风力发电机组电气控制系统检修的分析

风力发电机组电气控制系统检修的分析

王刚

（国家电投内蒙古蒙东协合新能源有限公司028000）

摘要：风力发电机组电气控制系统检修是实际电气生产过程中不容忽视的重要环节，本文通过考察和分析实际风力发电组的实际运行情况，详细的介绍了实际机组控制系统以及电气系统故障出现时的有效操作方法和原理，同时，提出了检修中较为合理的检修方法。

关键词：风力发电机组；电气控制系统；检修；分析

引言

随着清洁能源的推广和风力发电的逐渐增多，风力发电机电器控制系统的检修工作就成为风电设备运行维护工作的重要组成部分。但是在实际的检修和维护过程中，还存在各种问题，甚至很多工作人员对于设备的故障分析和处理能力不足，增加了风力发电机组电器控制系统检修工作的难度。因此，本文将分对风力发电机的控制系统、电气系统等常见故障进行分析和实际操作策略探讨，以期为风力发电机组电气控制系统检修工作人员提供一定的指导和借鉴，保证风力发电机组的安全、平稳运行，推动风力发电机组的发展和推广。

1风电机组电气、控制系统检修总框架

风电机组的控制系统在整个系统中起到十分重要的作用，它的主要功能是对系统中的所有设备进行感知，监控，进而实现整个系统稳定运行的目标。风电机组的控制系统实际上是通过一些能实现信息传递的模块组成，其中包含PLC通讯模块、数字输入DI/输出DO模块、安全链模块等等。其信息的传递是将PLC主机的指令、设施情况进行实时传递，进而实现信息传送保证设备正常运行。风电机组的内部结构中，主要是其维护组中的平安链回路来接收信息，保证其稳定运行。平安链是通过许多结点进行串联构成的，如果实际信息传送过程中，出现某个结点故障，平安链会在第一时间传递故障信息给风电组，进而实现危险的控制。在风电组接收到故障信息后，后续需要工作人员进行实地检查维修故障，使系统恢复正常运行。这时就是考验工作人员实地工作能力以及经验的时候了，这也就要求我们提高对于工作人员能力培养，对于故障表的分析不能只看到片面的几个点，而是应该从全局分析入手进行检查维修，通常情况系下故障的数目会在5-10个左右。这也就要求每一位工作人员需要具备整体分析到部分了解的能力，针对新入职的员工培训，需要从基础的理论入手，再到实践，综合把握系统检修故障分析，掌握故障检修技术。

2风力发电机组

对于较大规模的风力发电机组来说，控制、安全系统是通过做好系统中的平安规划来实现减少系统故障率以及保证系统安全运行的重要举措。如若在实际运行中出现故障，它能在第一时间内对故障进行定位检修。控制功能主要包含风轮限速、电气负载连接、电池电量、电功率范围、温度参数控制等等，通过主动控制以及被动控制的方式对管制机组的实际运行进行监控，进而保证系统能在允许范围内高效运行。

实际维护的规则是无效-维护原则，指的是在实际管制无效或者内在障碍使得机组无法正常工作的情况下，系统中的安全维护装备可以采取有效措施使得发电机组仍旧处于能够正常运行的平安状况下。当系统中存在超速、电网负荷过大以及电机过载等情况时，系统会出现上述的安全维护状况。此外，该系统仍含有避雷装置，能够实现主电、管制电子回路中的避雷系统检修。风力发电机组的实际运行状况一般有正常运行、暂停、关停、火速关停四种情况。其运行中的最高级别是正常运行，最低级别是火速关停，如图1所示。

图1运行形态转化图

针对实际工作情况的提升，不可以越层提升，而需要遵守逐级提升的原则，但是降级时可以越级降低。这一原则是为了保证风力发电组的实际安全运行。实际操作过程中如果需要提升层级，需要逐级提升，这是为了能够实时监控每一层级中的故障信息，若检测出问题则直接进行火速关停，进而维修，若没有检测出问题则实现系统的正常运行。

发电管制存在两种情况，即风速高于实际规定以及低于实际规定。当风速高于实际规定，为保证其正常功率运行需要通过变距管制控制其正常工作；若处于低于实际规定情况，为了防止变距增大，需要通过扭矩，对其进行优质管制，实现提高功率的目的。

3风电机组电气和控制系统检修的具体步骤

3.1PLC检查

在实际控制系统中，最为关键也是核心的部分是PLC，因此，进行故障检测的过程中，首先检测PLC的情况。检查其操作界面以及PLC工作情况，检查是否存在死机情况。在内部检查过后，就需要对PLC的显示进行检查，同时检查PLC的外壳，看其是否存在过热现象。

3.2通讯检查

当检查完PLC正常工作后，需要进行第二项的检查工作，即对控制系统通讯的检查。若控制系统通讯存在故障，那么风电机组中所有设备的状况是无法检测到的。通讯模块的检查主要包含：检查模块电源的实际运行，各个组块之间的接线是否准确接好，通讯信息的输入是否正确等等。

3.3安全链检查

在确认通讯功能不存在故障的情况下，需要进行第三项安全链回路的故障检查。根据实际风电机组的设计原理，安全链回路控制着所有机组设备的正常运行。安全链回路检查中，第一步需要对安全链模块进行检查，看其是否正常工作，之后，才是对安全链软件的检查。如果安全链模块存在故障，则实际信息是无法传送的，后续检查都是无用的。检查完安全链回路的模块以及软件后，在保证其正常运行的情况下，根据实际电路运行图纸接线情况，对回路中的每一个安全结点进行逐一检查，找出其中的故障信息，对故障进行逐一排查，进而进行维修。大多数情况下会存在安全链信号传输中存在信号干扰，从而出现了故障问题。这就需要工作人员足够的经验对故障进行分析排查。只有当安全链回路中所有故障排除后，主体设备才能正常运行。

3.4各分系统设备检查

在对主体设备的故障排查之后，进一步对各个分系统的故障进行排查。风电机组的分系统中的主要设备有变桨系统、偏航系统、液压系统、制冷系统等等。在实际排查过程中，对这些设备的检查需要根据实际设计图纸进行故障排查。电气回路检查主要是针对控制回路以及动力回路检查。

控制回路的主要功能是检测、控制以及信息反馈，其中通过传感器实现检测功能，针对传感器传递的温度、压力、电流、电压、电功率等信息进行处理进而诊断设备所处的实际状态。通常情况下，传感器中的电压较低，但也存在特殊情况。在实际检测中测量信号有的是电流有的是电压，所以检查检修中，需要注意区分电流传感器回路中的分压电阻的实际情况，若更换传感器，千万不能忽略分压电阻的更换。

电气设备的故障检查第一步是针对故障的初步判断结合设计图纸找出故障部位，针对故障部位进行一一排查，先观察是否存在明显故障部位，若无，进而排查是否存在跳闸、过载等情况存在，从而找到损坏部件进行更换。倘若不没有找到明显故障信息，就需要检查控制界面的实际情况，对检测到的信息与正常工作信息相对比，推断出可能发生故障的部位，在对其进行检查维修。倘若反馈信息正确，则需要对控制回路以及动力回路中的部件进行检查。

上述故障排查方法系统全面，思路清晰，能够帮助工作人员理清思路，进而查找到真正的故障存在部位，实现对故障的检查，进而保证了后续的维修工作的正常进行。

4结束语

随着风电机组的不断进步发展，机组故障诊断技术也在不断提升，这也为故障的诊断以及维修提供了更好的方法。本文针对故障检查中的思路以及可能出现的问题进行叙述，希望能够为风电机组故障排查做一点贡献。

参考文献：

[1]赵艳梅.基于变速恒频风力发电机组电气控制系统的分析[J].内燃机与配件，2018（11）：103-104.

[2]常春永.风力发电机组电气控制系统检修探讨[J].中国高新技术企业，2016（06）：139-140.

[3]吴永强.风力发电机组电气与控制系统快速检修思路探索[J].科技视界，2015（25）：259+283.