風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)的故障分析與處理

摘要：隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，對能源的需求越來越高，風力發(fā)電作為新能源之一，具有發(fā)電量大的環(huán)境污染小等特點被廣泛使用，但是風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)故障一直是風力發(fā)電的難點之一，本文通過研究風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)故障分析，希望能推動我國新能源不斷發(fā)展。關鍵詞：風力發(fā)電機；變槳系統(tǒng)；故障分析與處理引言風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)是風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的重要組成部分之一，風力發(fā)動機變槳系統(tǒng)對風力發(fā)電站整體安全穩(wěn)定的運營有著非常重要的作用，當外部環(huán)境發(fā)生變化時，風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)可以通過傳感器給出的數據改變槳葉位、電源等控制系統(tǒng)，保證風力發(fā)電機，每一片葉片都能達到最佳的一個狀態(tài)，使其最大化地利用風力，保證風力發(fā)電機組輸出的發(fā)電功率十分穩(wěn)定。一、風電機組變槳系統(tǒng)的作用風電機組變槳系統(tǒng)在整個風電機組當中負責實時調整葉片轉動的角度，確保風電機組的主軸轉速穩(wěn)定。風電機組變槳系統(tǒng)能夠非常精確地將風電機的轉速在不同的風速下穩(wěn)定為一個穩(wěn)定的轉速，確保供電的穩(wěn)定。當風電機組變槳系統(tǒng)發(fā)生故障的時候，會有整機采集各個系統(tǒng)的故障信息及結合機組的實際情況，判斷風電機組變槳系統(tǒng)故障的等級，根據之前確定好的預案，選擇最優(yōu)的辦法處置故障。如果故障較嚴重，就需要執(zhí)行安全鏈斷開保護。此時，風電機組將會利用后備電源，為風電機變槳系統(tǒng)供電，快速地將槳葉轉到最安全的位置，保證風電機組不會受到嚴重的損害。如果風電機組變槳系統(tǒng)遇到主電網瞬間失壓或者給風電機組供電的電壓跌落到一定范圍內，風電機組變槳系統(tǒng)將會通過快速運轉最大程度上，減少由于風轉交互作用引起風電機組整機的振動，將由于電壓對整體風電機組的影響減少到最小程度。二、風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)常見的故障分析與處理1.變槳角度的差異在風電機組運行的過程中，如果三個葉片的變槳角度有差異，就容易對風電機組的穩(wěn)定運行產生巨大影響。風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)會根據兩個葉片角度之間的傳感器得到的葉片角度作為參考，如果兩者的數據相差太大，就會上報變槳角度錯誤。由于檢測變槳角度的編碼器是機械渦輪結構，這種結構的導致檢測的精度不高，并且會隨著風電機組的運行不斷的磨損，在長時間運行之后，這種機械凸輪結構在風速較大的情況下，會產生較大誤差。如果風機變槳，系統(tǒng)報錯變槳角度時，應當首先排除偶然故障的情況，再運行一段時間后，如果風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)依然報故障，應當停機檢查，首先應當檢查檢測器的插頭與接線。如果供電系統(tǒng)或傳輸系統(tǒng)出現問題，那么只要檢查線路是否有斷線情況即可[1]。2.葉片沒有到達限位開關動作設定值大部分的葉片設定在91度的時候，觸發(fā)限位開關，如果風電機組在運行的過程中沒有觸發(fā)，就意味著是葉片沒有達到91度角度或者存在誤差，此時風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)中就會報此故障。如果在風電機系統(tǒng)中報此故障時，應當派遣工作人員立即檢查葉片的位置，采用專業(yè)的工具測量葉片的角度，如果是限位開關長時間運行之后出現檢測部件松動的情況下，就需要有一名工作人員進入葉片調試。3.變槳電機溫度過高如果風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)報故障為變槳電機溫度過高，最常見的原因就是變槳電機溫度高或是變槳電機電流超過最大值，這種情況主要是由于變槳電機溫度過高或者是變槳電機的線圈發(fā)熱造成的。這時候就要格外注意電機的內部是否出現短路現象或者外載負荷是否過大，或是通過專業(yè)設備檢查過流是否異常。在變槳電機溫度過高時，應當首先檢查是否是變槳電機的外部原因，例如變槳齒輪箱卡死、有異物等情況，如果變槳電機外部一切正常，就需要檢查是否是因為變槳電機的電氣回路出現故障導致溫度高。最常見的電氣故障是電氣剎車沒有被打開。電氣剎車沒有被打開的原因是由于電氣剎車的回路斷線或者是接觸器出現卡澀等情況。若是變槳電機的電氣電路也正常，就需要檢查電機內部是否出現絕緣老化，或者電機內部被破壞等原因[2]。4.變槳控制通訊出現故障變槳控制通訊出現故障的主要原因是輪轂控制器和主控器之間的通訊出現中斷。若是輪轂沒有發(fā)生故障，就需要仔細檢查信號線是否出現故障。大多數的信號線故障都是由于信號線從主機到滑輪，從滑輪進入輪轂這一路線中，出現了干擾斷線、插頭損壞等情況。若是出現滑輪接觸不良、通訊模板損壞等問題也會造成信號線故障。當變槳控制通訊出現故障時，可以用萬能表測量中控器的電壓，若是中控器進線端電壓為230v左右，而出線端的電壓是24v左右，那么就說明中控器沒有出現故障。工作人員需要繼續(xù)檢查通訊線路是否出現回路故障?？梢允褂萌f能表一點一點的確定故障位置。如果出現斷路情況，就要立即啟用備用線，此時就可以解決故障。若是故障依然無法排除，就需要繼續(xù)檢查滑環(huán)，大部分滑環(huán)出現故障，都是由于齒輪箱漏油，造成滑環(huán)內進油。如果滑環(huán)和插針之間形成了油膜，就會在一定程度上導致變槳通訊信號時有時無。此時，將滑輪清洗過后故障即可消除[3]。5.變槳失效變槳失效的原因是由于機箱控制柜的控制器無法根據規(guī)定轉速調整槳葉的位置。由于槳葉位置不能被及時調整，風輪無法按照規(guī)定值轉動。非常容易造成超速誤報，繼而發(fā)生停機，造成重大經濟損失。機箱柜控制器的信號，如果不能及時傳達給變槳控制器，主要是由于信號故障造成的。主要檢查信號線、滑輪信號、端子線路是否發(fā)生故障，用萬能表等專業(yè)設備檢查電壓。如果這些地方有電壓，那么繼續(xù)檢查下一段線路，通過分段的檢查，可以逐步逐層的排除故障。三、結束語風機變槳控制系統(tǒng)是風力發(fā)電機組的重要組成部分，能夠在最大程度上確保風力發(fā)電機組穩(wěn)定的輸出電力，本文通過研究風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)容易出現的故障，探討這些故障常用的解決辦法，希望能夠推進我國新能源的發(fā)展。參考文獻[1]陳茜,李錄平,劉瑞,等.大功率風電機組變槳系統(tǒng)故障診斷方法與技術研究進展[J].電站系統(tǒng)工程,2020,v.36;No.193(01):5-11.[2]高峰,鄧星