高振宇 穆帥
(江蘇龍?jiān)达L(fēng)力發(fā)電有限公司,江蘇南通 226000)
GE風(fēng)機(jī)1.5WM ESS變槳系統(tǒng)常見故障淺析及應(yīng)對(duì)措施
高振宇 穆帥
(江蘇龍?jiān)达L(fēng)力發(fā)電有限公司,江蘇南通 226000)
變槳控制系統(tǒng)是變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的重要組成部分,變槳系統(tǒng)故障繁多不僅嚴(yán)重影響風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量而且嚴(yán)重威脅風(fēng)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文通過介紹GE風(fēng)機(jī)ESS變槳系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),變槳控制系統(tǒng)邏輯動(dòng)作原理為風(fēng)機(jī)故障處理提供思路,同時(shí)總結(jié)風(fēng)電機(jī)組檢修當(dāng)中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),提出了相應(yīng)的措施,確保風(fēng)電機(jī)組長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。
變槳系統(tǒng) 故障 檢修 預(yù)防措施
本文介紹的是GE1.5WM ESS變槳系統(tǒng),通過變槳系統(tǒng)控制原理介紹、常見運(yùn)行故障分析,有針對(duì)性的提出相應(yīng)的解決措施,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
1.1變槳系統(tǒng)的組成
變槳系統(tǒng)包括一個(gè)中央柜,3個(gè)軸柜及其電池柜,3個(gè)變槳電機(jī)。中央柜主要接受主控指令,發(fā)送指令、將滑環(huán)傳輸?shù)墓╇姺峙渲粮鱾€(gè)軸柜同時(shí)接收軸柜的反饋信息,主要包括AEPC板、交換機(jī)等主要部件。軸柜包含電機(jī)控制和保護(hù)電路、接收變槳電機(jī)位置反饋和調(diào)節(jié)電機(jī)速度,主要包括變壓器、藍(lán)盒子(Power converter)、AEPA板、接觸器等主要部件。電池柜在急停變槳模式下給電機(jī)供電,保證機(jī)組安全停機(jī),同時(shí)在吊裝過程中組裝葉輪時(shí)也起重要作用,主要包括電池和充電板。
1.2變槳啟動(dòng)和運(yùn)行內(nèi)部動(dòng)作邏輯簡介
(1)當(dāng)外界環(huán)境溫度低于5℃時(shí),外部供電正常,滑環(huán)至輪轂的24V電源經(jīng)AEPC板提供給AEPA板內(nèi)部的溫控單元,溫度單元激活加熱器繼電器K8,K9,K10,加熱器開始工作,溫度升高到10℃后,加熱器停止工作,24V供電繼電器K6被激活,AEPA板和AEPC板24V供電回路得電,同時(shí)藍(lán)盒子(變槳變頻器)開始預(yù)充電,電壓達(dá)90V左右?;h(huán)至輪轂的安全鏈供電、主接觸器供電正常,AEPA板內(nèi)部安全鏈繼電器K1,主接觸器吸合繼電器K4得電,藍(lán)盒子使能繼電器K3得電,繼而K21接觸器吸合,電機(jī)運(yùn)行回路處于閉合狀態(tài)。
(2)主控發(fā)出角度命令后,輪轂中央柜AEPC板發(fā)出信號(hào)至AEPA板驅(qū)動(dòng)剎車打開(首先在150ms內(nèi)提供60V電壓,然后在5s內(nèi)降至40v,最后剎車釋放電壓保持在20V,剎車打開。),AEPA板發(fā)出24V enable信號(hào)至藍(lán)盒子,藍(lán)盒子發(fā)出確認(rèn)信號(hào)反饋至AEPA板,藍(lán)盒子被激活,K23線圈兩端產(chǎn)生15V壓降其觸點(diǎn)動(dòng)作,同時(shí)藍(lán)盒子將回路診斷信息通過RS-485通訊回路反饋至AEPA板。之后,AEPA板發(fā)送4-20mA的扭矩參考值給藍(lán)盒子,藍(lán)盒子通過直流斬波電路來調(diào)節(jié)電機(jī)的直流電流,從而達(dá)到控制其轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行,電機(jī)編碼器將電機(jī)位置及速度反饋至AEPA板。
變槳控制系統(tǒng)故障率一直居高不下,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),變槳系統(tǒng)故障占風(fēng)電機(jī)組故障的50%以上,嚴(yán)重威脅機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行?,F(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的常見故障進(jìn)行簡要分析并提出相應(yīng)的措施。
2.1電池充電電壓錯(cuò)誤
原因分析:2014年夏季,江蘇如東地區(qū)風(fēng)場電池充電板在兩個(gè)月內(nèi)損壞數(shù)量高達(dá)30余塊,造成了很大的電量損失,究其主要原因由于GE風(fēng)機(jī)投運(yùn)時(shí)間已達(dá)6年之久,而變槳蓄電池壽命只有3-5年,由于夏季高溫導(dǎo)致電池失效問題集中爆發(fā)。同時(shí)電池充電板設(shè)計(jì)有放電回路,但設(shè)計(jì)卻有失完善,變槳蓄電池失效時(shí),充電板器件處于高能耗狀態(tài),時(shí)間一長導(dǎo)致充電板元件燒毀。
應(yīng)對(duì)措施:1)更換蓄電池組應(yīng)及時(shí)做好記錄,待電池到達(dá)壽命期限前進(jìn)行更換。2)定期對(duì)蓄電池內(nèi)阻進(jìn)行測試一般內(nèi)阻在12mΩ左右,及時(shí)更換內(nèi)阻過大的變槳蓄電池。
2.2變槳閘流管及葉片角度不可靠故障
(1)滑環(huán)故障?;h(huán)是輪轂控制柜和機(jī)艙控制柜供電和信號(hào)傳輸?shù)闹匾考;h(huán)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)常發(fā)生金針脫軌、跳針,軌道磨損過度、接線松動(dòng)等故障,同時(shí)軌道磨損產(chǎn)生的雜質(zhì)也會(huì)嚴(yán)重影響滑環(huán)的功能。
應(yīng)對(duì)措施:1)定期對(duì)滑環(huán)進(jìn)行檢查維護(hù)(至少每半年一次),對(duì)滑環(huán)進(jìn)行清洗,適當(dāng)潤滑,并及時(shí)更換滑環(huán)密封圈防止外界異物侵入。2)對(duì)滑環(huán)400V緊固螺釘畫力矩線,并對(duì)滑環(huán)接線定期進(jìn)行緊固。
(2)滑環(huán)至輪轂接線磨損?;h(huán)線由于長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)常發(fā)生磨損、通訊線內(nèi)部斷裂,由于滑環(huán)線內(nèi)置于齒輪箱和主軸的內(nèi)部,其發(fā)生故障很難判斷。
應(yīng)對(duì)措施:1)在輪轂和齒輪箱出線端加裝護(hù)套,進(jìn)一步減少滑環(huán)線表皮磨損。2)滑環(huán)線通訊線使用較粗的帶有屏蔽層的導(dǎo)線,既可以防止外部電磁干擾保證通訊質(zhì)量,又可以避免旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致導(dǎo)線內(nèi)部斷裂。
(3)電氣元件老化、接觸器觸頭氧化。原因分析:如東地區(qū)風(fēng)電場地處沿海地區(qū),鹽霧腐蝕嚴(yán)重,由于輪轂內(nèi)控制柜鎖扣磨損、密封條老化導(dǎo)致柜體密封不良,柜內(nèi)存在灰塵、雜質(zhì)、潮氣,加速了電氣元件的老化。
應(yīng)對(duì)措施:1)定期檢查柜體鎖扣、密封條磨損老化情況并及時(shí)更換,防止潮氣雜質(zhì)進(jìn)入。2)在輪轂中央柜及軸柜內(nèi)安裝簡易除濕裝置,去除柜體內(nèi)潮氣,減緩鹽霧腐蝕速度。
變槳系統(tǒng)發(fā)生電氣故障應(yīng)多方位、多角度分析故障原因,處理變槳系統(tǒng)故障應(yīng)熟知變槳?jiǎng)幼鬟壿?,在消除故障的同時(shí)查找分析故障的根本原因,提出切實(shí)可行安全經(jīng)濟(jì)高效的解決方案,為風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部元件營造良好的運(yùn)行環(huán)境,確保風(fēng)電機(jī)組安全穩(wěn)定長期運(yùn)行。
高振宇(1987—),男,河北廊坊人,大學(xué)本科,風(fēng)電場場長,主要從事風(fēng)電機(jī)組檢修維護(hù)工作。