風力發電機組電氣控制系統檢修分析

王相菊

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

關鍵詞：風力發電;電氣控制;系統檢修;綠色能源

引言

風電場電氣設備是由風力發電機組、箱式變壓器、集電線路、主變壓器以及配套的控制設備、無功補償設備。目前我國主要的任務就是對這些構成設備進行管理與維護，風電場電氣設備某些環節容易出現故障，比如機械摩擦過熱、葉片損壞、齒輪故障、變壓器故障等情況，這些都是風場電氣設備中的常見問題。做好常見問題的維護與保養，將有效延長風電場電氣設備的使用壽命，減少運行成本，提高經濟效益。

1 風電機組電氣、控制系統檢修總框架

風電機組的控制系統實際上是通過一些能實現信息傳遞的模塊組成，其中包含PLC通訊模塊、數字輸入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、設施情況進行實時傳遞，進而實現信息傳送保證設備正常運行。風電機組的內部結構中，主要是其維護組中的平安鏈回路來接收信息，保證其穩定運行。平安鏈是通過許多結點進行串聯構成的，如果實際信息傳送過程中，出現某個結點故障，平安鏈會在第一時間傳遞故障信息給風電組，進而實現危險的控制。

2 風力發電機采用狀態監測

為了便于風能的獲取，風場一般都設在比較偏遠的山區或者近海區域，所以風力發電機會受到陣風、侵蝕等因素的影響。風力發電機組一般設在50～80m的高空，在機組運行時需要承受較大的受力載荷。由于設計不合理、焊接質量缺陷等原因會引發機組運行故障，當出現陣風時，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生不同程度的影響而引發故障，其中風輪、主軸、齒輪箱、發電機等受到的影響較大。計劃維修和事后維修是風力發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，維修內容不詳細，無法全面的反應出機電設備的運行狀況。而事后維修的維修時間長，維修效率低，所以造成的經濟損失較大。所以需要提高風力發電機維修水平，采用狀態監測和故障診斷技術可大大提高風力發電機運行的穩定性和可靠性。

3 風力發電機組電力控制系統檢修要點

3.1 PLC檢查

在實際控制系統中，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象。

3.2 通訊檢查

當檢修人員將控制系統中的PLC檢查完畢之后，需要再次開展檢查工作，檢查對象對風力發電機組控制系統中的通訊系統。如果控制系統在運行過程中存在故障，那么當風力發電機組運行時，其中諸多設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，根據實際電路運行圖紙接線情況，對回路中的每一個安全結點進行逐一檢查，找出其中的故障信息，對故障進行逐一排查，進而進行維修。

3.4 各分系統設備的檢查

當完成上述排查工作后，風力發電機組控制系統中的主體設備便全部完整故障排查工作，隨后要對風力發電機組控制系統中的各個分系統全面排查。在風力機組的分系統的當中，包含有液壓系統、變槳系統、制冷系統、偏航系統等等，在實際排查工作中，一定要結合系統設計圖紙對分系統進行故障排查。有關電力回路檢查的主要內容為動力回路檢查、控制回路檢查。在風力發電機組中，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、壓力等相關信息，通過對這些信息進行診斷，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行更換，確保檢測信息的準確性。在實現控制功能的過程中，主要依靠風力發電系統中主設備PLC傳遞的信息進行檢查，電氣設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。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，這部分檢查內容也是檢修活動中極易忽略的一項內容。在檢查反饋功能回路時，工作人員需要對系統中的漏電保護、輔助觸點以及過流開展、接觸器等進行全面檢查，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信號都是針對PLC中的信息輸入DI卡件構成回路，在檢修過程中通過連接、斷開的形式對設備實際運行情況進行判斷。工作人員在對電氣設備開展故障檢查工作時，第一步便是診斷設備故障問題進行全面判斷，結合設備圖紙設計尋找故障部位，如果沒有故障部位，那么需要對系統中的過載現象、跳閘現象進行排除，全面檢查控制界面的實際情況。將設備中的所有檢測信息都要與正常工作信息進行對比，以此來推斷系統中可能發生故障的部位，對其進行全面檢查維修。如果檢測到所有反饋信息正確，那么還需要系統的對電氣設備控制回路、電力回路中的部件進行檢查，以便能夠全面系統地對其中故障進行排除，確保電力系統正常運行。

4 結語

綜上所述，我國的風電場電氣設備中風力發電機的運行維護是風力發電事業中較為重要的環節，只有降低風力發電的損耗才能減少風力發電設備的維護成本，同時等于間接提高風力發電的工作效率。風力發電設備維護的工作人員應該不斷總結工作經驗，嚴格吸取教訓，從不足中進行反思和改進。檢修人員在對該系統進行檢修時，要分別從PLC、通訊功能、安全鏈回路、分系統設備等方面逐一檢查，一旦發現其中存在有異常現象，要在短時間內將其解決，確保風力發電機組正常運行，為人們群眾輸送源源不斷的優質電源，推動社會不斷進步。

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