風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)維護(hù)與維修的方法要求及注意事項(xiàng)

風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)維護(hù)與維修的方法要求及注意事項(xiàng)1.1變槳系統(tǒng)概述及工作原理絕對B編碼器絕對B編碼器電池箱電池箱軸控箱軸控箱中央控制柜中央控制柜變槳驅(qū)動變槳驅(qū)動變槳系統(tǒng)剖面圖變槳系統(tǒng)安裝在輪轂內(nèi)，它可以實(shí)現(xiàn)三個槳葉獨(dú)立變槳。每個葉片上都帶有一個備用電池箱，當(dāng)電網(wǎng)掉電、變槳供電故障、控制單元故障時,備用電池箱能維持系統(tǒng)的正常工作。變槳系統(tǒng)主要包括一個變槳中央控制柜，三個軸控箱，三個電池箱，三個直流電機(jī)，六個機(jī)械限位開關(guān)，三個絕對編碼器，溫度傳感器。變槳系統(tǒng)的作用是控制風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)到設(shè)定的角度。通過控制葉片的角度來控制風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制風(fēng)機(jī)的輸出功率，并能夠通過空氣動力制動的方式使風(fēng)機(jī)安全停機(jī)。風(fēng)機(jī)的葉片（根部）通過變槳軸承與輪轂相連，每個葉片都要有自己的相對獨(dú)立的電控同步的變槳驅(qū)動系統(tǒng)。變槳驅(qū)動系統(tǒng)通過一個小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動。風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行期間，當(dāng)風(fēng)速超過機(jī)組額定風(fēng)速時（風(fēng)速在12m/s到25m/s之間時），為了控制功率輸出變槳角度限定在0度到30度之間（變槳角度根據(jù)風(fēng)速的變化進(jìn)行自動調(diào)整），通過控制葉片的角度使風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速保持恒定。任何情況引起的停機(jī)都會使葉片順槳到90度位置（執(zhí)行緊急順槳命令時葉片會順槳到91度限位位置）。變槳系統(tǒng)有時需要由備用電池供電進(jìn)行變槳操作（比如變槳系統(tǒng)的主電源供電失效后），因此變槳系統(tǒng)必須配備備用電池以確保機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重故障或重大事故的情況下可以安全停機(jī)（葉片順槳到91度限位位置）。此外還需要一個冗余限位開關(guān)（用于95度限位），在主限位開關(guān)（用于91度限位）失效時確保變槳電機(jī)的安全制動。由于機(jī)組故障或其他原因而導(dǎo)致備用電源長期沒有使用時，風(fēng)機(jī)主控就需要檢查備用電池的狀態(tài)和備用電池供電變槳操作功能的正常性。每個變槳驅(qū)動系統(tǒng)都配有一個絕對值編碼器安裝在電機(jī)的非驅(qū)動端（電機(jī)尾部），還配有一個冗余的絕對值編碼器安裝在葉片根部變槳軸承內(nèi)齒旁，它通過一個小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動記錄變槳角度。風(fēng)機(jī)主控接收所有編碼器的信號，而變槳系統(tǒng)只應(yīng)用電機(jī)尾部編碼器的信號，只有當(dāng)電機(jī)尾部編碼器失效時風(fēng)機(jī)主控才會控制變槳系統(tǒng)應(yīng)用冗余編碼器的信號。1.1.1中央控制箱變槳中控制箱執(zhí)行輪轂內(nèi)的軸控箱和位于機(jī)艙內(nèi)的機(jī)艙控制柜之間的通訊工作，主要用于電能分配和執(zhí)行PLC控制指令，與外部接口電路必須要考慮過壓和防雷措施。位置控制器8A1（型號為：GEL8230Y001）位于變槳中央控制柜中，用于控制葉片的變槳位置。另外，三個電池箱內(nèi)的電池系統(tǒng)的充電過程由安裝在變槳中央控制柜中的中央充電單元控制。位置控制器位置控制器電池充電單元電池充電單元中央控制箱實(shí)體圖中央控制箱元器件配置圖1.1.2軸控箱采用晶閘管轉(zhuǎn)換器3A1（型號為：DGNR-050Z）控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。在變槳系統(tǒng)內(nèi)有三個軸控箱。每個葉片分配一個軸控箱。變流器變流器 軸控箱實(shí)體圖軸控箱元器件配置圖1.1.3電池箱電池組電壓216V，內(nèi)裝18節(jié)12V/7.2Ah蓄電池，采取有效的設(shè)計(jì)措施延長電池使用壽命，保證在正常使用情況下，電池使用壽命不短于3年。每個軸控箱分配一個電池箱，在供電故障或EFC-復(fù)位信號（緊急順槳控制信號）的情況下，每個葉片都各自轉(zhuǎn)動到順槳位置。各軸電池箱給電機(jī)的供電相對獨(dú)立，一個軸的電池供電失效不會影響其它軸的供電效果，確保了單個葉片的順槳失效不會影響整機(jī)的安全制動（兩個葉片可以執(zhí)行安全順槳）。電池箱內(nèi)，電池供電線路的輸出端裝有熔斷器（63A），供電線路發(fā)生短路或過載時熔斷器保護(hù)動作。電池箱實(shí)體圖電池箱元器件配置圖1.1.4變槳電機(jī)單相直流串勵電機(jī)，并聯(lián)電阻器以防止空載掉電飛車發(fā)生。變槳電機(jī)實(shí)體圖1.1.4限位開關(guān)限位開關(guān)實(shí)體圖1.1.5絕對型位置編碼器B位置編碼器B實(shí)體圖1.1.6位置編碼器A位置編碼器A實(shí)體圖1.1.7溫度傳感器溫度傳感器實(shí)體圖1.2維護(hù)要求及注意事項(xiàng)變槳系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)中很重要的一部分，它的損害有可能導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，所以要定期對其進(jìn)行正規(guī)、仔細(xì)的檢查和維護(hù)。在對變槳系統(tǒng)進(jìn)行任何工作之前，特別是在打開帶電部件的蓋子之前，必須確保部件和設(shè)備已經(jīng)按照規(guī)定的要求斷電。另外也要小心主電路的助推或輔助電流，特別是靜態(tài)加熱系統(tǒng)。變槳系統(tǒng)的維護(hù)在安全方面要注意以下幾點(diǎn)：1)使用帶絕緣保護(hù)的工具；2)防止誤操作引起系統(tǒng)重啟；3)隔離系統(tǒng)的供電電源；4)避免接地和短路事故；5)帶電部件必須加以隔離或絕緣；6)由于電控箱的蓋子比較重，其打開或移動時要特別小心，以防止損壞其它電氣部件或造成人身傷害。1.3常規(guī)維護(hù)1.3.1電控柜內(nèi)元器件的緊固由于風(fēng)機(jī)運(yùn)行時變槳系統(tǒng)會隨輪轂一起做強(qiáng)烈的振動，在一段時間之后螺栓連接可能會松動。因此，在常規(guī)的年檢中，必須檢查能接觸到的特別是柜內(nèi)重要電氣元件的螺栓連接并進(jìn)行必要的緊固，重點(diǎn)是線耳和連接銅排之間的螺栓緊固，并記錄檢驗(yàn)結(jié)果。序號電壓級別部件名稱元件號連接點(diǎn)1400V中控箱1F21/3/5,2/4/62400V中控箱1F31/3/5,2/4/63400V中控箱1F41/3/5,2/4/64400V中控箱X0/N1、2、3、45400V軸控箱1Q1L1,L2,L3/T1,T2,T36400V電機(jī)C1主要接點(diǎn)檢查表1.3.2變槳系統(tǒng)電氣維護(hù)時間表描述優(yōu)先檢查每年每兩年每三年控制箱箱體目測檢查：損壞、密度、濕度、高熱或燒焦痕跡√檢查電纜的緊固√檢查相關(guān)文件或圖紙的完整性√控制器件的性能測試√對箱蓋密封性和箱體固定的目測檢查（要確保箱體固定牢靠）√檢查接地導(dǎo)體，接地線及等電位連接是否牢靠√電氣設(shè)備和電纜的目測檢查√安全設(shè)備的目測檢查和調(diào)整√對下列部件進(jìn)行目測檢查和功能測試，必要時將其更換目測檢查：－電池隔膜√－保險絲√－直流電機(jī)炭刷√－測速發(fā)電機(jī)炭刷√－變槳控制器√－軸控箱變流器√功能測試：－防雷保護(hù)系統(tǒng)√－時間繼電器√－接觸器√－加熱電路√－電池電壓監(jiān)控√－電機(jī)制動√－微型斷路器和馬達(dá)保護(hù)開關(guān)√－殘余電流保護(hù)裝置（RCD）√更換部件：－電池組√定期檢查表1.3.3充電器充電器1.3.3.1充電電壓的溫度補(bǔ)償充電器具備充電電壓的溫度補(bǔ)償功能，充電電壓的大小根據(jù)溫度的變化進(jìn)行自動調(diào)整，20°C（電池周圍環(huán)境溫度）時的標(biāo)稱浮充電壓值為：250VDC，浮充電壓的校正系數(shù)為：±20mV/（°C·單體），充電電壓與電池周圍環(huán)境溫度成反比關(guān)系?？蓪﹄姵剡M(jìn)行充電的電池周圍環(huán)境溫度范圍為：-20°C~+60°C。變槳系統(tǒng)1號電池箱內(nèi)配有一個溫度傳感器（1V1），此溫度信號直接傳給充電器，充電器根據(jù)此溫度信號進(jìn)行充電電壓的溫度補(bǔ)償（其它電池箱的充電環(huán)境溫度參考1號電池箱）。1.3.3.2充電器信號輸出充電器的輸出信號包括一組LED指示燈和一組繼電器信號，用來指示當(dāng)前充電電壓的狀態(tài)、電池組的連接狀態(tài)、充電器的輸入電源狀態(tài)。（1）SENSONOK指示燈指示燈常亮，表示溫度傳感器（1V1）與充電器的連接正常且為規(guī)定連接方式。指示燈滅，表示充電器的充電電壓溫度補(bǔ)償功能失效，需要檢查傳感器與充電器的連接。充電器檢測不到溫度信號時就假設(shè)電池周圍環(huán)境的當(dāng)前溫度為20°C，充電電壓為標(biāo)稱充電電壓：250VDC。（2）UV/OVOK指示燈這是個復(fù)合信號指示燈，它指示充電器的輸出端電壓是否正常（是否有出現(xiàn)過壓或欠壓狀態(tài)）。指示燈常亮，表示充電電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)；指示燈滅，表示充電電壓出現(xiàn)欠壓（電壓低于156~166VDC時）或出現(xiàn)過壓（電壓高于267~278VDC時）。（3）BATT/MAINSOK指示燈這是個復(fù)合信號指示燈，指示電池組的連接狀態(tài)和充電器輸入電源的狀態(tài)。指示燈亮，表示充電器與電池組的連接正常、充電器有輸入電源且電壓在規(guī)定范圍內(nèi)。如果指示燈滅則存在以下兩種故障可能性：充電器輸入電源故障和電池故障。1.3.3.3充電器接線圖充電器接線圖檢測信號Battery/mainsokcharging和Over/Undervoltageokcharging直接輸入變槳系統(tǒng)主控制器，正常情況下為：+24VDC（對應(yīng)的LED指示燈亮），相應(yīng)點(diǎn)故障時變?yōu)椋?VDC（對應(yīng)的LED指示燈滅）。充電器直流電輸出端裝有一組熔斷器（6F1：6.3A）：充電回路出現(xiàn)短路或過載時熔斷器保護(hù)斷開，電池箱內(nèi)充電回路上也裝有熔斷器（2F1：6.3A），兩個熔斷器對充電回路進(jìn)行聯(lián)合保護(hù)。1.3.3.4充電控制3個電池箱內(nèi)的電池統(tǒng)一由位于中控箱內(nèi)的充電器（6A1）進(jìn)行充電。充電器依次給1號電池箱、2號電池箱、3號電池箱進(jìn)行定時充電，正常通電情況下每個電池箱連續(xù)充電15分鐘，45分鐘為一個充電循環(huán)。中控箱內(nèi)的3個接觸器6K1、6K2、6K3接受變槳系統(tǒng)主控制器的命令分別控制3個電池箱充電回路的通斷。1.3.3.5電池箱環(huán)境控制每個電池箱內(nèi)都裝有一個PT100溫度傳感器用于檢測各電池箱的環(huán)境溫度，溫度信號分別傳給位于中控箱的3個溫度控制器，溫控器根據(jù)各電池箱的當(dāng)前環(huán)境溫度控制對應(yīng)電池箱的加熱器的加熱狀態(tài)。每個電池箱內(nèi)分別裝有3個45W的加熱器。電池箱的箱體上有通風(fēng)窗、通風(fēng)窗的內(nèi)表面貼有透氣隔膜以防止?jié)駳膺M(jìn)入箱內(nèi)，保持電池箱內(nèi)干燥通風(fēng)。1.3.4電池組的檢修及維護(hù)電池箱內(nèi)的帶電連接件上有可達(dá)248V的直流電（電池組的額定電壓：216VDC，電池充電完成后電壓可達(dá)248VDC），對電池箱進(jìn)行操作維護(hù)前要先將變槳系統(tǒng)相關(guān)電源斷開。斷電操作步驟：1）依次斷開中控箱內(nèi)2F1、2F2、2F3、2F6、2F7等230V空氣開關(guān)，1F2、1F3、1F4等400V空氣開關(guān)；斷開機(jī)艙柜內(nèi)230VUPS、204F4空氣開關(guān)，斷開空氣開關(guān)204Q1，確保電池充電器沒有在充電狀態(tài)；2）斷開軸控箱上的主電源開關(guān)和電池供電開關(guān)；3）斷開電池箱熔斷器1F1、1F2。主電源開關(guān)及電池供電開關(guān)電池箱熔斷器1F1、1F2此種電池為密封式閥控鉛酸蓄電池，不需要定期加補(bǔ)充酸液和水，所以也稱其為“免維護(hù)”蓄電池，但并不表示其不需要其它常規(guī)維護(hù)。正確的使用和維護(hù)對提高蓄電池供電的可靠性、安全性及蓄電池的使用壽命非常重要。為了確保蓄電池的安全使用，蓄電池需要執(zhí)行的常規(guī)檢查及維護(hù)有：1)蓄電池的外觀及接線檢查：檢查電池外觀有無變形或嚴(yán)重發(fā)熱，檢查電池組及其連接導(dǎo)線是否干凈，是否連接牢固，是否有腐蝕，并根據(jù)需要及時更換或緊固。2)清潔度檢查：檢查電池組（特別是電極處）是否干凈、干燥，要及時清潔蓄電池外殼上的污漬，保持電池清潔干燥，清潔時要使用干燥的抹布或無金屬物的毛撣進(jìn)行，防止漏電。3)檢查電池箱的輸出電壓：電池組充完電后每個電池箱在空載的情況下的輸出電壓至少要達(dá)到216VDC。4)檢查電池組的電容量，目前還沒有簡單可行的方法直接檢查電池組的電容量，因此，可以采用對比測量的方法檢查電池組帶動電機(jī)動作的運(yùn)行時間來判斷其電容量是否滿足要求：測試前先給電池組充滿電，測量電池組帶載運(yùn)行的時間并做好對比記錄。如果在規(guī)定的轉(zhuǎn)動角度內(nèi)電池供電變槳動作的時間太長（與電容量正常情況下的動作時間做對比），則電池的電容量可能已經(jīng)減少，一旦確定某個電池箱內(nèi)的電池組的容量已將減少，要立即進(jìn)行更換（更換整個電池箱內(nèi)的所有電池組）。每個電池組的額定電壓是72VDC。為了保證操作人員的安全，在對電池組進(jìn)行維護(hù)或更換時不要接觸電池的正極或負(fù)極。拆卸電池組的注意事項(xiàng)：1)斷開電池供電開關(guān)并移出保險絲。2)拆除接地電纜和電池組之間的連接電纜。3)卸下電池組上的螺絲。電池組的拆卸1.3.5更換損壞的連接電纜損壞的電纜要及時更換。下表給出了連接電纜的編號和長度。項(xiàng)目數(shù)量功能（從…到…）連接器類型長度SSBArt.-No./電纜A11中央控制柜－軸控箱1HANK4/0(4-pole)5000mmF1-03-21*720電纜A21中央控制柜－軸控箱2HANK4/0(4-pole)5000mmF1-03-21*721電纜A31中央控制柜－軸控箱3HANK4/0(4-pole)5000mmF1-03-21*722電纜B11中央控制柜－電池箱1HANE6(2*8-pole)5000mmF1-03-21*723電纜B21中央控制柜－電池箱2HANE6(2*8-pole)5000mmF1-03-21*724電纜B31中央控制柜－電池箱3HANE6(2*8-pole)5000mmF1-03-21*725電纜C11軸控箱－變漿電機(jī)1HANMOD24(2+2+8+12-POLE)5000mmF1-03-21*726電纜C21軸控箱－變漿電機(jī)2HANMOD24(2+2+8+12-POLE)5000mmF1-03-21*726電纜C31軸控箱－變漿電機(jī)3HANMOD24(2+2+8+12-POLE)5000mmF1-03-21*726電纜F11中央控制柜－軸控箱1HANE6(6-pole)5000mmF1-03-21*727電纜F21中央控制柜－軸控箱2HANE6(6-pole)5000mmF1-03-21*728電纜F31中央控制柜－軸控箱3HANE6(6-pole)5000mmF1-03-21*729電纜G11中央控制柜－軸控箱1HAN24DD(24-pole)5000mmF1-03-21*730電纜G21中央控制柜－軸控箱2HAN24DD(24-pole)