歐亮

【摘 ?要】在風電場組建檢修隊伍開始，往往不乏剛從學校走向崗位的畢業(yè)生，沒有見過風電設備，同時更不具備對設備的檢修經(jīng)驗。如何在短期內(nèi)完成對新員工的安全和檢修技能培訓，使其短時間內(nèi)具備分析故障、處理故障的能力，是擺在檢修部門面前的一道難題。由于新機組運行較穩(wěn)定，故障率較低，除了在實習期內(nèi)由師傅帶徒弟上機維護外，基本沒有更好的辦法讓新員工快速積累檢修經(jīng)驗。鑒于此，本文主要分析風力發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)檢修。

【關鍵詞】風力發(fā)電機組;電氣控制系統(tǒng);檢修

中圖分類號：TM76 ? ?文獻標識碼：A

1、風電機組電氣控制系統(tǒng)檢修總框架

風電機組的控制系統(tǒng)就像人類的神經(jīng)與大腦一樣，要對其系統(tǒng)中的所有設備進行感知、控制，達到系統(tǒng)正常運行的目的。風電機組的控制系統(tǒng)是由專用模塊組成的具有通信功能的模塊，一般來說，這些模塊包括了PLC通訊、安全鏈、數(shù)字輸入DI/輸出DO、模擬輸入AI模塊等。其傳輸機制主要是經(jīng)過某種通信協(xié)定，將PLC主機命令、設施形態(tài)實施傳送，使電氣設施能夠在規(guī)定形態(tài)下運行。在風電機組體系內(nèi)，接到維護機組平安運轉(zhuǎn)的核心回路是平安鏈回路，其回路由一些結(jié)點通過串接的樣式銜接產(chǎn)生，其中如果某個結(jié)點斷開，那么其平安鏈發(fā)送緊急關停的命令，此刻風電機組則能以火速關停的樣式去防止平安事件的產(chǎn)生。在風電機組報障礙以后，目前的當場檢驗辦法一般只是“治標不治本”，特別是對一些新員工而言，未有對設備進行系統(tǒng)檢查的經(jīng)驗，同時對有關認知也過于局限，缺乏對體系的整體、持續(xù)、綜合性的認識。一般在障礙的預警列表內(nèi)，基本能夠直白地發(fā)現(xiàn)障礙的前、后次序并且數(shù)量會達到5～10條左右。而這對新職工來講增大了研習、試驗部分的困難程度，因此應當在運作中綜合化認識且把握好有關的檢修技術，總結(jié)思路、豐富經(jīng)驗。

2、風力發(fā)電機電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

風力發(fā)電機電控系統(tǒng)由交流柜、機艙管制柜、電氣柜、塔底管制柜、電氣滑環(huán)、傳感器、銜接電纜等組成，參照體系分為四個方面：主控、變槳、變流、電網(wǎng)級管制，由此去完成尋常運轉(zhuǎn)、陣風、極佳運轉(zhuǎn)、功率、變槳距、安全維護管制等性能。

風力發(fā)電機組的電控體系在硬件部分涵蓋三方面：塔底核心管制、機艙管制、變槳管制體系，各個管制裝備安置在對應管制柜中：

3、風力發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)檢修流程及對策

3.1、PLC檢查

在實際控制系統(tǒng)中，最為關鍵也是核心的部分是PLC，因此，進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

當檢查完PLC正常工作后，需要進行第二項的檢查工作，即對控制系統(tǒng)通訊的檢查。若控制系統(tǒng)通訊存在故障，那么風電機組中所有設備的狀況是無法檢測到的。通訊模塊的檢查主要包含：檢查模塊電源的實際運行，各個組塊之間的接線是否準確接好，通訊信息的輸入是否正確等等。

3.3、安全鏈檢查

在確認通訊功能不存在故障的情況下，需要進行第三項安全鏈回路的故障檢查。根據(jù)實際風電機組的設計原理，安全鏈回路控制著所有機組設備的正常運行。安全鏈回路檢查中，第一步需要對安全鏈模塊進行檢查，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)點進行逐一檢查，找出其中的故障信息，對故障進行逐一排查，進而進行維修。大多數(shù)情況下會存在安全鏈信號傳輸中存在信號干擾，從而出現(xiàn)了故障問題。這就需要工作人員足夠的經(jīng)驗對故障進行分析排查。只有當安全鏈回路中所有故障排除后，主體設備才能正常運行。

3.4、各分系統(tǒng)設備檢查

在對主體設備的故障排查之后，進一步對各個分系統(tǒng)的故障進行排查。風電機組的分系統(tǒng)中的主要設備有變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等等。在實際排查過程中，對這些設備的檢查需要根據(jù)實際設計圖紙進行故障排查。電氣回路檢查主要是針對控制回路以及動力回路檢查。

控制回路的主要功能是檢測、控制以及信息反饋，其中通過傳感器實現(xiàn)檢測功能，針對傳感器傳遞的溫度、壓力、電流、電壓、電功率等信息進行處理進而診斷設備所處的實際狀態(tài)。通常情況下，傳感器中的電壓較低，但也存在特殊情況。在實際檢測中測量信號有的是電流有的是電壓，所以檢查檢修中，需要注意區(qū)分電流傳感器回路中的分壓電阻的實際情況，若更換傳感器，千萬不能忽略分壓電阻的更換。

控制功能主要是由PLC卡件發(fā)出24V控制信號，用弱電控制接觸器吸合和斷開以實現(xiàn)接通或斷開動力電源的目的，達到自動啟停電氣設備的作用。接觸器常見的損壞形式有，觸頭粘連，電磁線圈失效等，其結(jié)果均造成不能有效控制電氣設備，直至設備狀態(tài)參數(shù)超出正常的范圍而被測量信號檢測出來，報出故障。

反饋功能回路是對于一些帶有輔助觸點、漏電保護或過流保護的開關和接觸器，用來監(jiān)視、檢測這些設備的狀態(tài)，從而判定是否有過流、漏電等故障，這些信號一般是與PLC數(shù)字輸入的DI卡件形成的回路，通過常開、常閉邏輯判定被監(jiān)控設備的工作狀態(tài)。DI模塊及回路使用相同的0V和24V的直流電壓而不是動力電壓380V，如當空開跳開后，連帶的輔助開關也跳開了，PLC的DI模塊由閉合變成斷開，使PLC捕捉到這些信號，并報出故障。

動力回路主要有三相回路和單相回路，單相電壓主要有230V和380V兩種。不論是檢查接觸器還是接線端子檢查，在檢修過程中都要注意斷電和驗電的安全事項。同時在上電前要注意檢查設備的相間及對地絕緣狀況，以免上電出現(xiàn)短路，損壞設備。在電機維修后，還要驗明相序是否正確，避免電機反轉(zhuǎn)。

電氣設備的故障檢查第一步是針對故障的初步判斷結(jié)合設計圖紙找出故障部位，針對故障部位進行一一排查，先觀察是否存在明顯故障部位，若無，進而排查是否存在跳閘、過載等情況存在，從而找到損壞部件進行更換。倘若不沒有找到明顯故障信息，就需要檢查控制界面的實際情況，對檢測到的信息與正常工作信息相對比，推斷出可能發(fā)生故障的部位，在對其進行檢查維修。倘若反饋信息正確，則需要對控制回路以及動力回路中的部件進行檢查。

總之，隨著風電機組的不斷發(fā)展，機組的故障診斷技術也在不斷發(fā)展，各種診斷技術的相互融合，優(yōu)勢互補是保證故障診斷準確有效的方向，成熟良好的診斷技術應用在風電機組中，必將推動風電事業(yè)的進一步發(fā)展。

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（作者單位：五凌永順電力有限公司）