變槳培訓(xùn)課件

1.5MW風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)（MOOG）國電風(fēng)電設(shè)備調(diào)試所2012.04主要內(nèi)容1.變槳系統(tǒng)基本原理介紹2.變槳系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成3.電氣原理講解4.重要元器件介紹5.現(xiàn)場調(diào)試介紹（調(diào)試手冊）6.常見故障講解1.變槳系統(tǒng)基本原理介紹1.1變槳系統(tǒng)槳距的調(diào)節(jié)方法為：1.1.1當(dāng)風(fēng)電機(jī)組達(dá)到運(yùn)行條件時(shí)，控制系統(tǒng)命令調(diào)節(jié)槳距角調(diào)到50°，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)速達(dá)到1.5rpm時(shí)，再調(diào)節(jié)到0°，使葉輪具有最大的起動力矩，直到風(fēng)力機(jī)組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速并網(wǎng)發(fā)電；1.1.2在運(yùn)行過程中，當(dāng)輸出功率小于額定功率時(shí)，槳距角保持在0°位置不變，不作任何調(diào)節(jié)；1.1.3當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率達(dá)到額定功率以后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)輸出功率的變化調(diào)整槳距角的大小，改變氣流對葉片的攻角，從而改變風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獲得的空氣動力轉(zhuǎn)矩，使發(fā)電機(jī)的輸出功率保持在額定功率。1.2順槳停機(jī)保護(hù)1.2.1

變槳系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)啟動和運(yùn)行時(shí)的槳距調(diào)節(jié)，還實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的剎車系統(tǒng)。1.2.2

在正常停機(jī)和快速停機(jī)的情況下，變槳系統(tǒng)將葉片變槳到89°，使葉輪逐漸停轉(zhuǎn)。1.2.3

在三級故障或安全鏈斷開的情況下，在變槳系統(tǒng)的幫助下進(jìn)行緊急停機(jī)，每一個(gè)葉片分別由各自的蓄電池控制完成順槳操作，即使葉片碰到91°限位開關(guān)，利用葉片的氣動剎車，起到安全保護(hù)作用。2.變槳系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成

我公司風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)采用最先進(jìn)電動變槳控制，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了維護(hù)成本。

變槳的控制系統(tǒng)由七個(gè)柜體組成：三個(gè)軸柜，三個(gè)蓄電池柜和一個(gè)主控柜，他們不僅實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)啟動和運(yùn)行時(shí)的槳距調(diào)節(jié)，而且能夠在事故情況下?lián)?fù)起安全保護(hù)作用，完成葉片順槳操作，同時(shí)還完成故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測、故障狀態(tài)下的安全復(fù)位功能、雷電保護(hù)控制、電池管理功能等，確保了系統(tǒng)的高可靠性。變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖3.電氣原理講解3.1供電回路3.2PLC及通訊回路3.3安全鏈回路3.4變槳回路3.5其它重要電氣回路3.1供電回路充電器AC500軸柜：變槳電機(jī)加熱器/風(fēng)扇軸柜：變槳驅(qū)動器pitchmaster滑環(huán)-輪轂400V3.1.1充電器AC500

為緊急順槳蓄電池充電；為主控柜與軸柜提供230V直流電壓

軸柜：直流回路400V主電單向/N24V電源模塊（3號AC500供電）電壓檢測單元供電故障診斷-PLC輸入卡件變槳回路接觸器提供直流電主控柜：AC500輸出230V直流電池柜：蓄電池變槳電機(jī)緊急順槳作用Pitchmaster直流母線3.1.2電池柜：電池。直流回路AC500輸出與蓄電池之間的電路：為電池柜提供直流230V電源3.1.3電池模塊1)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)為變槳電機(jī)提供備用電源進(jìn)行緊急順槳。2)每節(jié)蓄電池12V，一組6塊，每個(gè)電池柜有3組共18塊?？傠妷杭s為216V。軸柜：直流回路3.1.4溫控繼電器、24V電源模塊溫控繼電器溫度超過0度啟動400V主電單向/N軸柜：提供24V電源變槳PLC3號AC5003.2變槳PLC及通訊回路24V電源模塊輸入輸出模塊7片EL10082片EL2008三個(gè)軸的pitchmasterCan通訊模塊滑環(huán)-輪轂Profibus通訊電纜CAN通訊Can通訊模塊6751pitchmasterCan通訊模塊3.3安全鏈回路復(fù)位信號15S變槳安全鏈返回信號安全鏈閉合輸出信號-變槳機(jī)艙柜KL1904模塊3.3.1機(jī)艙-滑環(huán)24V信號線3.3.2變槳內(nèi)部安全鏈.jpg軸柜:Pitchmaster正常軸柜:安全鏈閉合接觸器3.4變槳回路直流回路主控柜：主電400V變槳電機(jī)分流電阻3.4.1正常變槳AC500輸出直流電變槳旁路Pitchmaster電子剎車安全鏈回路電池動作正常變槳Pitchmaster:ENPO96°限位變槳電機(jī)：電子剎車Pitchmaster:主電斷,維持一段時(shí)間電池-Pitchmaster3.4.2緊急順槳91°限位開關(guān)96°限位開關(guān)緊急順槳3.4.3低電壓穿越電池柜：蓄電池直流母線>500VPitchmaster3.4.4手動變槳選軸控制開順槳3.4.5變槳旁路及電池動作信號軸三:緊急順槳允許旁路旁路反饋PLC旁路接觸器3.5其它重要電氣回路驅(qū)動器pitchmaster軸柜、電池柜和輪轂溫度Pitchmaster驅(qū)動變槳電機(jī)緊急順槳結(jié)束信號釋放電子剎車主電斷,維持一段時(shí)間驅(qū)動風(fēng)扇安全鏈:驅(qū)動器正常3.5.1驅(qū)動器pitchmasterCan通訊模塊EL6751制動電阻直流母線3.5.2溫度測量單元PitchmasterX2:3、4PitchmasterX2:5、6溫度變送器采集轉(zhuǎn)換5秒吸合一次采集軸三和輪轂溫度只有軸三有3.5.3電壓檢測模塊主控柜：400V主電單向供電電池柜:蓄電池正常范圍：有24V輸出<210V>265V主控柜：24V電源模塊直流回路供230V直流電4.重要元器件介紹4.1驅(qū)動器pitchmaster4.1.1主要功能：1)采集編碼器值、溫度等信號傳給變槳主控；2)接收主控給出的變槳命令，根據(jù)變槳目標(biāo)及速度給定值調(diào)節(jié)輸出電壓，驅(qū)動變槳電機(jī)進(jìn)行變槳；狀態(tài)指示燈外部接線X1：400V供電X2：輸入輸出I/O點(diǎn)X3：電機(jī)溫度KTYX4：RS232接口X5：Can通訊X6：電機(jī)編碼器X7：冗余編碼器X8：預(yù)留擴(kuò)展模塊X9：電子剎車X21：輸出，直流母線，制動電阻S1：Can總線地址選擇開關(guān)功率端子接線X1X21控制及信號端子接線X5、X6、X7X3、X9、X2、X4Pitchmaster內(nèi)部電路4.2充電器AC500

4.2.1主要功能：1)為蓄電池充電；為主控柜及軸柜提供230V直流電；2)Inputvoltage:230VAC；Outputvoltage:215-242VDC（根據(jù)電池溫度調(diào)節(jié)輸出，把電池溫度控制在20度）4.2.2外部接線1)X1：230VPowerSupply2)X2：Output-orChargingVoltage3)X16：Signalconnections4)X17：Temperaturesensor5)X18：RemoteOFFRelay1：bit0Relay2：bit15.現(xiàn)場調(diào)試介紹5.1變槳調(diào)試準(zhǔn)備5.2輪轂內(nèi)緊急順槳和手動變槳5.3葉片編碼器讀數(shù)校零5.4機(jī)艙手動變槳測試5.5自動變槳測試詳見《風(fēng)電機(jī)組調(diào)試大綱》變槳單獨(dú)測試部分6.常見故障講解6.1復(fù)位槳葉不動作6.1.1

復(fù)位后，電機(jī)抱閘不能打開，某個(gè)槳葉或幾個(gè)槳葉不動作,剩下槳葉正常運(yùn)轉(zhuǎn)。6.1.2

查看PM（PitchMaster）ENPO信號燈是否正常。正常無法變槳如果有ENPO信號檢查電子剎車回路，如沒有ENPO信號，檢查6K4是否吸合，沒有吸合檢查6K4接觸器回路。電子剎車復(fù)位后某槳葉無法動作，PM狀態(tài)燈正常、電子剎車打開，但主控?zé)o任何故障顯示。1)首先測PM輸入電壓2)給變槳?jiǎng)幼髦噶顣r(shí)測量PM輸出端U,W電壓3)6K3是否吸合，下口有無電壓4)檢測換向二極管好壞（單個(gè)正向?qū)?.4V,反向不通）5)檢查直流電是否已供到變槳電機(jī)6.2pitchmaster故障6.2.1error_pitch_warning_voltag_dc_too_low_1/2/3報(bào)出數(shù)字幾檢查軸幾的Pitchmaster1）

整流橋燒毀：測量直流母線ZK+與ZK-之間是否有510V以上直流電壓，如不到510V需檢查整流橋，正常ZK-分別對L1,L2,L3三端子的電壓約為0.4V，ZK+分別對L1,L2,L3三端子的電壓約為1.1V；（整流橋燒毀一般伴隨主控柜400V主電的1F1、1F2、1F3空開跳閘）2）電壓傳感器故障：如測量直流母線電壓高于520V則說明內(nèi)部電壓傳感器已壞。此故障需更換Pitchmaster6.2.2error_pitch_error_can_node_1/2/31）報(bào)數(shù)字幾檢查軸幾的PM上X5插頭，正常插頭處2、7口之間應(yīng)有60歐電阻，6、9口應(yīng)有24V直流電壓。PM上24V+輸入口9口是否對地短路，如對地短路需更換此Pitchmaster。2）如can_node_1、2、3同時(shí)報(bào)出，需檢查兩終端電阻，如電阻沒問題可能是通訊模塊EL6751故障。pitch_conv_overcurrent_conv_error_sys_1/2/3驅(qū)動器過流（超過80A）檢查驅(qū)動器IGBT模塊是否損壞error_pitch_inside_fi_temperature_1/2/3驅(qū)動器內(nèi)部溫度超限（正常0℃-80℃）error_pitch_conv_overtemperature_heatsink_error_sys1/2/3驅(qū)動器散熱片溫度超限（正常0℃-100℃）檢查驅(qū)動器風(fēng)扇是否卡主，如無法正常工作需更換Pitchmaster6.3AC500故障6.3.1error_pitch_battery_charger_error_bit0(1)_sys_1/2/31)bit0：sys_數(shù)字幾檢查對應(yīng)的充電器，此故障為輸出欠壓、過壓或短路。拔去充電器上X2端子充電器的輸出是否為直流230V,如果輸出沒問題測量插頭上電池電壓是否過低。2)bit1：sys_數(shù)字幾檢查對應(yīng)的充電器，此故障為輸入欠壓、過壓或電池溫度傳感器故障。a測量充電器的輸出端子是否X1:L/N是否有230V交流電壓；b檢查主控柜側(cè)面對應(yīng)的B線插頭檢查沒有問題需動作充電器供電開關(guān)對此故障進(jìn)行硬件復(fù)位；

如果伴隨供電空開跳閘報(bào)出下面故障則需更換AC500;pitch_battery_charger_circuit_breaker_tripped_1/2/36.4變槳通訊故障error_pitch_error_profibus機(jī)艙-輪轂通訊中斷400ms報(bào)此故障6.4.1可以復(fù)位：1)此故障可以復(fù)位說明線路沒有問題，可能是由于滑環(huán)過臟影響通訊質(zhì)量，清洗滑環(huán)；2)如滑環(huán)沒有問題檢查22號站DP頭屏蔽線及輪轂內(nèi)profibus屏蔽線的接線質(zhì)量。6.4.2無法復(fù)位：1)測量22號站DP頭3、8針有無110歐電阻，該測量需把機(jī)艙柜所有DP頭拔出（切斷5V供電），斷開輪轂PLC供電；如電阻沒有問題可能是變槳主控柜內(nèi)EL6731故障；2)如為110歐電阻則打開滑環(huán)檢查機(jī)艙及輪轂側(cè)的終端電阻，看是哪部分的profibus通訊線斷開。6.5變槳安全鏈故障error_safety_system_pitch_system_em_stop_from_pitch6.5.1可以復(fù)位。檢查滑環(huán)清潔，清洗滑環(huán)，如無法解決可更換滑環(huán)的滑道。6.5.2無法復(fù)位。復(fù)位后安全鏈閉合，過幾秒鐘后安全鏈紅燈重新亮起，說明變槳內(nèi)部安全鏈出現(xiàn)問題，為方便檢查短接機(jī)艙柜復(fù)位信號的端子X11-7、8。此時(shí)復(fù)位安全鏈閉合，24V信號持續(xù)給到變