风力发电机组电气控制系统检修探讨 王晓宇
风力发电机组电气控制系统检修探讨王晓宇
发表时间：2018-08-22T11:05:13.593Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：王晓宇1 邸伟2
[导读] 摘要：风力发电机组电控系统的稳定关系着风力发电机组的平稳运行。
（内蒙古华电新能源分公司内蒙古呼和浩特市 010000）
摘要：风力发电机组电控系统的稳定关系着风力发电机组的平稳运行。文章首先介绍了风电机组电气和控制系统检修的总体框架，接着介绍了风力发电机组控制与安全系统、风力发电机电控系统的结构，最后提出了风电机组电气和控制系统检修的具体步骤。
关键词：风力发电机组；电气控制系统；电力检修；电力设备；
一、风电机组电气、控制系统检修总框架
控制系统是风电机组的大脑和神经，感知和控制风电机组所有系统的设备，并使其正常运行。风电机组控制系统主要由PLC主机，PLC 通讯模块，安全链模块、数字输入DI、数字输出DO模块和模拟输入模块AI等专用模块组成。通信模块通过某种通讯协议将PLC主机的指令和设备状态信息进行传输，使相应的电气设备工作在要求的状态下。
风电机组安全链回路是保障机组安全运行的重要回路，由多个节点采取串联回路连接而成，只要回路中有一个节点断开，安全链便发出指令让风电机组马上紧急停机，避免发生安全事故，从逻辑上看，安全链的各个环节是逻辑与的关系，只有安全链各个逻辑量是1，机组才允许正常运行。安全链回路监控的项目有：超速，振动，变桨，偏航扭缆，紧急停机按钮，PLC主机等。
在风电机组报故障后，现场检查的方法往往是头痛医头脚痛医脚，没有对设备进行系统的检查。对于新员工来说，对设备的认知也经常是局部的，没有连贯性和系统性的认识。同时，故障报警列表中，往往不能直观看出故障的先后顺序，且故障总数有时可能达到5～10条，如此情况对于新员工来说，无疑加大了学习和实践的难度。为使其系统化的理解和扎实的掌握检修技能，根据现场的检修经验，总结出如下的检修思路。
二、风力发电机组控制、安全系统
对于大型风力发电机组而言，就是要采用必须举措，经过管制体系的平安规划，使体系能在界定时段里少发生乃至不产生障碍。假如产生障碍，必须在极快时段、以极快速度对系统进行修复。
控制功能一般包括风轮限速、电气负载的连接、功率极限、纽缆限制、机舱对风、温度参数限制、运行时电量等，主要通过被动、主动样式对管制机组的运转实施管制，使体系能在界定范畴中实施运转，且应保证各类参变量均能在运行的规定范畴中。
维护过程的规划准则是无效-维护。即是在管制无效后或外在与内在障碍导致机组不能寻常运转时，体系的安全维护装备动作能维护风力发电机组处于一项平安的形态里。体系将在发生超速、电网负载、电机过载故障、脱网等会开始实施维护的性能。其过程是多个层级的平安链彼此锁合的，在管制流程里依旧是逻辑与的性能，然而在实现管制目的上是完成逻辑或的成果。另外，该体系仍具备避雷的装备，对主电、管制电子回路区别实施避雷部分的维护。
在风力发电机组的运行形态里，分为运转、暂停、关停、火速关停四类。差别的运行形态分属一类行动层级：最高为运行状态、最低为急停状态。在对工作状态层次进行提升时，不可越层而上，而是需要一级一级往上层上升，但降低工作状态层时则是可越层而下的。这样的工作状态转变法是风力发电机组基本控制策略，其目的是为了保护机组的安全运行。
如果工作状态要向着更高层次进行转化就需要一级一级往上，在这个升高的流程里，能够确认体系内的各项障碍均被检验到。在障碍被检验出以后体系就能立马步入到一项火速关停或关停的形态里。发电管制分为两类境况，即风速在规定之下及规定之上。风速在规定之下：机组追踪实现最大功率，为了能够防止变距屡次的动作，经过扭矩，对叶尖速比实施优质管制，因此实现大功率导出；风速在规定之上：机组管制保持在一项稳定的功率内，经过变距管制转速去保证其平稳运转。
三、风力发电机电控系统的结构
风力发电机电控系统由交流柜、机舱管制柜、电气柜、塔底管制柜、电气滑环、传感器、衔接电缆等组成，参照体系分为四个方面：主控、变桨、变流、电网级管制，由此去完成寻常运转、阵风、极佳运转、功率、变桨距、安全维护管制等性能。
风力发电机组的电控体系在硬件部分涵盖三方面：塔底核心管制、机舱管制、变桨管制体系。各个管制装备安置在对应管制柜中。
四、风电机组电气、控制系统检修具体流程
4.1PLC检验
PLC是控制系统的管制中心，因此对其进行检验时，确认PLC是否能正常运行是首要任务，通过对操控页面检验去确定PLC运作形态及软件的版本是否出现异常。同时还要检验外围PLC形态是否有缺失以及PLC外壳温度是否出现过热的情况。
4.2通信部分的检验
在确定PLC运行正常后，再对通信性能实施检验。例如在管制体系内，通信发生故障时风电机组全部的设施形态，比如安全链讯号等都不能检验。通常情况下，通信板块在进行检验时，主要对电源供应板块有无异常、通信波特率是否满足标准、光纤讯号强度充足情况、接头及连线是否正确、通信地址是否准确、连线的准确性等问题进行检查。
4.3安全链检验
在通信部分的检验工作完成后，需要进行安全链检验。如果安全链回路没有闭合，那么机组的很多设备不能正常运行。因此，首先要检查安全链模块的运行状态是否存在异常。如果故障的起因是因为安全链模块发生损坏，那么在替换新模块以前的全部检验工作都是无效的，此时需要工作人员对安全链模块进行及时的更换。而如果是因为安全链软件发生故障，就需要我们及时下载安装安全链程序。
完成软、硬件故障排查以后，根据相对应的电路图接线原理，参照回路检验各项安全链节点功能是否正常，在检查中要明确问题的来源，有的故障并不是发生了不安全事件，可能是安全链信号受到了干扰。但是，有的故障则应及时引起重视，这可能会引起严重的危险事故。
4.4.各个子系统设备检验
对风电机组的各类子系统检验时，需要严格根据电路图所指示的回路检查，系统包括了很多，如变桨、偏航、液压系统等。
(1)液压系统。当液压系统油位及齿轮箱油位偏低时，应检查液压系统及齿轮箱有无泄漏现象发生。若有，根据实际情况补加油液，恢复到正常油位。在必要时应检查油位传感器的工作是否正常。液压控制系统压力异常而自动停机时，运行人员应检查油泵工作是否正常。