夏季

摘要：電氣控制系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組重要的組成部分，負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)自動(dòng)停啟，并負(fù)責(zé)對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)速、風(fēng)向等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，直接關(guān)系到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，在運(yùn)行過程中，可能受到自然因素、人為因素的影響，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)故障，無法對(duì)整個(gè)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有效的控制，影響到供電質(zhì)量。因此，必須重視風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的檢修工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題，以免影響到發(fā)電效率和發(fā)電質(zhì)量。本文首先闡述了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成以及電氣控制系統(tǒng)檢修的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組;電氣控制系統(tǒng);系統(tǒng)檢修

引言：

隨著世界性能源危機(jī)和生態(tài)環(huán)境的惡化，清潔、可再生能源逐漸受到世界各國的重視。風(fēng)能是一種清潔可再生能源，風(fēng)力發(fā)電就是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，我國風(fēng)能資源豐富，風(fēng)能存儲(chǔ)量達(dá)到了10億KW。近年來，國家加大了風(fēng)力發(fā)電站的建設(shè)，截止2019年年代，我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量達(dá)到了2.1億KW，風(fēng)機(jī)發(fā)電量達(dá)到了4057億KW·h，占全國發(fā)電量的5.5%，有效緩解我國城市供電緊張的局面。電子控制系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組重要的組成部分，主要負(fù)責(zé)條件發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子電流大小、頻率、速度，讓發(fā)電機(jī)組保持在恒定的速度，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)能能效的最大轉(zhuǎn)變。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)節(jié)非常惡劣，對(duì)電氣控制系統(tǒng)的可靠性要求比較高，因此需要做好風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的檢修工作。

1. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電變流器、傳感器、控制單元、通信系統(tǒng)、監(jiān)控站等構(gòu)成。風(fēng)力發(fā)電變流器是通過交流、直流變流器將風(fēng)機(jī)發(fā)出的變化電壓和頻率進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的電壓和頻率匯入到電網(wǎng)，變流器通過現(xiàn)場(chǎng)總線與主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而根據(jù)數(shù)據(jù)信息完成機(jī)組的轉(zhuǎn)速、有功功率和無功功率的調(diào)節(jié);傳感器主要負(fù)責(zé)采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的各類信息，包括風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、壓力開關(guān)等;控制單元是整個(gè)發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵，確保風(fēng)電機(jī)組恒定功率的輸出，從而獲得最大的風(fēng)能，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)組運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)發(fā)電控制、自動(dòng)并網(wǎng)/解列以及機(jī)組設(shè)備的保護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的風(fēng)速運(yùn)行速度超過設(shè)定的數(shù)值、轉(zhuǎn)速超過正常轉(zhuǎn)速的10-20%、電極溫度過高、振動(dòng)過大、發(fā)電機(jī)電壓頻率相位錯(cuò)誤等現(xiàn)象，則保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)開啟停機(jī)或者緊急停機(jī)，確保風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的安全性;通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制運(yùn)行的技術(shù)職稱，將采集的各類書籍發(fā)送到監(jiān)控站，監(jiān)控站根據(jù)采集的數(shù)據(jù)信息，判斷系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，并進(jìn)行停機(jī)或者故障維修。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)對(duì)通信質(zhì)量要求比較高，因此采用工業(yè)以太網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)單臺(tái)機(jī)組的控制器、觸摸屏以及遠(yuǎn)端中心網(wǎng)絡(luò)的連接;監(jiān)控站主要對(duì)整個(gè)風(fēng)電廠的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，顯示屏可以實(shí)時(shí)顯示各臺(tái)機(jī)組的瞬時(shí)發(fā)電功率、發(fā)電量、發(fā)電事件數(shù)、電極的轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、風(fēng)輪等數(shù)據(jù)信息，通過計(jì)算機(jī)還可以將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖表或者曲線。如果出現(xiàn)故障，則系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)警，并顯示故障的類型和時(shí)間，讓發(fā)電廠技術(shù)人員快速處理[1]。

2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)檢修要點(diǎn)

根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及各個(gè)部分的重要性，可以得出風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組電氣控制系統(tǒng)檢修流程如下PLC邏輯控制器的檢測(cè)、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢測(cè)、安全鏈路的檢測(cè)以及各個(gè)分部系統(tǒng)的檢測(cè)。

2.1PLC控制器的檢修

PLC控制器是整個(gè)控制單元的關(guān)鍵設(shè)備，負(fù)責(zé)內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)、定時(shí)等功能，并通過數(shù)字/模擬輸入輸出控制發(fā)電機(jī)組的各類設(shè)備。一旦出現(xiàn)問題，無法完成邏輯運(yùn)算和順序控制。因此，電氣控制系統(tǒng)首先要檢查PLC控制器的輸入回路、輸出回路、程序邏輯。正常情況下，輸入回路的按鈕、限位、線路等只需要按下按鈕，如果輸入點(diǎn)端子與公共端出現(xiàn)短接現(xiàn)象，則按鈕對(duì)應(yīng)輸入指示燈亮，如果燈不亮，則表示按鈕壞了、線路接觸不良等問題。輸出回路的檢修方法和輸入回路一致，如果按下輸入按鈕，對(duì)應(yīng)的指示燈亮，但是輸出回路對(duì)應(yīng)的電磁閥、接觸器不動(dòng)作，則需要檢查電磁閥控制電源和保險(xiǎn)器，用電筆測(cè)量輸出點(diǎn)的公共端子，如果檢測(cè)的時(shí)候電筆不亮，則可能是保險(xiǎn)絲熔斷;如果測(cè)量時(shí)電筆亮，說明電源沒有故障，是電磁閥、接觸器以及線路出現(xiàn)問題。程序邏輯故障采用反查法，也就是根據(jù)輸入輸出表，從故障點(diǎn)找到對(duì)應(yīng)的輸出繼電器，是否符合動(dòng)作邏輯關(guān)系，如果不符合邏輯關(guān)系，則是程序邏輯出現(xiàn)故障，按照梯形圖找出故障點(diǎn)位置[2]。

2.2通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢修

通信網(wǎng)絡(luò)直接關(guān)系到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的控制單元、傳感設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，一旦通信網(wǎng)絡(luò)故障，則無法實(shí)時(shí)將傳感設(shè)備采集的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心和控制單元，導(dǎo)致控制器誤動(dòng)。因此，排除控制器的故障后，需要檢查通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障，檢查通信模塊的接線、電源、通信信息輸入是否正常，交換機(jī)、服務(wù)器、通信電纜、路由器等通信設(shè)備是否出現(xiàn)損壞、破損、指示燈不亮等問題，如果設(shè)備損壞，則需要更換設(shè)備。

2.3安全鏈路檢修

安全鏈路是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最高安全防護(hù)措施，也是最后一道保護(hù)防線，它獨(dú)立于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的計(jì)算機(jī)軟件保護(hù)系統(tǒng)和硬件保護(hù)系統(tǒng)。安全鏈路常見的故障有急停開關(guān)故障、偏開關(guān)故障、葉輪過速故障、振動(dòng)開關(guān)故障等，如果出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組無法啟動(dòng)停止按鈕或者在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，導(dǎo)致機(jī)組進(jìn)入緊急停止?fàn)顟B(tài)。因此，需要對(duì)安全鏈路進(jìn)行檢修。首先檢查安全鏈路的模塊和軟件，然后按照安全鏈路的接線圖，檢查回路中的每一個(gè)安全點(diǎn)，并對(duì)故障一一排除[3]。安全鏈路貫穿到風(fēng)機(jī)所有回路，連接的設(shè)備比較多、節(jié)點(diǎn)多，所以容易出現(xiàn)安全鏈路問題。

2.4各個(gè)分部系統(tǒng)的檢修

排除風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的主要設(shè)備故障后，需要對(duì)各個(gè)系統(tǒng)部分進(jìn)行故障排除。在故障檢修過程中，檢修人員要按照電氣控制系統(tǒng)的圖紙對(duì)各個(gè)系統(tǒng)部分進(jìn)行故障排除，檢查各類傳感器的溫度、電流、電壓、功率等數(shù)值是否正常，并根據(jù)這些信息進(jìn)行判斷，傳感器是否存在故障，如果出現(xiàn)參數(shù)不正確，則需要進(jìn)一步更換傳感器設(shè)備。其次，還要檢查電氣控制系統(tǒng)的電氣設(shè)備是否存在過載、跳閘現(xiàn)象，如果超過正常數(shù)值，則需要進(jìn)一步分析系統(tǒng)存在的故障位置，并對(duì)其進(jìn)行全面檢查。如果檢測(cè)數(shù)據(jù)正常，則需要對(duì)電氣設(shè)備的控制回路進(jìn)行檢查。

結(jié)束語：

當(dāng)前，我國風(fēng)力發(fā)電站數(shù)量越來越多，發(fā)電站的裝機(jī)容量越來越大。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率和質(zhì)量至關(guān)重要，必須重視發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的故障檢修，及時(shí)發(fā)電系統(tǒng)存在的問題，并進(jìn)行檢修，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]張倩.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)檢修分析[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2019，46（12）：60-62.

[2]廖元文，史曉鳴，周民強(qiáng)， 等.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)檢修探討[J].電力系統(tǒng)裝備，2019，（16）：110-111.

[3]張學(xué)健.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)檢修的分析[J].電子測(cè)試，2019，（7）：94-95.