风电机组变桨系统故障诊断

王 威

广东粤电湛江风力发电有限公司 广东 湛江 524000

前言

如今,我国的风电场建设越来越多,风电机组的运行效率决定了风电场的稳定发展,因此现阶段在风电场的发展中,做好风电机组系统运行效率的提升是最重要的任务。在风电机组运行的过程中,变桨系统是主要的运行系统,分析风电机组的运行故障主要从变桨系统运行故障进行分析,因为变桨的故障率较高。变桨系统在风电机组的运行中有十分重要的作用,首先它具有收集风能的作用,其次具有调节风轮转速的作用,同时还具有气动刹车的功能,因此风电机组的运行效率直接受变桨系统的影响。

1 变桨控制柜故障诊断

变桨控制系统运行中具有很重要的作用,变桨控制系统主要是将每个桨叶转动的角度、方向和动力做到有效的控制,在桨叶转动的过程中具有最重要的决定作用。变桨控制系统一旦出现故障,将会对桨叶转动的安全、动力产生很大影响,因此变桨控制系统的故障诊断应该放在首要的位置。通常情况下,变桨控制系统较容易出现的故障有继电器故障,主要表现为触点是不灵敏或失效,出现这个故障的原因是因为在继电器出现故障的时候,为了保证安全,安全链就会自动断开,而变桨控制系统在得到继电器断电控制的安全指令后就会将桨叶转动的角度停止在安全的位置,一般为91 度角或95 度角的位置[1]。在变桨系统出现继电器故障的时候,会存在较大的安全隐患。其次是通讯中断故障,通讯中断故障对系统运行的影响也是比较大的,也是高故障等级,对通讯中断故障做出的诊断主要有检查通讯模块是否正常运转,是否被烧坏,电缆是否存在松动现象等。

2 变桨轴承编码器故障诊断

对变桨轴承编码器故障做出诊断之前,要按照变桨轴承编码器的不同功效将其进行分类,变桨编码器主要分为两种,分别是轴和光电绝对值式编码器。变桨编码器在变桨运行系统中也是重要的构成元件,主要发挥的作用是用来校准变桨电机编码器测的角度,这在变桨系统运行中是非常重要的。在对变桨轴承编码器故障进行诊断的时候,要注意检测当二者相差的距离大于编码器的设定值时,就会引起风电机系统运行的故障,这是因为报变桨角度偏差与预定值之间的距离较大,从而导致系统故障,因此工作人员在检测的过程中,可以以此作为依据来检测变桨轴承编码器是否存在故障。

3 变桨电机编码器故障诊断

在变桨系统运行的过程中,除了要做好变桨轴承编码器故障的诊断之外,还要做好变桨电机编码器故障的诊断,变桨电机编码器的安全运行对于变桨系统来说也是非常重要的。变桨电机编码器通常被设置在变桨电机的后端位置,并且在变桨编码器的外壳位置是可以随意移动的,这样的设置能够使编码器的运行更灵活和方便,同时利用轴承进行有效固定,应用弹簧力矩将其安装在后端位置。变桨电机编码器按照其运用功能的不同也分成不同的种类,具体可以将其分为轴型和光电增量式两种类型的编码器[2]。变桨编码器在运行的过程中具有高度的精准性,因此变桨控制系统对编码数据的采集主要依靠变桨信号的方式来完成。变桨编码器的故障排除与轴承编码器的故障排除在方式上有类似之处,因此在对故障处理的过程中也可以按照同样的方式。

4 91度和95度限位开关的故障诊断

限位开关按照角度设置的不同分为91度开关和95度开关,在变桨系统运行故障的分析上,限位开关故障也要作为主要的故障原因来分析。通常限位开关安装在位于变桨轴承附近的支架位置上,这个位置能够更好的符合安全停止位置而设置的,当桨叶转至91度的位置停止时,是最佳的安全位置,那么如何使桨叶转到91度的位置立即停止就是故障检测工作中的重点。为了满足这个要求,工作人员就要将91度的限位开关的常闭点转变成为常开点,这样就会使桨叶转至91度位置的时候就会自动切断电源,从而保证变桨系统运行的安全性。另外针对于95度限位开关,它是变桨安全位置的冗余设置,它主要作为弥补91度变为开关的安全效能作用而出现,只有在91度变位开关不能发挥出有效的安全性能的时候,95度变位开关才能发挥出有效的作用。因此在变位控制中,95度开关一般情况下是用不到的,因为一旦启用了95度变位开关,那么在91 度变位开关启用的时候,只能选择手动操作。

5 变桨润滑泵故障诊断

变桨润滑泵在变桨系统的运行中也是重要的构成部分,变桨润滑泵的构成主要是由润滑泵、分流器、润滑小齿、干油管以及润滑传感器几部分构成的。润滑泵在变桨系统运行中发挥的主要作用是润滑各个元件,在进行接电工作以后,进入工作状态的润滑泵的泵芯会极速升压,借助压力的作用会在安全阀门的位置形成出口分配器,一般出口分配器的设置为6个,各个出口分配器就会不断的向构成元件提供润滑的作用。在对变桨润滑泵进行故障诊断的过程中,首先要检测润滑泵或油管有没有漏油现象,再依次检测润滑泵的分配器有没有堵塞,存在堵塞现象会影响润滑油的输送,将这些故障都逐一排除后,最后就要检测润滑泵的工作状态,检查在工作运行的过程中是否存在信号弱的现象,另外油管和堵头的松动也会造成润滑泵的失效。

结语

通过本文的分析,分别对变桨控制系统故障、变桨轴承编码器故障、变桨电机编码器故障、91度和95度限位开关故障以及变桨润滑泵故障做出了分析,将故障形成的主要原因及具体的诊断措施详细的做出了介绍。因此在风电机系统运行的过程中,工作人员要按照科学的顺序有效的对变桨系统故障的类型做好分析,将可能存在的故障风险逐一排除,从而提高风电机组运行的效率,促进风电厂的安全运营和稳定发展。