風電機組電氣與控製設備的檢修思路
應用技術
作者：易莉 胡海龍 李巍 劉濤
摘 要 本文闡述了風電機組檢修現場工作中，檢修人員對機組控製係統、電氣係統故障檢查工作的思路，並進行了歸納和總結。同時，本文明確了控製係統、電氣係統中主要設備的功能，條理了檢修思路，為風電場檢修新員工快速理解風電機組功能原理，掌握設備檢修方法提供了參考。
關鍵詞 風電機組；電控；檢修；思路
中圖分類號TM 92 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）108-0168-02
0引言及研究背景
近年來，風電裝機容量快速增長，如雨後春筍般改變了荒野的麵貌，為人類源源不斷的提供綠色能源。新風電場投產2～5年後，風電機組設備相繼完成質保，風電機組需要風電場自己組織的檢修隊伍來完成今後的檢修工作。
在風電場組建檢修隊伍開始，往往不乏剛從學校走向崗位的畢業生，沒有見過風電設備，同時更不具備對設備的檢修經驗。如何快速在3個月的實習期內完成對新員工的安全和檢修技能培訓，使其短時間內具備分析故障、處理故障的能力，是擺在檢修部門麵前的一道難題。由於新機組運行較穩定，故障率較低，除了在實習期內由師傅帶徒弟上機維護外，基本沒有更好的辦法讓新員工快速積累檢修經驗。
因此，為解決這個問題，檢修部門往往編製出自己的檢修作業指導書或故障處理手冊，檢修班長也需要將自己的檢修經驗的精華總結出來，從理論上向新員工進行灌輸。但是隻有文字、圖片還是不夠的，為提高新員工的實際操作水平，筆者認為在保證安全的情況下，設置一些故障讓新員工進行實際操作，是十分有必要的，並且，應將設備檢修過程條理化，通過培訓可以檢驗新員工對設備理解程度和操作安全意識。本文主要從控製係統、電氣係統闡述給新員工進行故障分析和實際操作培訓的一些思路，使其建立對設備功能的係統認識和檢修操作能力。
1 控製係統故障檢查思路
控製係統是風電機組的大腦和神經，感知和控製風電機組所有係統的設備，並使其正常運行。新員工的培訓工作應先由控製係統的認識和實際操作開始。
風電機組控製係統主要由PLC主機，PLC通訊模塊，安全鏈模塊、數字輸入DI、數字輸出DO模塊和模擬輸入模塊AI等專用模塊組成。通信模塊通過某種通訊協議將PLC主機的指令和設備狀態信息進行傳輸，使相應的電氣設備工作在要求的狀態下。
風電機組安全鏈回路是保障機組安全運行的重要回路，由多個節點采取串聯回路連接而成，隻要回路中有一個節點斷開，安全鏈便發出指令讓風電機組馬上緊急停機，避免發生安全事故，從邏輯上看，安全鏈的各個環節是邏輯與的關係，隻有安全鏈各個邏輯量是1，機組才允許正常運行。安全鏈回路監控的項目有：超速，振動，變槳，偏航扭纜，緊急停機按鈕，PLC主機等。
在風電機組報故障後，現場檢查的方法往往是頭痛醫頭腳痛醫腳，沒有對設備進行係統的檢查。對於新員工來說，對設備的認知也經常是局部的，沒有連貫性和係統性的認識。同時，故障報警列表中，往往不能直觀看出故障的先後順序，且故障總數有時可能達到5～10條，如此情況對於新員工來說，無疑加大了學習和實踐的難度。為使其係統化的理解和紮實的掌握檢修技能，根據現場的檢修經驗，總結出如下的檢修思路。
1.1 PLC檢查
由於PLC是控製的核心，所以要首先檢查PLC的工作是否正常。通過檢查操作界麵，確認PLC的軟件版本、工作狀態是否正確，不存在死機的現象。之後，外部檢查PLC的狀態顯示是否正常，同時感知PLC外殼，確定設備工作沒有過熱現象。
1.2通訊檢查
PLC工作正常後第二步檢查通訊功能，如果控製係統通訊存在問題，則風電機組所有的設備狀態包括安全鏈的信號都無法檢測到。通訊模塊檢查項目主要包括：通訊模塊的電源供電模塊是否正常工作，通訊模塊的接頭和接線是否正確，設置的通訊波特率是否合適，通訊地址是否正確，通訊光纖的信號強度是否充足，接線是否正確。
1.3 安全鏈檢查
在通訊功能正常後，第三步檢查安全鏈回路。根據風電機組的控製邏輯，如果安全鏈回路不閉合，機組的主要設備都是不能開始工作的。安全連回路檢查流程中，首先要確認安全鏈模塊的工作狀態正常，安全鏈的軟件工作正常，如果安全鏈模塊已經發生損壞，則在更換新模塊之前，後麵一切檢查都是徒勞的。如果安全鏈軟件有問題，則需要重新下載或灌裝安全鏈程序。
排除軟硬件故障後，在根據電路圖紙接線原理，根據回路檢查各安全節點的功能是否正常，檢查過程中要分清故障原因。有的情況是安全鏈信號傳輸過程中存在幹擾或故障，而非發生了不安全事件。而有的故障原因是設備運行狀態確實達到了觸發安全報警的極限。如發生了嚴重的扭纜狀態，機艙振動超限等。當所有安全連回路閉合，且狀態正常後，主設備開始工作，之後就可以進行各分係統的檢查和故障排除。