電動變槳系統(tǒng)通訊閃斷故障排查及處理

電動變槳系統(tǒng)通訊閃斷故障排查及處理

主講人：呂瀚文目錄1、

適用范圍2、變槳通訊回路閃斷故障描述

3、故障原因分析4、故障檢查及處理方案

5、總結(jié)

1.適用范圍本方法適用于風(fēng)電機組主控與變槳控制器之間采用Profibus通訊，變槳控制器與變槳伺服之間采用

Canopen通訊的風(fēng)電機組。變槳通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

變槳通信系統(tǒng)主要由四個部分組成，分別為主控MPC、滑環(huán)、3個變槳驅(qū)動器、通訊線和接頭。變槳系統(tǒng)由三個軸柜組成，信號從塔基發(fā)出經(jīng)機艙柜Profibus-DP轉(zhuǎn)接模塊到滑環(huán)，再有滑環(huán)傳入到變槳系統(tǒng)，依次經(jīng)由軸A軸B軸C，最后在軸C柜經(jīng)過終端電阻形成完整的閉合通訊回路。2.變槳通訊回路閃斷故障描述變槳通訊回路閃斷是變槳內(nèi)部的控制器與伺服驅(qū)動之間或者變槳控制器與風(fēng)電機組主控之間的通訊瞬間斷開，然后通訊又很快恢復(fù)的故障。按照變槳通訊出現(xiàn)閃斷的位置，可把變槳通訊故障分為變槳控制器與風(fēng)電機組主控的通訊故障以及變槳控制器與變槳伺服驅(qū)動的通訊故障。此故障有可能隨著風(fēng)電機組運行時間越久，而發(fā)生幾率越高。3.故障原因分析變槳通訊閃斷的故障源頭非常多，一般較為常見的分為以下兩種情況。如果風(fēng)電機組之前一直運行良好，然后突然開始頻繁閃斷?？赡茉蚴怯捎陲L(fēng)電機組長時間運行振動導(dǎo)致通訊回路、通訊控制模塊連接松動、斷開或電氣滑環(huán)長時間未維護(hù)造成。如果風(fēng)電機組從安裝運行開始就閃斷不斷，并經(jīng)過全部檢查還是未能解決，有可能因為風(fēng)電機組系統(tǒng)接地不達(dá)標(biāo)或者變槳系統(tǒng)內(nèi)部通訊電纜與動力電纜靠的過近等原因?qū)е隆?故障檢查及處理方案變槳通訊故障檢查前先了解整個變槳通訊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及所有斷開點。整個變槳的通訊拓?fù)淙鐖D1所示,變槳系統(tǒng)到主控之間采用

Profibus通訊，Profibus通訊線從機艙柜的DP模塊鏈接到滑環(huán)，滑環(huán)連接到變槳PLC。變槳控制器與變槳伺服驅(qū)動之間采用Canopen通訊。出現(xiàn)閃斷的時候先分析下是長時間運行后產(chǎn)生，還是該風(fēng)電機組調(diào)試并網(wǎng)發(fā)電后就一直出現(xiàn)閃斷問題。

圖1為變槳與主控通訊拓?fù)涫疽鈭D如果運行了一段時間后，出現(xiàn)閃斷，應(yīng)該按照如下步驟進(jìn)行檢測：1）主控的PLC

與變槳內(nèi)部的控制器上各有一個

Profibus

通訊接頭，見2圖

。接頭內(nèi)部配置終端電阻，正常狀態(tài)終端電阻阻值為

220

歐姆，務(wù)必確認(rèn)終端電阻開關(guān)打到“On”上。斷開一端的

Profibus

通訊接頭，用萬用表的歐姆檔測量另外一端通訊接頭，電阻值應(yīng)該為220歐姆。如果電阻小于此值，

要用萬用表通斷檔測量通訊的兩根線是否與屏蔽線或接地線短接。如果電阻值過大，

查看終端電阻是否打開。

圖2為Profibus通訊接頭2）確認(rèn)風(fēng)電機組主控機艙控制柜內(nèi)的

PLC

與導(dǎo)軌安裝是否牢固，建議對主控

PLC重新插拔一次同時把鎖定桿鎖好，見下圖；另外也要確認(rèn)通訊的屏蔽線連接是否牢固，同時要確保通訊電纜屏蔽線

剝離的長度不要超過

5cm。

圖3為通訊模塊底座要與導(dǎo)軌連接示意圖圖

4.連接

PLC

的通訊電纜接地示意圖3）從主控到滑環(huán)，從滑環(huán)到輪轂內(nèi)部電纜都由航空接插件連接。要確認(rèn)接插件里的公母插針（見下圖）是否與卡槽牢固連接，可以用退針器稍微用力頂一下每個插針，以確認(rèn)插針是否存在退針現(xiàn)象。同時還要確認(rèn)接插件處的通訊電纜是否有斷線的問題。圖5為公母插頭及退針示意圖4）確認(rèn)電氣滑環(huán)是否有定期維護(hù)，可以打開滑環(huán)查看是否有積碳、跳針或油液進(jìn)入。打開電氣滑環(huán)密封罩，對滑道和電刷進(jìn)行檢測。一旦發(fā)現(xiàn)問題，要及時進(jìn)行清理。切記更換電氣滑環(huán)或者拆卸電氣滑環(huán)需要進(jìn)行斷電。帶電拔插連接頭或電纜，極易損壞編碼器。斷電可以避免因靜電或電壓波動對編碼器及其相關(guān)電路造成損害。以2.0MW為例，滑環(huán)到變槳共12根線（24v0v96°限位91°限位

維護(hù)

屏蔽接地

安全回路2根

安全鏈以及備用線）圖6為電氣滑環(huán)外部及內(nèi)部滑道圖滑環(huán)編碼器圖7為變槳外部

Profibus通訊線斷開滑環(huán)編碼器5）確認(rèn)從滑環(huán)到輪轂內(nèi)的通訊電纜，是否有扭轉(zhuǎn)問題。如果通訊電纜扭結(jié)嚴(yán)重，需要更改整根通訊電纜。

圖8為電氣滑環(huán)到輪轂的電纜6）通訊電纜進(jìn)入變槳控制柜后，經(jīng)過防雷模塊接到變槳控制器上，如圖所示?？梢圆唤?jīng)過防雷模塊直接把通訊電纜短接進(jìn)行測試，如果通訊電纜短接后閃斷問題解決，建議更換防雷模塊。圖9為通訊防雷模塊圖7）參考步驟

2和步驟

3對變槳內(nèi)部的變槳

PLC或控制器進(jìn)行檢查，確保變槳控制器牢固安裝。8）檢查變槳

PLC

與三個軸柜的變槳伺服驅(qū)動器的通訊電纜，確保所有通訊接線以及相關(guān)屏蔽線牢固連接。同時要確保柜內(nèi)的通訊線與

400V動力電纜不能有交叉走線。圖

10.變槳柜內(nèi)的CANopen通訊連接如果風(fēng)電機組第一次并網(wǎng)調(diào)試時就頻繁出現(xiàn)閃斷，按照以上步驟檢查的同時，還需要對整個風(fēng)電機組相關(guān)部件進(jìn)行檢查。1）檢查確認(rèn)變槳內(nèi)部變槳控制器與主控

PLC，或變槳控制器與變槳伺服驅(qū)動之間的通訊軟件設(shè)置是否影響變槳通訊。一般變槳的通訊波特率設(shè)置為

500kb

，過高的波特率也會引起通訊丟包等通訊問題。變槳程序執(zhí)行周期設(shè)定為奇數(shù)次，避免與主控程序的執(zhí)行周期成整倍數(shù)關(guān)系。2）檢查并確認(rèn)整機的接地電阻是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，國標(biāo)要求風(fēng)電機組接地電阻不大于

4

歐姆。3）檢查并確認(rèn)風(fēng)電機組的其他部件產(chǎn)生的電磁干擾是否過大，可以通過錄波儀表進(jìn)行電壓或諧波監(jiān)測。如果整個風(fēng)電場電網(wǎng)為弱電網(wǎng)或其他電力電子部件濾波功能不好，也有可能會產(chǎn)生大量