探討電氣和控制設備在風電機組的檢修

霍常旺

山西龍源風力發電有限公司 山西 太原 035100

一、風電機組的現狀

1.1 風電機組的主要機型

1.1.1 定槳距失速調節風電機組 定槳距失速調節風電機組由風輪(葉片和輪轂)、增速齒輪箱、發電機、變流器、偏航系統、機艙、塔架、變壓器和整機控制系統構成。使用這種機組時為了提高風電機組在低風速時的效率,通常采用雙速發電機(即大/小發電機)。

1.1.2 雙饋式變槳變速異步風電機組 雙饋式變槳變速異步風電機組由風輪(葉片和輪轂)、變槳系統、三級傳動增速齒輪箱、(繞線轉子)發電機、(勵磁)變流器、偏航系統、機艙、塔架、變壓器和整機控制系統構成。

1.1.3 永磁直驅式變槳變速風電機組 永磁直驅式變槳變速風電機組由風輪(葉片和輪轂)、變槳系統、低速永磁同步發電機、全功率變流器、偏航系統、機艙、塔架、變壓器和整機控制系統構成,屬于較新型的風電機組。

1.2 風電機組的檢修現狀 就我國風電機組設備而言,一般質保時間為2至5年,在這樣的情況下就必須要求風電場自己組織的檢修工作人員來對風電機組過保后的時間進行日常檢修了。但由于我國使用風電機組的時間比一些發達國家要晚一些,所以暫時還比較缺乏風電機組設備檢修的專業人才,因此風電場的檢修工作人員大多數是剛畢業的應屆生。這就產生一些問題,一方面由于這些應屆畢業生之前幾乎沒有接觸過風電機組,所以對如何正確檢測風電機組還比較迷惘。為了有效解決新員工的素質培養難題,檢修部門可以自行編制檢修作業指導書或者故障處理手冊,為新員工提供一定的知識資料,同時為了有效改善新員工的操作能力,在新風電機組運行比較穩定的時期,發生故障的幾率比較低,經驗比較豐富的檢修工作人員可以在實習期引導新員工進行上機維護,從而積累檢修經驗。但另一方面也正因為風電機組發生故障幾率比較低,所以很難實現讓新員工在實習期間積累完整的風電機組檢修經驗。

二、電氣和控制設備在風電機組的檢修方式

2.1 PLC主機檢修 PLC主機屬于風電機組的核心機構,在檢修工作開展過程中,工作人員應提高專注度。在具體的檢修工作開展時,應將工作重點放在軟件版本的檢查及工作狀態是否滿足標準上,一旦發現系統存在過熱情況,應立即停止PLC主機,避免該結構出現更大程度的損壞。其次,在操作界面檢查過程中,工作人員的檢查重點應放在主機的工作狀態上,通過對其運動狀態的觀察,便可以對PLC外殼情況進行感知,為后續工作的開展提供基礎條件。除此之外,如果PLC主機的故障問題無法在第一時間內明確,相關工作人員還可以根據反饋信號情況對其進行分析,從而實現對信息相對應的位置進行查驗。

2.2 通訊系統故障檢修 為了促使通訊故障得到合理維護,相關工作人員可以對通訊系統常見的故障類型進行總結,如對風電機組的運行狀態無法進行傳輸、安全鏈信號也無法進行有效傳遞等。因此,在具體的檢修工作開展過程中,人們首先可以對通訊模塊的電源進行檢查,之后對整個系統的接線情況進行了解,如果相關指標的波特率符合范圍要求,則可以判定通訊模塊運行正常。除此之外,如果通過上述檢修過程依然沒有找到通訊系統的故障發生點,此時工作人員要將檢修重點轉移到通訊線路的接頭和接線處,并對各個部分的信號強度進行測量,直到所有部分均確保無故障為止。

2.3 安全鏈故障檢修 在風電機組運行過程中,如果出現設備突然停止運行的狀態,則可能是由于安全鏈的不良開合狀態所導致的。因此,在安全鏈檢測時,需要提升對軟件模塊的檢測力度,包括運行狀態、是否遭受到外來破壞等的分析工作,還要對整體系統的安全鏈回路進行全面檢查。安全鏈回路的檢查工作,應按照系統的主要控制邏輯進行,如果安全鏈無法進行有效閉合,風電機組的各項工作也很難繼續開展。所有說,在安全鏈檢測時,工作人員首先要對安全鏈的整體工作狀態進行了解和比對,一旦機組中的安全鏈已經出現故障,那其他檢測工作的開展也就變得毫無意義。因此,如果安全鏈中的故障類型得到確定,工作人員應立即對機組程序狀態進行下載。但在具體工作中,也會出現很多例外情況。例如,很多安全鏈故障來源于機組的報警極限,或者在信號傳輸中受到了外界因素干擾。因此,在檢修過程中,工作人員還需對具體的故障類型進行考慮。

2.4 分系統故障檢修 風電機組中的分系統構成十分復雜,如潤滑系統、液壓系統等,這也促使分系統檢修工作的工作量巨大,為了方便檢修,應嚴格根據電路圖進行檢查。整體來看,檢修電路主要包括兩種,即動力回路和控制回路。在風電機組檢修過程中,電氣回路的測量因素主要包括控制、反饋和測量三種因素。另外,在分系統之中,如果接觸器發生故障,很多電氣設備將無法得到有效控制。因此,在檢修工作開展過程中,應根據具體的故障情況對接觸器的工作狀態進行分析,從而對過熱、燒毀等故障類型進行判斷。另外,還可以對相關反饋回路及設備受損情況進行合理評估,避免風電機組的整體運行狀態受到影響。例如,一旦傳感系統出現故障,在更換時工作人員需要對分壓電阻的大小進行考慮。

結語

提高風電機組電氣和控制系統故障處置能力是一項系統性的工作,只有通過不斷加強理論學習,不斷提高實踐技能,不斷完善故障處置規范,才能夠從根本上推動檢修作業人員的故障處置能力,只有故障檢修能力取得了實質性的進展,才能夠縮短故障停機時間,最終達到降低設備故障率的目的,為公司的運行帶來更大的經濟和安全效益。