液壓變槳型風機變槳系統常見故障淺析

鄭博源,鞠 彬

（華潤電力風能（威海）有限公司,山東 威海 264200）

液壓變槳型風機變槳系統常見故障淺析

鄭博源,鞠 彬

（華潤電力風能（威海）有限公司,山東 威海 264200）

本文針對液壓變槳型風力發電機組液壓變槳超限、變槳不同步故障，進行故障分析，以常見故障源葉片位置傳感器、比例閥為重點研究對象，對其功能原理進行分析，為處理此類故障提供理論依據。

液壓變槳；風力發電；液壓系統；變槳超限；變槳不同步

0 引言

液壓變槳是風力發電機變槳系統重要組成部分之一，但由于元件質量的不穩定、維護不當，出現大量變槳故障，且系統中元件處于封閉狀態，并不能通過檢測儀器簡單進行測量，所以使故障處理比較棘手。本文針對變槳超限、變槳不同步故障進行研究、探討，為今后處理此類常見故障，提供建議與分析方法，從而減少故障處理時間，有效提高風機的發電效能[1]。

1 變槳超限故障分析

故障描述如表1所示，根據機械指導手冊、電氣指導手冊及槳葉位置傳感器使用說明書，可得知，如果槳葉位置傳感器測量電壓不在其設定允許值內，那么錯誤信號反饋給控制系統。主控系統接受到錯誤信號，報出該故障并進行程序保護停機。

表1 故障描述

液壓變槳超限故障，最常見故障點為槳葉位置傳感器損壞，造成測量電壓超出允許值范圍，從而造成葉片位置檢測錯誤。

如果槳葉位置傳感器損壞，那么槳葉位置傳感器將傳遞一個超過正常范圍的電壓信號至變槳伺服控制系統，隨即主控制系統將會報出超限故障。槳葉位置傳感器也很大程度上影響了變槳控制，使控制策略中理論變槳角度與實際變槳角度不符，一定程度上也影響了風機的發電效能與風機可利用率。

針對槳葉位置傳感器進行故障診斷，首先通過程序控制菜單測試槳葉位置傳感器，將槳葉角度轉化為相對應的電壓信號。若不在正常范圍內，通過槳葉位置傳感器配套調整工具將槳葉角度正負極限值調至規定電壓范圍。若無法調節或調節后仍存在電壓值跳變，則更換新的槳葉位置傳感器進行對比，若故障消除，則證明風機槳葉位置傳感器已損壞。

2 變槳不同步故障分析

通過槳葉位置傳感器使槳葉每一個槳距角都有與之相對應的電壓信號。如果三個葉片最大變槳角度與最小變槳角度差值大于4°時，那么錯誤信號反饋給PLC。主控系統接收到錯誤信號，報出該故障。變槳不同步故障，最常見故障點為輪轂變槳比例閥損壞，從而導致液壓回路流量控制失效，使三葉片中最大變槳角度與最小變槳角度差值大于程序設定值，從而造成了三槳葉位置不同步現象發生。

比例閥控制系統原理圖如圖1所示，根據控制系統邏輯運算，并通過閥體電位移轉換與伺服電反饋，經控制器輸出放大信號，來控制轉換器，隨之產生與輸入信號等比例的驅動力，以驅動液壓閥的閥芯，達到等比例控制液壓油流量和壓力的目的[2]。

比例閥通過控制液壓油的流量來進行槳葉位置和變槳速度控制的，根據變槳液壓回路，如圖2。所有電磁閥帶電，電磁閥4V2得電油路導通，電磁閥4V6得電油路導通，電磁閥5V6得電關閉油路，比例閥4V5底部線圈帶電，閥位進行變化P與B，A與T交叉相通，液壓油從P端被送至液壓缸負極側，將液壓能轉換為機械能，液壓缸朝0度方向變槳，最后液壓油途徑缸體由正極側流回T端。

若比例閥發生故障，比例閥將無法正常控制液壓回路，造成變槳系統脫離變槳伺服控制系統控制。使三葉片中最大變槳角度與最小變槳角度差值大于程序設定值，從而報出變槳不同步故障。

通過測試菜單對比例閥進行流量測試，若其中一個比例閥與其它兩個比例閥流量存在明顯的差異，通過調換法將A、B、C三個比例閥進行調換并重復進行測試，來判斷比例閥是否存在問題。若調換后，故障點轉移，則說明比例閥失效。

3 結束語

本文針對變槳超限及變槳不同步故障，分析了比例閥、槳葉位置傳感器的工作原理，為此類故障提供了解決方案，提高了工作效率。

[1]李志萍.對MW級風機液壓變槳距控制技術的研究[J].科技與企業,2015,(06):185-186.

[2]宋自成.基于SVM的比例閥故障診斷[D].武漢科技大學,2009.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.126

鄭博源(1991-）,吉林白山人,主要從事風力發電機組液壓變槳系統研究。