（北京京能新能源有限公司旗桿風(fēng)電場,內(nèi)蒙古 赤峰 024500）

（北京京能新能源有限公司旗桿風(fēng)電場,內(nèi)蒙古 赤峰 024500）

針對風(fēng)力發(fā)電機組水冷系統(tǒng)電動三通閥問題進行分析，從電動三通閥的安裝、控制以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面進行研究，提出需要改良安裝工藝，更換內(nèi)部器件金屬材質(zhì)，來解決電動三通閥故障根源問題。

風(fēng)力發(fā)電機組；水冷系統(tǒng)；電動三通閥；電動執(zhí)行器

北京京能新能源有限公司旗桿風(fēng)電場（以下簡稱旗桿風(fēng)電場），位于內(nèi)蒙古赤峰市翁牛特旗境內(nèi)，一期裝機容量為49.5MW，安裝新疆金風(fēng)科技股份有限公司生產(chǎn)的GW87/1500直驅(qū)永磁風(fēng)電機組33臺，于2012年03月16日全部并網(wǎng)發(fā)電。經(jīng)過1年半的運行機組已趨于穩(wěn)定，但是近半年時間旗桿風(fēng)電場機組常報三通閥故障，明顯的降低了風(fēng)機的可利用率，給風(fēng)電場帶來一定的經(jīng)濟損失。

水冷系統(tǒng)起到在風(fēng)力發(fā)電機組長時間運行時，及時的將變流器產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，使變流器能在正常溫度下穩(wěn)定運行作用。而電動三通閥是通過電動執(zhí)行器來控制三通閥開關(guān)的部件，是風(fēng)力發(fā)電機水冷系統(tǒng)重要組成部分。若機組電動三通閥損壞或者開關(guān)不到位將嚴重影響變流器的散熱，造成散熱不良致使風(fēng)機停機。為了解決這一問題，現(xiàn)將旗桿風(fēng)電場故障現(xiàn)象做一下具體分析及改進。

1 水冷系統(tǒng)工作原理

如圖所示，恒定壓力和流速的冷卻液流經(jīng)變流器帶走熱量，升溫后的冷卻液由高壓循環(huán)泵的進口經(jīng)室外的空氣散熱器與冷空氣進行熱交換，空氣散熱器將冷卻液帶走的熱量交換出去，散熱后冷卻液再循環(huán)進入變流器。在空氣散熱器進出口散熱管路上加裝電動三通閥，根據(jù)水溫的變化，通過進出閥溫度傳感器將信號傳遞給PLC，PLC根據(jù)預(yù)設(shè)好的邏輯自動下發(fā)命令給三通閥電動執(zhí)行器來控制三通閥閥門角度（0°～ 90°）開關(guān)，達到開啟內(nèi)外循環(huán)作用，以控制流經(jīng)換熱器的冷卻液流量比例，實現(xiàn)精度調(diào)節(jié)溫度的功能。（圖中M為電動三通閥）

2 故障情況

2.1 故障觸發(fā)條件

（1）三通閥自動受PLC調(diào)控時，三通閥開命令脈沖發(fā)出20次以上而沒有全開的反饋信號，或者三通閥關(guān)命令脈沖發(fā)出20次以上而沒有全關(guān)的反饋信號則報此故障。

（2）三通閥非自動受控制時（即檢修人員手動下達開關(guān)命令），三通閥開命令持續(xù)3秒沒有全開的反饋信號，或者三通閥關(guān)命令持續(xù)3秒沒有全關(guān)的反饋信號則報此故障。

2.2 故障分析處理

近期旗桿風(fēng)電場有多臺風(fēng)機報三通閥故障停機，檢修人員就

地檢查未見明顯異常，拆開閥體未見閥體損壞，但相應(yīng)模塊的反饋信號燈不亮，判定為三通閥電動執(zhí)行器問題。經(jīng)過多次測試與觀察，檢修人員發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致報三通閥故障的原因為三通閥電動執(zhí)行器未能按PLC下發(fā)指令執(zhí)行或者執(zhí)行不到位，測量無24V反饋信號或者測得的反饋電壓達不到24V報此故障，更換三通閥電動執(zhí)行器后故障消除。

2.3 故障反饋出的問題及改進

（1）電動執(zhí)行器安裝位置問題分析。更換三通閥電動執(zhí)行器時檢修人員發(fā)現(xiàn)由于水冷柜空間狹小，高瀾水冷電動執(zhí)行器安裝位置很不合理，無法正常使用工具拆裝，給更換工作帶來了諸多不便，檢修人員重新調(diào)整三通閥對零刻度方位后再進行安裝，解決了這一問題，使更換工作更為簡單，大大的縮短了機組的檢修時間。

（2）電動執(zhí)行器自身設(shè)計問題分析。檢修人員對更換下來的電動執(zhí)行器進行拆分，檢修人員發(fā)現(xiàn)行程開關(guān)上金屬觸片被氧化形成氧化層，出現(xiàn)當行程開關(guān)觸發(fā)時不能導(dǎo)通或者接觸不良現(xiàn)象，導(dǎo)致三通閥電動執(zhí)行器得不到反饋信號，三通閥不能正常工作。用鑷子尖端去除氧化層后，測試反饋信號正常。由此可見，隨著機組運行時間的增加，行程開關(guān)觸片處在悶熱潮濕環(huán)境下極易受到空氣氧化，長此以往必將還會導(dǎo)致此故障的發(fā)生，造成機組大面積停機，給風(fēng)電場帶來不必要的經(jīng)濟損失。

為達到機組的長久穩(wěn)定運行，應(yīng)該將電動執(zhí)行器內(nèi)部行程開關(guān)觸片更換為抗氧化更耐久的材質(zhì)，保證電動執(zhí)行器的使用壽命，減少部件更換頻率，節(jié)約備件更換的費用，起到經(jīng)濟穩(wěn)定運行效果。

3 結(jié)語

通過對風(fēng)力發(fā)電機組水冷系統(tǒng)電動三通閥問題分析，得出三通閥故障主要是由于電動執(zhí)行器內(nèi)部行程開關(guān)觸片氧化腐蝕，導(dǎo)致觸片接觸不良。電動三通閥決定著水冷系統(tǒng)的散熱能力，保證水冷系統(tǒng)的正常運行，才能使變流器正常穩(wěn)定工作，源源不斷的轉(zhuǎn)換電能，提高電能質(zhì)量。根據(jù)機組以后長期運行考慮，將觸片換成抗氧化腐蝕更好的金屬材料較為實用，既減少了機組故障率，又節(jié)省了更換三通閥電動執(zhí)行器的備件費用，保證了機組的經(jīng)濟穩(wěn)定運行。

[1]冷明全,張彬.風(fēng)力發(fā)電機變流器水冷系統(tǒng)故障原因分析及優(yōu)化[J].華電技術(shù),2012（03）：78-81+85.

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[3]劉衛(wèi)星.1.5MW雙饋水冷風(fēng)力發(fā)電機水冷系統(tǒng)的設(shè)計[J].防爆電機,2010（03）：9-11.

風(fēng)力發(fā)電機水冷系統(tǒng)電動三通閥問題的分析

王有發(fā)

王有發(fā)（1981—），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，本科，研究方向：電氣工程。