外，在全部的平安鏈回路合攏且形態(tài)尋常后，主設(shè)施起始運(yùn)行后便能實(shí)施各項(xiàng)子體系的檢驗(yàn)、障礙排查。

4.4 各個(gè)子體系設(shè)施檢驗(yàn)

對(duì)風(fēng)電機(jī)組的各類(lèi)子體系檢驗(yàn)時(shí)，需要嚴(yán)格根據(jù)電路圖所指示的回路檢查，系統(tǒng)包括了很多，如變槳、偏航、液壓、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)等。同時(shí)，在檢驗(yàn)電氣回路種類(lèi)時(shí)，關(guān)鍵分為兩類(lèi)回路，也就是管制、動(dòng)能

回路。

管制回路有三種功能，測(cè)量、控制、反饋。以測(cè)定來(lái)講，關(guān)鍵是將各個(gè)種類(lèi)的傳感器，比如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、方位、加速度等訊號(hào)轉(zhuǎn)換為特殊范疇的電壓訊號(hào)，由PLC片件測(cè)定去判別設(shè)施的運(yùn)作形態(tài)。傳感器內(nèi)，其電壓通常較小，然而仍有特別的境況。

管制性能是由PLC片發(fā)送24V管制訊號(hào)，以弱電管制接觸器閉合，由此實(shí)現(xiàn)分隔去完成連通、分隔動(dòng)能電源，最終實(shí)現(xiàn)自主開(kāi)啟關(guān)停電氣設(shè)施的效用。在接觸器內(nèi)，普通難題包含觸頭粘在一起、電磁線圈無(wú)效等，其結(jié)果都造成了小能高效管制電氣設(shè)施。直至設(shè)施形態(tài)參變量大于日常范疇而被測(cè)定訊號(hào)檢驗(yàn)查出，由此才能出現(xiàn)報(bào)障礙。

動(dòng)力回路涵蓋單相、三相回路，在單相電壓內(nèi)分為兩類(lèi)，也就是230V和380V。無(wú)論是檢驗(yàn)接觸器或連線端子，在檢驗(yàn)維修中，應(yīng)注重?cái)嚅_(kāi)電源、查驗(yàn)電源平安的事件。而且在通電以前，也應(yīng)當(dāng)注重檢驗(yàn)設(shè)施相間及對(duì)地隔離境況，極大程度防止通電發(fā)生短路及損耗設(shè)施的境況。同時(shí)值得注意的是，在電機(jī)維修之后，要明確相序有無(wú)錯(cuò)誤，禁止使馬達(dá)發(fā)生反轉(zhuǎn)的境況。

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（責(zé)任編輯：蔣建華）