风力发电机组电气控制系统检修分析

王相菊

摘要：近年来，我国的风力发电建设越来越多，电力能源是保障我国社会有序运转的基础因素，结合当前我国电力能源应用情况来看，多数情况下都是以火力发电的形式进行供电，但是近年来，我国环境问题逐渐突出，在此形势下，新能源技术的应用势在必行。风力发电身为新能源发电的重要组成内容，电力的输出主要依靠风力发电机组电控系统，由此可见，风力发电机制电控系统的重要性，企业想要促使风力发电项目正常运行，就需要重视风力发电机组电控系统检修工作。文章主要内容研究了风力发电机组电控系统的构成框架以及检修策略，希望能为我国风力发电机组电气控制系统的正常运行提供保障。

关键词：风力发电;电气控制;系统检修;绿色能源

引言

风电场电气设备是由风力发电机组、箱式变压器、集电线路、主变压器以及配套的控制设备、无功补偿设备。目前我国主要的任务就是对这些构成设备进行管理与维护，风电场电气设备某些环节容易出现故障，比如机械摩擦过热、叶片损坏、齿轮故障、变压器故障等情况，这些都是风场电气设备中的常见问题。做好常见问题的维护与保养，将有效延长风电场电气设备的使用寿命，减少运行成本，提高经济效益。

1 风电机组电气、控制系统检修总框架

风电机组的控制系统实际上是通过一些能实现信息传递的模块组成，其中包含PLC通讯模块、数字输入DI/输出DO模块、安全链模块等等。其信息的传递是将PLC主机的指令、设施情况进行实时传递，进而实现信息传送保证设备正常运行。风电机组的内部结构中，主要是其维护组中的平安链回路来接收信息，保证其稳定运行。平安链是通过许多结点进行串联构成的，如果实际信息传送过程中，出现某个结点故障，平安链会在第一时间传递故障信息给风电组，进而实现危险的控制。

2 风力发电机采用状态监测

为了便于风能的获取，风场一般都设在比较偏远的山区或者近海区域，所以风力发电机会受到阵风、侵蚀等因素的影响。风力发电机组一般设在50～80m的高空，在机组运行时需要承受较大的受力载荷。由于设计不合理、焊接质量缺陷等原因会引发机组运行故障，当出现阵风时，会对叶片造成短暂而频繁的冲击载荷，而叶片受到的荷载又会对传动链上的部件产生不同程度的影响而引发故障，其中风轮、主轴、齿轮箱、发电机等受到的影响较大。计划维修和事后维修是风力发电机比较常用的维修方式，但是这两种维修方式都存在一定的缺陷，计划维修的检修范围不大，维修内容不详细，无法全面的反应出机电设备的运行状况。而事后维修的维修时间长，维修效率低，所以造成的经济损失较大。所以需要提高风力发电机维修水平，采用状态监测和故障诊断技术可大大提高风力发电机运行的稳定性和可靠性。

3 风力发电机组电力控制系统检修要点

3.1 PLC检查

在实际控制系统中，最为关键也是核心的部分是PLC，因此，进行故障检测的过程中，首先检测PLC的情况。检查其操作界面以及PLC工作情况，检查是否存在死机情况。在内部检查过后，就需要对PLC的显示进行检查，同时检查PLC的外壳，看其是否存在过热现象。

3.2 通讯检查

当检修人员将控制系统中的PLC检查完毕之后，需要再次开展检查工作，检查对象对风力发电机组控制系统中的通讯系统。如果控制系统在运行过程中存在故障，那么当风力发电机组运行时，其中诸多设备状况是没有办法全面检测到的。在检查通讯模块时，包含有组块之间的接线、模块运行时的电源情况以及通讯信息的输入是否正确等等。

3.3 安全链检查

安全链回路检查中，第一步需要对安全链模块进行检查，看其是否正常工作，之后，才是对安全链软件的检查。如果安全链模块存在故障，则实际信息是无法传送的，后续检查都是无用的。检查完安全链回路的模块以及软件后，在保证其正常运行的情况下，根据实际电路运行图纸接线情况，对回路中的每一个安全结点进行逐一检查，找出其中的故障信息，对故障进行逐一排查，进而进行维修。

3.4 各分系统设备的检查

当完成上述排查工作后，风力发电机组控制系统中的主体设备便全部完整故障排查工作，随后要对风力发电机组控制系统中的各个分系统全面排查。在风力机组的分系统的当中，包含有液压系统、变桨系统、制冷系统、偏航系统等等，在实际排查工作中，一定要结合系统设计图纸对分系统进行故障排查。有关电力回路检查的主要内容为动力回路检查、控制回路检查。在风力发电机组中，控制回路的主要作用为控制、检测以及信息反馈，通过传感器对回路进行检测，在此过程中，传感器会传递电压、电流、温度、电功率、压力等相关信息，通过对这些信息进行诊断，判断控制回路的实际运行状况。一般情况下，控制回路当中的传感器电压较低，但是也存在有部分特殊状况。工作人员在检修过程中，一定要分清电流传感器与电压传感器中分压电阻的实际情况，如果需要更换传感器，那么也要对分压电阻进行更换，确保检测信息的准确性。在实现控制功能的过程中，主要依靠风力发电系统中主设备PLC传递的信息进行检查，电气设备运行过程中的所有启动停止，都是需要通过弱电控制接触器的闭合、断开实现。在检查控制功能过程中，一定不要忽视了接触器的检查、电磁线圈的磁性检查等，这部分检查内容也是检修活动中极易忽略的一项内容。在检查反馈功能回路時，工作人员需要对系统中的漏电保护、辅助触点以及过流开展、接触器等进行全面检查，以便能够全面诊断反馈功能回路中的漏电、过流情况。通常情况下，反馈功能回路中的相关信号都是针对PLC中的信息输入DI卡件构成回路，在检修过程中通过连接、断开的形式对设备实际运行情况进行判断。工作人员在对电气设备开展故障检查工作时，第一步便是诊断设备故障问题进行全面判断，结合设备图纸设计寻找故障部位，如果没有故障部位，那么需要对系统中的过载现象、跳闸现象进行排除，全面检查控制界面的实际情况。将设备中的所有检测信息都要与正常工作信息进行对比，以此来推断系统中可能发生故障的部位，对其进行全面检查维修。如果检测到所有反馈信息正确，那么还需要系统的对电气设备控制回路、电力回路中的部件进行检查，以便能够全面系统地对其中故障进行排除，确保电力系统正常运行。

4 结语

综上所述，我国的风电场电气设备中风力发电机的运行维护是风力发电事业中较为重要的环节，只有降低风力发电的损耗才能减少风力发电设备的维护成本，同时等于间接提高风力发电的工作效率。风力发电设备维护的工作人员应该不断总结工作经验，严格吸取教训，从不足中进行反思和改进。检修人员在对该系统进行检修时，要分别从PLC、通讯功能、安全链回路、分系统设备等方面逐一检查，一旦发现其中存在有异常现象，要在短时间内将其解决，确保风力发电机组正常运行，为人们群众输送源源不断的优质电源，推动社会不断进步。

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