風(fēng)力發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)檢修分析

王相菊

摘要：近年來，我國的風(fēng)力發(fā)電建設(shè)越來越多，電力能源是保障我國社會有序運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)因素，結(jié)合當(dāng)前我國電力能源應(yīng)用情況來看，多數(shù)情況下都是以火力發(fā)電的形式進(jìn)行供電，但是近年來，我國環(huán)境問題逐漸突出，在此形勢下，新能源技術(shù)的應(yīng)用勢在必行。風(fēng)力發(fā)電身為新能源發(fā)電的重要組成內(nèi)容，電力的輸出主要依靠風(fēng)力發(fā)電機組電控系統(tǒng)，由此可見，風(fēng)力發(fā)電機制電控系統(tǒng)的重要性，企業(yè)想要促使風(fēng)力發(fā)電項目正常運行，就需要重視風(fēng)力發(fā)電機組電控系統(tǒng)檢修工作。文章主要內(nèi)容研究了風(fēng)力發(fā)電機組電控系統(tǒng)的構(gòu)成框架以及檢修策略，希望能為我國風(fēng)力發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)的正常運行提供保障。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;電氣控制;系統(tǒng)檢修;綠色能源

引言

風(fēng)電場電氣設(shè)備是由風(fēng)力發(fā)電機組、箱式變壓器、集電線路、主變壓器以及配套的控制設(shè)備、無功補償設(shè)備。目前我國主要的任務(wù)就是對這些構(gòu)成設(shè)備進(jìn)行管理與維護(hù)，風(fēng)電場電氣設(shè)備某些環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)故障，比如機械摩擦過熱、葉片損壞、齒輪故障、變壓器故障等情況，這些都是風(fēng)場電氣設(shè)備中的常見問題。做好常見問題的維護(hù)與保養(yǎng)，將有效延長風(fēng)電場電氣設(shè)備的使用壽命，減少運行成本，提高經(jīng)濟效益。

1 風(fēng)電機組電氣、控制系統(tǒng)檢修總框架

風(fēng)電機組的控制系統(tǒng)實際上是通過一些能實現(xiàn)信息傳遞的模塊組成，其中包含PLC通訊模塊、數(shù)字輸入DI/輸出DO模塊、安全鏈模塊等等。其信息的傳遞是將PLC主機的指令、設(shè)施情況進(jìn)行實時傳遞，進(jìn)而實現(xiàn)信息傳送保證設(shè)備正常運行。風(fēng)電機組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，主要是其維護(hù)組中的平安鏈回路來接收信息，保證其穩(wěn)定運行。平安鏈?zhǔn)峭ㄟ^許多結(jié)點進(jìn)行串聯(lián)構(gòu)成的，如果實際信息傳送過程中，出現(xiàn)某個結(jié)點故障，平安鏈會在第一時間傳遞故障信息給風(fēng)電組，進(jìn)而實現(xiàn)危險的控制。

2 風(fēng)力發(fā)電機采用狀態(tài)監(jiān)測

為了便于風(fēng)能的獲取，風(fēng)場一般都設(shè)在比較偏遠(yuǎn)的山區(qū)或者近海區(qū)域，所以風(fēng)力發(fā)電機會受到陣風(fēng)、侵蝕等因素的影響。風(fēng)力發(fā)電機組一般設(shè)在50～80m的高空，在機組運行時需要承受較大的受力載荷。由于設(shè)計不合理、焊接質(zhì)量缺陷等原因會引發(fā)機組運行故障，當(dāng)出現(xiàn)陣風(fēng)時，會對葉片造成短暫而頻繁的沖擊載荷，而葉片受到的荷載又會對傳動鏈上的部件產(chǎn)生不同程度的影響而引發(fā)故障，其中風(fēng)輪、主軸、齒輪箱、發(fā)電機等受到的影響較大。計劃維修和事后維修是風(fēng)力發(fā)電機比較常用的維修方式，但是這兩種維修方式都存在一定的缺陷，計劃維修的檢修范圍不大，維修內(nèi)容不詳細(xì)，無法全面的反應(yīng)出機電設(shè)備的運行狀況。而事后維修的維修時間長，維修效率低，所以造成的經(jīng)濟損失較大。所以需要提高風(fēng)力發(fā)電機維修水平，采用狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)可大大提高風(fēng)力發(fā)電機運行的穩(wěn)定性和可靠性。

3 風(fēng)力發(fā)電機組電力控制系統(tǒng)檢修要點

3.1 PLC檢查

在實際控制系統(tǒng)中，最為關(guān)鍵也是核心的部分是PLC，因此，進(jìn)行故障檢測的過程中，首先檢測PLC的情況。檢查其操作界面以及PLC工作情況，檢查是否存在死機情況。在內(nèi)部檢查過后，就需要對PLC的顯示進(jìn)行檢查，同時檢查PLC的外殼，看其是否存在過熱現(xiàn)象。

3.2 通訊檢查

當(dāng)檢修人員將控制系統(tǒng)中的PLC檢查完畢之后，需要再次開展檢查工作，檢查對象對風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)中的通訊系統(tǒng)。如果控制系統(tǒng)在運行過程中存在故障，那么當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組運行時，其中諸多設(shè)備狀況是沒有辦法全面檢測到的。在檢查通訊模塊時，包含有組塊之間的接線、模塊運行時的電源情況以及通訊信息的輸入是否正確等等。

3.3 安全鏈檢查

安全鏈回路檢查中，第一步需要對安全鏈模塊進(jìn)行檢查，看其是否正常工作，之后，才是對安全鏈軟件的檢查。如果安全鏈模塊存在故障，則實際信息是無法傳送的，后續(xù)檢查都是無用的。檢查完安全鏈回路的模塊以及軟件后，在保證其正常運行的情況下，根據(jù)實際電路運行圖紙接線情況，對回路中的每一個安全結(jié)點進(jìn)行逐一檢查，找出其中的故障信息，對故障進(jìn)行逐一排查，進(jìn)而進(jìn)行維修。

3.4 各分系統(tǒng)設(shè)備的檢查

當(dāng)完成上述排查工作后，風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)中的主體設(shè)備便全部完整故障排查工作，隨后要對風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)中的各個分系統(tǒng)全面排查。在風(fēng)力機組的分系統(tǒng)的當(dāng)中，包含有液壓系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)等等，在實際排查工作中，一定要結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計圖紙對分系統(tǒng)進(jìn)行故障排查。有關(guān)電力回路檢查的主要內(nèi)容為動力回路檢查、控制回路檢查。在風(fēng)力發(fā)電機組中，控制回路的主要作用為控制、檢測以及信息反饋，通過傳感器對回路進(jìn)行檢測，在此過程中，傳感器會傳遞電壓、電流、溫度、電功率、壓力等相關(guān)信息，通過對這些信息進(jìn)行診斷，判斷控制回路的實際運行狀況。一般情況下，控制回路當(dāng)中的傳感器電壓較低，但是也存在有部分特殊狀況。工作人員在檢修過程中，一定要分清電流傳感器與電壓傳感器中分壓電阻的實際情況，如果需要更換傳感器，那么也要對分壓電阻進(jìn)行更換，確保檢測信息的準(zhǔn)確性。在實現(xiàn)控制功能的過程中，主要依靠風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中主設(shè)備PLC傳遞的信息進(jìn)行檢查，電氣設(shè)備運行過程中的所有啟動停止，都是需要通過弱電控制接觸器的閉合、斷開實現(xiàn)。在檢查控制功能過程中，一定不要忽視了接觸器的檢查、電磁線圈的磁性檢查等，這部分檢查內(nèi)容也是檢修活動中極易忽略的一項內(nèi)容。在檢查反饋功能回路時，工作人員需要對系統(tǒng)中的漏電保護(hù)、輔助觸點以及過流開展、接觸器等進(jìn)行全面檢查，以便能夠全面診斷反饋功能回路中的漏電、過流情況。通常情況下，反饋功能回路中的相關(guān)信號都是針對PLC中的信息輸入DI卡件構(gòu)成回路，在檢修過程中通過連接、斷開的形式對設(shè)備實際運行情況進(jìn)行判斷。工作人員在對電氣設(shè)備開展故障檢查工作時，第一步便是診斷設(shè)備故障問題進(jìn)行全面判斷，結(jié)合設(shè)備圖紙設(shè)計尋找故障部位，如果沒有故障部位，那么需要對系統(tǒng)中的過載現(xiàn)象、跳閘現(xiàn)象進(jìn)行排除，全面檢查控制界面的實際情況。將設(shè)備中的所有檢測信息都要與正常工作信息進(jìn)行對比，以此來推斷系統(tǒng)中可能發(fā)生故障的部位，對其進(jìn)行全面檢查維修。如果檢測到所有反饋信息正確，那么還需要系統(tǒng)的對電氣設(shè)備控制回路、電力回路中的部件進(jìn)行檢查，以便能夠全面系統(tǒng)地對其中故障進(jìn)行排除，確保電力系統(tǒng)正常運行。

4 結(jié)語

綜上所述，我國的風(fēng)電場電氣設(shè)備中風(fēng)力發(fā)電機的運行維護(hù)是風(fēng)力發(fā)電事業(yè)中較為重要的環(huán)節(jié)，只有降低風(fēng)力發(fā)電的損耗才能減少風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的維護(hù)成本，同時等于間接提高風(fēng)力發(fā)電的工作效率。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備維護(hù)的工作人員應(yīng)該不斷總結(jié)工作經(jīng)驗，嚴(yán)格吸取教訓(xùn)，從不足中進(jìn)行反思和改進(jìn)。檢修人員在對該系統(tǒng)進(jìn)行檢修時，要分別從PLC、通訊功能、安全鏈回路、分系統(tǒng)設(shè)備等方面逐一檢查，一旦發(fā)現(xiàn)其中存在有異?，F(xiàn)象，要在短時間內(nèi)將其解決，確保風(fēng)力發(fā)電機組正常運行，為人們?nèi)罕娸斔驮丛床粩嗟膬?yōu)質(zhì)電源，推動社會不斷進(jìn)步。

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