孟敏

摘 要：發(fā)電機轉(zhuǎn)速是風(fēng)力發(fā)電機的一個較為重要的信息，在風(fēng)機運行控制及其參數(shù)監(jiān)控中都顯得十分重要。發(fā)電機轉(zhuǎn)速就意味著發(fā)電量。同時發(fā)電機轉(zhuǎn)速也是風(fēng)力發(fā)電機的自我保護的一個重要參數(shù)。金風(fēng)1.5兆瓦機組發(fā)電機轉(zhuǎn)速測量有四種方式，對于發(fā)電機轉(zhuǎn)速比較的故障設(shè)置也有四種。本文闡述個人對于金風(fēng)1.5兆瓦機組發(fā)電機轉(zhuǎn)速比較故障的理解，并著重介紹云南富源光梁子項目32#風(fēng)機的發(fā)電機轉(zhuǎn)速比較四故障處理及分析。

關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)速;測量模塊;緩沖電路;濾波電阻

1轉(zhuǎn)速測量

金風(fēng)1.5兆瓦機組對于轉(zhuǎn)速這個重要參數(shù)設(shè)計了四種轉(zhuǎn)速測量方式。其中這四種轉(zhuǎn)速測量方式中的三種是相互獨立相互監(jiān)督比較，就出現(xiàn)轉(zhuǎn)速比較的四種故障設(shè)置。以下是對四種轉(zhuǎn)速測量的簡介。

1.1葉輪轉(zhuǎn)速接近開關(guān)-113B5以及-113B7兩個轉(zhuǎn)速測量渠道

雖然從電氣原理圖（見下圖1）上看，是兩個轉(zhuǎn)速測量渠道，并且這兩個轉(zhuǎn)速測量的元件以及工作原理上都是一樣的，但是它們是兩個相對獨立的轉(zhuǎn)速測量渠道，是互不影響的。正是基于這一點，才將它們分開稱為發(fā)電機兩種轉(zhuǎn)速測量方式。

其工作原理是：使用兩個相互獨立的接近開關(guān)傳感器，對同一個齒數(shù)為60齒的齒盤進行數(shù)齒來進行發(fā)電機轉(zhuǎn)速的測量。接近開關(guān)輸出的是占空比為50%，峰值為24VDC的頻率信號，這個信號再被送入到一個Overspeed模塊，同時Overspeed模塊輸出兩路電機當(dāng)前對應(yīng)轉(zhuǎn)速的電壓模擬信號，送到主控制系統(tǒng)，由主控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速。測出的兩個轉(zhuǎn)速分別為Overspeed 1和Overspeed 2。這里還要一提的是Overspeed模塊還可以設(shè)置過速保護功能，其5、6、9端子設(shè)置的過速值為21rpm。當(dāng)該模塊判斷電機轉(zhuǎn)速超過所設(shè)定的保護值21rpm時，模塊將輸出干結(jié)點信號，從而導(dǎo)致系統(tǒng)安全鏈動作，進而達到發(fā)電機過速保護目的。

1.2通過兩個Gpulse模塊測得發(fā)電機的轉(zhuǎn)速

該測量方式由兩個Gpulse（脈沖電壓測速）模塊和一個Gspeed（發(fā)電機速度測量）模塊構(gòu)成，如圖2所示。先由Gpulse模塊測量出發(fā)電機電壓信號頻率f，輸出一個脈沖列進入Gspeed模塊，Gspeed模塊將Gpulse1和Gpulse2模塊處輸入的脈沖序列處理后轉(zhuǎn)化為對應(yīng)轉(zhuǎn)速的模擬量輸送到風(fēng)機主控系統(tǒng)，并由主控制系統(tǒng)軟件計算電機轉(zhuǎn)速。電氣原理圖如圖3所示。

1.3通過變流器所測發(fā)電機的轉(zhuǎn)速

這里以金風(fēng)1.5兆瓦機組Switch變流系統(tǒng)為例來說。Switch變流器是采用主動整流方式來控制發(fā)電機側(cè)和電網(wǎng)側(cè)功率單元。發(fā)電機側(cè)功率控制單元和電網(wǎng)側(cè)功率控制單元相互獨立。采用的無速度矢量控制方式來得到發(fā)電機的轉(zhuǎn)速值。發(fā)電機的轉(zhuǎn)速先反饋到主控，主控通過分析處理，通過加載力矩，控制變流器的功率，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速交互，變流器得到的轉(zhuǎn)速是模擬量，是程序里力矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速值，這就形成了發(fā)電機轉(zhuǎn)速測量的第四種渠道。

2主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)速比較故障的設(shè)定

金風(fēng)1.5兆瓦機組根據(jù)Overspeed 1和Overspeed 2以及Gspeed這三個轉(zhuǎn)速值相比較，設(shè)置了4個轉(zhuǎn)速比較故障。

3云南富源光梁子項目32#機組轉(zhuǎn)速比較4故障分析處理

其中中央監(jiān)控室顯示2#機組于2013年10月2日1：40：00報出轉(zhuǎn)速比較4故障，并于2013年10月2日1：41：00故障消除，自動啟機。在2013年10月2日1：50：00又報出轉(zhuǎn)速比較4故障，并于2013年10月2日1：52：00故障消除，自動啟機。此后每隔幾分鐘便重復(fù)上述情況。于是在2：40分左右進行了遠(yuǎn)程停機。次日早上7：30中央監(jiān)控室予以遠(yuǎn)程啟機，情況依然如此。具體詳見上圖5故障記錄。到達現(xiàn)場后立即查看了2點08分的故障文件記錄。

從故障記錄上來看Overspeed 1和Overspeed 2所示發(fā)電機轉(zhuǎn)速值相差不大，而Gspeed與Overspeed 1和Overspeed 2所示發(fā)電機轉(zhuǎn)速值相差較大。由此可以斷定Gspeed 所測得的轉(zhuǎn)速值偏小了，這是造成32#機組報出轉(zhuǎn)速比較4故障的原因。找到故障的源頭后，根據(jù)圖3 Gpulse - Gspeed電氣原理圖分析可能原因有：

（一）轉(zhuǎn)速測量回路Gpulse - Gspeed 的接線松動;

（二）Gpulse或者Gspeed模塊本身損壞;

（三）測量轉(zhuǎn)速信號的倍福模塊存在問題;

（四）發(fā)電機轉(zhuǎn)速測量回路的保險損壞。

基于上述可能的原因，攜帶 Gpulse 模塊和Gspeed 模塊以及倍福模塊KL3404到達機艙進行故障排查。到達機艙后先讓發(fā)電機轉(zhuǎn)起來，觀察Gspeed模塊上的12#和15#對應(yīng)的指示燈，因為這兩個指示燈剛好是兩個Gpulse模塊的脈沖信號輸出指示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)15#對應(yīng)的指示燈閃爍的頻率較慢。接著檢查回路Gpulse - Gspeed 的接線，發(fā)現(xiàn)無異常。這就排除了可能原因其一。將 Gspeed 新模塊進行更換后，同樣發(fā)現(xiàn)15#對應(yīng)的指示燈閃爍的頻率較慢。這說明原來的 Gspeed模塊本身無損壞。同時也將故障先鎖定在發(fā)電機開關(guān)柜2里 Gpulse 模塊上。打開發(fā)電機開關(guān)柜2后，檢查接線是否虛接，發(fā)現(xiàn)無異常。將新模塊換上檢驗后，觀察發(fā)現(xiàn)15#對應(yīng)的指示燈閃爍的頻率仍然較慢，故障無解除。倍福模塊用同樣方法檢查后，排除了可能原因其三。最后原因就自然落到了發(fā)電機測量回路的保險損壞上。

結(jié)合圖3和圖7電路分析可以斷定，故障就出在2F2上。斷電后，將萬用表設(shè)置在通斷功能上，測量2F2的三個熔斷器的通斷，發(fā)現(xiàn)中間的那支熔斷器斷路，即熔體已經(jīng)熔斷了。同時觀察發(fā)電機開關(guān)柜2前的緩沖電路里濾波條已經(jīng)燒毀。這就找到了真正的原因了，由于發(fā)電機2的V1相繞組所接熔斷器損壞，導(dǎo)致 Gpulse2模塊的輸入少了一相。由于缺少一相，這樣Gpulse2 就輸出脈沖就減少了，這樣導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)速值也就相對較小。更換濾波柜電阻條和2F2熔斷器后，啟動運行正常，故障解除。