浅谈50／750风力发电机组安全链系统及其故障分析

浅谈50／750风力发电机组
安全链系统及其故障分析
　
姓　　名： 杨秋利
专　　业： 电气工程及其自动化
单　　位：中电大丰风力发电有限公司


摘要

本文对50／750机组安全链的原理进行了简述，重点对230V带电调试过程中，安全链系统出现的各种故障写一点自己的总结，以供各位同事参考.

关键词：4850／750机组　安全链　故障

目录

一、安全链系统 4
（一） 安全链系统的重要性 4
（二） 安全链的系统组成 4
二、安全链故障及其分析 6
（一）安全链故障 6
（二）安全链故障分析 6
1 急停开关故障 6
2 左右偏开关故障 7
3 叶轮过速故障 9
4 振动开关故障 9
5 orbivibl振动故障 10
三 安全链系统解决办法及其改进 10
四 总结 11
参考文献 11

浅谈48／750风力发电机组
安全链系统及其故障分析
绪论
在翁牛特风电项目现场，对48\750机组230V控制回路进行了带电调试，发现其风力机组的安全链是十分重要的，在逻辑上，安全链系统的等级比控制系统要优先。其安全控制措施为确保风力发电设备在出现故障时．仍处于安全状态。如果出现比较大故障，安全链系统的任务是保证设备安全动作，使24V和230V带电回路掉电，风机正常停机．　
在实际应用过程中，尤其是我们48\750机组的安全系统功能是比较完善的，但也有时出现故障，我们要以最快的速度修复系统使之恢复正常工作．一旦出现故障，在安全系统的控制下，机组设备在安全状态中停机。

一、安全链系统

（一） 安全链系统的重要性
48／750机组的安全链是独立于计算机系统的硬件保护系统，采用反逻辑设计，对风力机组造成致命伤害的故障点重点防护起来，能把机组的损失降到最低．

（二） 安全链的系统组成
金风科技48／750机组的安全链由S14.5复位按钮，QF1.2空气断路器，K14.4软件看门狗，K22.7叶轮过速， G25.8振动开关，G25.11右偏开关，G25.11左偏开关，S14.7主控柜急停开关，S22.4机舱急停开关，九个节点组成，串联到主控柜里中的安全继电器中．其中K14.4安全继电器是机组安全链的核心部件，如图1．
在48／750机组中，上电后，正常状态下，整个安全链是带24V电的．如果机组某一块出现紧急故障时，那么其中与它对应的节点断开，安全链失电．由安全继电器控制的230V供电回路，如此同时失电．整个电磁阀回路和230V回路中的交流接触器停止，机组进行紧急刹车过程．执行机构的电源230VAC、24VVDC失电，机组处于闭锁状态．
同时每一个结点的闭合和断开都有信号传到数字量输入模块SM321和SM322中,在模块中，都有信号指示灯来显示各个节点的状态．在调试时候，指示灯是我们判断安全链好坏的依据，应当引起我我们的重视．在48＼750机组正常上电时，安全链上各个反馈结点信号如表1，
开关量输入信号对照
序号 信号名称 初始状态值 备注
1 振动信号 1 正常 ，0表示机舱振动过大，触点动作
2 看门狗 1 正常，0表示有故障
3 急停 1
4 过速开关 0 正常，１表示叶轮过速故障
5 振动开关 0 正常，１表示震动故障
6 左偏开关 1 正常,无向左扭缆
7 右偏开关 1 正常,无向右扭缆
8 主空开 0 断开时信号为1
如果在PLC模块上的显示如上表不符，那么安全链就有问题了．


二、安全链故障及其分析
（一）安全链故障
在翁牛特工作现场，从10月4号开时230V带电调试，在调试中一般出现以下几种故障；
1． 在SM321模块上的急停信号灯灭，按S14.5复位按钮无法恢复．
2． 左右偏开关动作
3． 叶轮过速
4． 振动开关动作
5． orbivibl振动
（二）安全链故障分析
1 急停开关故障
故障现象：急停无反馈信号输入SM321模块中，指示灯是熄灭的，重复按主控柜上的S14.5复位按钮无法复位。
分析原因：
（1）机舱急停开关和主控柜急停开关按钮被按下；检查两个急停开关是否按下，如果按下，旋送按钮后按S14.5复位按钮即可．
（2）S22.4机舱急停开关和主控柜S14.7急停开关接线端子松开，接触不良，造成急停开关输出断开信号从而使安全链断开．我们可以利用FLUCK万用表来判断，先把主控柜急停按钮旋松，不要按下，把安全继电器上的S10,S12接线端子松开，这时利用万用表的欧姆档来测量S14.7急停上面的两两相对的接线端子。如果是好的话，那么万用表发出线路是通的滴滴响声；否则此故障成立．机舱急停开关，也可以用此法来判断接触是否良好．
ⅲ．检查急停回路接线；在安全继电器上检查S11,S12线号是否跟电路图上一致，在主控柜面板后面检查急停的接线，在机舱柜中，检查端子排X5中X5:20,X5:12的线号．
2 左右偏开关故障
故障现象：在48／750风机运行过程中，偏航系统实际还没有到达600度的解缆条件，但是纽缆保护装置却启动，左右偏开关触动，使安全链断．机组进入紧急停机状态．
分析原因：
(1) G25.11凸轮计数器是机械式的行程开关，由控制开关和触点机构组成，当它们的行程到达设定值时，触点机构被提升或松开，而触发控制开关，因此，我首先要考虑G25.11的左右偏开关触点位置调整不当．
在处理此故障时，应该解缆顺揽，使凸轮计数器的基点归位，这时，在机舱里，打开凸轮计数器的塑料外壳，在侧面你就看到两个白色的圆圈，如图2：
用150mm的小平口端子起把中间螺钉旋松（注意不要旋掉），这时可以调整旁边的两颗小螺钉（螺钉1和螺钉2），螺钉1代表是左偏开关调整按钮，螺钉2代表是右偏开关调整按钮．面对这三个螺钉，用端子起把螺钉1向逆时针方向旋转6圈，螺钉2逆时针方向旋转45圈，如图3，同时左右开关上的对准齿分别在上下两个小圆圈旁．调整到了左右偏开关的正常位置，完毕之后，及时把三个螺钉旋紧．盖上盖板．并且还要在操作面板把偏航角度调整到零度．
(2) 其次我们要考虑线路接线有问题，左右偏计数器接线反了，如下图：此时用万用表测量X5:15与 X5:16 接线端子的通断，通为正常，反之有接线故障．X5:17和 X18在正常状态下是断开的．
3 叶轮过速故障
（1）故障现象：安全链失电，机舱柜PLC数字输入模块SM321上过速指示灯熄灭，机组紧急刹车停机．
（2） 故障分析：
① 报叶轮过速故障时，有强风刮过，并且叶轮转速超过22.3RPM，超过设定值了，为正常保护故障，按复位按钮即可．
② 软起动限流值过小,并网时过速．启动电流小，发电机励磁不够，引起发电量负载不足以牵引住叶轮的力矩，导致叶轮越转越快，最后叶轮转速超过设定值，报叶轮过速　．解决办法是重新调整软起动板限流值．
③发电机相序接反，也会导致同样的效果，解决办法是更改发电机相序．
4 振动开关故障
（一）故障现象：机组上230v带电调试，在控制柜PLC模块上的指示灯上，急停灯熄灭，安全链无信号反馈，按复位按钮，机组安全链无法复位．
故障分析：首先判断是不是安全链回路无信号输出，检查安全继续器的信号指示，在机舱柜里，用万用表测量端子排X5的与S22.4急停按钮，G25.11偏航计数器， G25.8振动开关，,K22.7叶轮过速各个相关接线端子，判断各个节点器件的接线．我们在五道沟22＃机位时，经过上述的检查，发现X5:12和X5:13是断路，因此振动开关有问题，我们打开机尾振动开关，发现接线错误．经纠正以后，再测量X5:12和X5:13时有信号输出．此方法，可以判断各个节点的接线是否错误．
（二）故障现象：在风机运行时，报振动开关动作．
故障分析：
（1） 正常故障；首先在主控柜上查看OP170面板上的风速记录，故障发生时是不是有强风吹过．如果记录有，可能因为风机振动过大使风机尾部的振动开关动作,使安全链断,则很有可能是正常故障，按复位按钮即可．
（2） 顶舱的SM321的X5.14信号丢失，:检查SM321的X5.14回路接线
5 orbivibl振动故障
振动保护仪测量一个来自加速计的信号，然后根据这个信号设置继电器的状态。也可能测量一个来自感应传感器的RPM信号，如果RPM高于限定值，这个信号也将影响继电器的状态。此外，这个模块能够通过转速和振动信号相互作用来检查传感器是否是好的.
1.故障现象：当模块连接到电源后，报警继电器正常地通电，并且无故障存在。当orbivibl振动保护仪出现故障时，报警继电器被切除电源，机舱柜PLC模块SM321上振动信号指示灯熄灭，安全链掉电。
2.故障分析：(1)机组振动超过设定值，调整振动参数
(2)振动模块松动，检查振动模块安装和接线
(3)电磁干扰，按S14.5复位按钮．
该故障由振动传感仪采集,当机组振动幅值超过设定值时报出该故障,可以检查振动模块回路接线,和模块的安装。
三 安全链系统解决办法及其改进
在我们48／480机组中，安全链故障是比较常见的，我们要解决它们，就要把握好一定的原则，先易后难，先动后静，先电源后负载。先要查OP170面板里面的故障记录，判断是正常保护故障，还是安全链自身的问题．再找出是那一个节点出了故障，一步一步来，不要无目的，无规律的乱拆乱查，虽然最终也能找到故障原因和部位，但拖延了故障排除时间，有时候甚至还会损坏其他的零部件．
参考文献
⑴宫靖远主编．风电场工程技术手册．北京：机械工业出版社　
⑵郁有文、常建．传感器原理及工程应用．西安：西安电子科技大学出版社2003.11
⑶商福恭、商广晖．电工实用诊断技巧．北京：中国电力出版社2003.10
⑷金风科技750kw机组技术资料　2005.12
⑸叶杭治主编．风力发电机组的控制技术．北京：机械工业出版社　2005.9