风力发电机组电气控制系统检修分析

孙瑞

摘要：近年来，在世界能源消费和环境问题日益突出的背景下，中国在发展过程中大力倡导可持续发展，将绿色能源作为能源发展的重点。在风力发电技术的应用方面，近年来风力发电技术水平不断提高，发展潜力巨大。它是一种可再生能源技术，可以提供大量的电能。在我国未来的发展中，该技术有望在我国推广应用。然而，在中国，风力发电行业仍处于起步阶段。

关键词：风力发电机组;电气控制系统;检修;分析

1 风电机组电气与控制系统检修概述

在风力发电机组运行过程中，控制系统可以看作是大脑和神经，控制系统可以充分感知和控制风力发电机组的运行状态，从而促进风力发电机组的正常运行。根据风电机组系统的实际运行情况，该系统主要包括安全链模块、模拟输入模块AI和PLC通信模块、PLC主机等模块。当风力发电机运行时，通信模块按照一定的通信协议向主机发送信息指令，以保证必要时电力设备的高效运行。

风电机组安全环节是保证机组安全运行的重要回路，主要由多个节点串联而成。运行中，当某条线路发生故障时，安全环节发出紧急停机指令，风电机组将立即停止工作，造成安全事故。从机组运行逻辑来看，是安全链各环节之间的逻辑关系。

在运行过程中，风电机组发出故障报警，维修人员往往会对风电机组的故障部位进行针对性的检查，但无法对风电机组进行系统的检查。因為刚入职，对风电机组的电气设备了解甚少，未能形成系统统一的认识。

2 风力发电机运行中存在的故障问题

2.1 发电机叶片故障

叶片是整个风力发电机组的重要部件之一，起着非常重要的作用。叶片的优劣直接影响风力发电机的发电量和基本性能。事实上，风力涡轮机叶片经常出现故障。也就是说，发电机叶片的故障占全部故障原因的30%。

2.2 风力发电机变流器运行异常

变流器是风力发电机的重要组成部分，其功能是通过改变叶轮转速来控制输出电压。其具体控制原理实际上是使变频器的电压幅值和频率与电网一致。风电变频器异常运行的原因可以从散热不均匀来分析。目前变频器的冷却方式有两种：风冷和水冷。关键是转炉房的散热。柜内温度过高会影响内部热敏元件和电路的稳定运行，使变频器无法正常工作。转换器主要切断通过断路器的电流，实现短路保护功能。一旦变频器不正常工作，就会影响其正常运行。

2.3 发电机振动异常

振动是衡量线路质量的重要指标。机组振动过大会导致单机稳定性下降，发电机轴断裂，影响机组安全生产，降低机组整体经济效益。因此，发电厂必须保持发电机的稳定振动。异常振动的主要原因是发电机的设计思想不符合电厂加工工艺的要求，或者发电机零件的质量和精度不符合要求。自然也有可能是发电机负载过大，发电机振动异常。

3 风电机组电气和控制系统检修的具体步骤

3.1 通讯检查

PLC正常运行后，需要进行二次检查，即检查控制系统的通讯。当风力发电机的通信出现故障时，不可能监控所有内部设备。通信模块检查主要是检查模块电源的实际动作，模块之间的接线是否正确，通信信息的输入是否正确等。

3.2 安全链检查

如果确认通信功能没有故障，则需要检查第三安全链路。根据风力发电机组的设计原理，安全链电路控制着各机组的正常运行。为了判断安全链路是否正常，首先对安全链路模块进行测试。其次，检查软件安全链。如果安全链模块出现故障，实际信息无法传输，后续检查也无济于事。检查安全链接电路模块和软件，确保正常运行。根据实际电路连接，逐一检查电路中的各个安全节点，找出故障信息，检查故障并修复。很多情况下，在传输过程中，安全链的信号受到信号的干扰，可能导致故障。

3.3 各分系统设备检查

风力发电机的子系统主要包括螺旋桨系统、偏航系统、液压系统和制冷系统。在实践中，根据实际设计图纸，应排除此类设备的检测。电路图主要检查控制电路和电源电路。其主要功能是检测、控制和信息反馈，其中检测功能由传感器实现，对传感器传输的温度、压力、电流、电压、功率等信息进行处理，诊断设备的实际状态。传感器的电压通常较低，但也有例外。由于实际检测时测得的信号既是电流又是电压，所以在检定时要注意区分电流传感器电路内压阻的实际情况。更换传感器时，不要忽略变压电阻。PLC发送的检测信息和电器的启停主要通过弱化控制接触器的开关来实现。检查时，不要忽视接触器的验证，如接触器的触点和电磁线圈的磁力。这也是检查中最容易被忽视的环节。电路检测包括辅助触点、漏电保护、过流保护、接触器检测、进一步过流和漏电等。一般是PLC将PLC信息输入DI卡形成电路，通过断开连接来判断设备的实际工作状态。在实际检查中，为了保证设备的正确维护，为了保证设备的正确维护，需要提前检查设备对地的绝缘状态，以免维护时造成不必要的损失。

3.4 故障处理措施

3.4.1 发电机叶片故障的处理措施

由于发电机叶片故障，机组停机，发电机叶片得到快速诊断。要有效解决叶片故障，需要更换专用的风电叶片，进一步解决叶片故障。然而，风能的经济成本将大大增加。

3.4.2 风力发电机变流器运行异常的处理措施

发电机日常维护后，能及时发现变频器运行故障，并采取相应措施进行处理。风机变频器运行不正常的主要原因是散热不均匀，需要注意局部温度过高，对风机进行清洗、吹灰、喷油等维护工作。

3.4.2 发电机振动异常的处理措施

在风力发电过程中，如果出现异常振动噪声，其识别和消除不容忽视。输变电设备发生故障时，应对温度、振动进行相应检查，防止出现问题，并及时处理故障，确保风力发电正常运行，满足相应要求。

4 风力发电机组管理的有效措施

4.1 实施预防性维修

在电厂运行过程中，预防性维护是非常必要的，应作为机组维护管理的主要方式之一，并定期进行。这种维护是指对机组进行定期预防性检查，及时发现部件损坏、设备故障等问题，并进行调整和处理，避免机组在运行中出现故障，降低其发生频率。但是，在执行预防性维护操作时，不允许过度维护。我们应该仔细管理间隔，避免超负荷维护。只使用这种模式是不可能的。这种模式下，检修周期短，检修工作容易出现盲目性，难以充分发挥机组检修的规范化管理作用。

4.2 分类管理发电机组设备

设备维修标准化是降低机组故障率、保证机组正常运行的必要手段。不同类型的电站有不同的故障修复方法。电厂设备必须进行分类管理，选择科学合理的故障维修方法。例如，电厂规模小的，可以采用故障维修模式，降低机组维修成本，提高机组经济性。对于大型电厂，可以采用预防性维护和检修的标准化管理模式，防止机组设备故障，提高电厂的经济效益。

结束语

总之，随着风力发电机组技术的发展，风力发电机组的故障诊断技术也在不断完善，为故障诊断和维修提供了更好的手段。风力发电是一种绿色清洁能源，风力发电机电控系统的维护是电力生产中不可忽视的重要环节。风电场相关人员应做好风电机组电气系统的检修工作，运用科学有效的检修技术，确保风电机组正常运行，为社会生产生活提供稳定的电能。

参考文献

[1]常春永. 风力发电机组电气控制系统检修探讨[J].中国高新技术企业，2016（06）：139-140.