浅议如何提高风电机组电气和控制系统检修作业水平

2016-03-13神华国华能源投资有限公司河北分公司孙屹岱

电子世界 2016年23期

关键词：风电检修机组

神华国华能源投资有限公司河北分公司孙屹岱

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本文以实际工作为出发点，针对风电机组的电气和控制系统的常见故障的特点和检修工作要点进行分析和总结，以期提高检修班组整体的理论和实际水平，通过检修作业的系统化和条理化，不断缩短故障处置时间，达到机组长期稳定运行的目的。

风电机组；控制系统；故障；检修

0 引言

随着公司投入运行风电机组数量的不断增加，检修工作量也不断增加，特别是风电机组中电气和控制系统故障还带有隐蔽性的特点，给现场检修工作人员排除故障增加了很大的难度。在实际应用过程中，一般的风电控制与检测系统在功能上都能够满足用户的使用需求，但是往往由于其可靠性方面存在的不足，造成风电机组的非正常停机，直接影响了公司的发电量。这就要求从事相关检修工作的工作人员应该对此类故障引起高度重视，从根本上考虑解决的方法。

1 控制系统故障排查步骤

控制系统能够实现控制单元对风电机组信号的采集及控制，主要的部件包括PLC主机、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、通讯模块、安全链模块。通讯模块通过与第三方的各种通讯协议，实现PLC主机对于各种信号的采集已经控制量的输出，达到最终控制电气设备的目的。在风电机组运行过程中，安全链回路是最重要的安全回路，安全链回路由多个节点串联组成，只有每个节点对应的逻辑变量都为1才能保障安全链导通，机组才能够正常的运行，这些节点分别对应风机系统的振动、超速、偏航、PLC主机故障等故障信号，其中任何一个节点对应的故障发生都会导致节点断开，使得安全链回路断路，从而触发机组停机指令来对正在运行的风电机组实施紧急停机。现场排查风电机组出现的具体故障是一件系统而复杂的工作，尤其是同时出现多条故障报警信号，更增加了检修人员现场排除故障的难度，因此，整理一套系统的、有序的故障处置作业规范是非常必要的。

1.1 检查PLC主机

首先通过PLC电源指示灯、操作界面指示来判断PLC所处的工作状态，通过操作界面的显示检查PLC软件版本等显示，排除死机故障，之后检查PLC的外部模块工作状态，注意PLC设备的温度，确定是否出现过热现象。

1.2 检查通讯模块

通讯模块的检查要排除通讯单元故障，通讯单元故障会直接导致PLC模块和安全链信号无法正常工作，对于通讯模块的检查应该包括测量输入电压、检查通讯模块中设置的通讯地址、波特率以及选择的通讯规约是否正确，排除设置问题；检查通讯模块的输入信号电缆接线是否正确，外部网线以及光纤的信号传输状态，排除线路故障。

1.3 检查安全链系统

在排除了PLC和通讯模块的故障之后，应该把检查工作的重点放在安全链回路的检查上，风电机组的运行必须是在安全链回路闭合的状态之下，在检查过程中要首先排除安全链模块损坏故障，在此基础上对软件进行检查，必要时候需要重新下载安全链程序。在排除了安全链模块本身故障以外，要首先排除干扰信号的存在，之后对照接线原理图，逐一排查安全链的各个节点，对造成安全链断路的外部故障信号予以处理，确保各个节点处于闭合状态，确保主设备能够正常运行。

1.4 检查各个分系统

风电机组主要包括液压、润滑、冷却、变浆、偏航等分系统，当这些系统出现故障时，需要认真对照控制系统图纸逐一排查，电气系统的故障主要可以分为动力回路故障和控制回路故障。

其中控制回路的主要功能是实现对信号的测量、反馈和控制，测量功能的实现需要依靠包括风速、风向、加速度、位置、转速、压力、温度等传感器将采集到的模拟信号转变为是数字信号，同时需要电压互感器和电流互感器将系统的电压和电流信号转变为可供PLC使用的信号，PLC系统通过对上述信号的采集和处理来判断设备实际工作状态并给出控制信号输出，PLC控制输出电压信号为24V直流电压，并以此控制接触器的开断来实现对主电路开关的合闸和分闸操作，达到控制电气设备起停的目的。通过对接触器的检修，可以将接触器常见故障归纳为触点粘连、电磁线圈失效等，这些问题会导致控制信号无法输出至动力开关。此外，对于传感器的检查还必须测量分压电阻阻值，现场发生过多起由于分压电阻损坏以及不匹配造成的传感器故障。

反馈功能回路是通过采集断路器辅助节点、过流保护、漏电保护信号来监测这些开关工作状态的回路，当发生故障导致开关动作时，辅助节点动作给出对应的信号，这些信号通过PLC的DI模块输入，其常开常闭逻辑代表了开关的工作状态，当开关或接触器动作后，对应的辅助节点打开，此时这些信号通过PLC将故障预报出来。

动力回路的检查包括断路器、电源线以及接线端子，在动力回路的检查工作中首先要注意需要进行断电和验电，检查回路的对地绝缘和相间绝缘，坚决避免短路故障的发生。用于驱动电机的动力线路还应该检查相序，避免电机出现反转。

2 强化风电机组电气与控制系统检修的科学性

2.1 做好培训工作

在进行检修人员检修作业培训之前，应该首先认真学习并掌握安全操作规程、检修过程以及运行维护规程，通过对规程的学习掌握现场设备故障的危害并提高自身的检修作业安全意识。之后进行系统的理论学习，使得检修人员在作业前能够系统深入的了解风电机组电气及控制系统的工作原理，达到理论向实践过渡的目的，在理论的学习过程中要注重电气图纸、控制系统图纸、检修常用仪器仪表使用方法的学习，为日后实际开展的检修工作奠定基础。

2.2 做好实践指导

初次开展检修实际工作，应该通过有针对性的设置故障来锻炼检修工作人员的实际工作能力，故障点开始不宜设置过多，应以具有较强的代表性为原则，在检修工作人员实践阶段必须由专人进行监督指导，在工作中纠正检修工作人员在安全作业和故障处置方面存在的不足，通过不断的作业指导，锻炼检修队伍，磨合检修人员之间配合的熟练度。

2.3 做好总结工作

在实际工作中要注重经验的积累和总结，建立专门的检修工作档案，将每次发生的故障和处置方法进行梳理、总结、分析，研究是否在检修作业中有可能提高检修质量的方法，通过不断的学习才能促进检修工作的不断进步，同时，也能够促进对于所维护风电设备的维修熟练程度。