鄭博源,鞠 彬

（華潤(rùn)電力風(fēng)能（威海）有限公司,山東 威海 264200）

液壓變槳型風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)常見(jiàn)故障淺析

鄭博源,鞠 彬

（華潤(rùn)電力風(fēng)能（威海）有限公司,山東 威海 264200）

本文針對(duì)液壓變槳型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳超限、變槳不同步故障，進(jìn)行故障分析，以常見(jiàn)故障源葉片位置傳感器、比例閥為重點(diǎn)研究對(duì)象，對(duì)其功能原理進(jìn)行分析，為處理此類(lèi)故障提供理論依據(jù)。

液壓變槳；風(fēng)力發(fā)電；液壓系統(tǒng)；變槳超限；變槳不同步

0 引言

液壓變槳是風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)重要組成部分之一，但由于元件質(zhì)量的不穩(wěn)定、維護(hù)不當(dāng)，出現(xiàn)大量變槳故障，且系統(tǒng)中元件處于封閉狀態(tài)，并不能通過(guò)檢測(cè)儀器簡(jiǎn)單進(jìn)行測(cè)量，所以使故障處理比較棘手。本文針對(duì)變槳超限、變槳不同步故障進(jìn)行研究、探討，為今后處理此類(lèi)常見(jiàn)故障，提供建議與分析方法，從而減少故障處理時(shí)間，有效提高風(fēng)機(jī)的發(fā)電效能[1]。

1 變槳超限故障分析

故障描述如表1所示，根據(jù)機(jī)械指導(dǎo)手冊(cè)、電氣指導(dǎo)手冊(cè)及槳葉位置傳感器使用說(shuō)明書(shū)，可得知，如果槳葉位置傳感器測(cè)量電壓不在其設(shè)定允許值內(nèi)，那么錯(cuò)誤信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)。主控系統(tǒng)接受到錯(cuò)誤信號(hào)，報(bào)出該故障并進(jìn)行程序保護(hù)停機(jī)。

表1 故障描述

液壓變槳超限故障，最常見(jiàn)故障點(diǎn)為槳葉位置傳感器損壞，造成測(cè)量電壓超出允許值范圍，從而造成葉片位置檢測(cè)錯(cuò)誤。

如果槳葉位置傳感器損壞，那么槳葉位置傳感器將傳遞一個(gè)超過(guò)正常范圍的電壓信號(hào)至變槳伺服控制系統(tǒng)，隨即主控制系統(tǒng)將會(huì)報(bào)出超限故障。槳葉位置傳感器也很大程度上影響了變槳控制，使控制策略中理論變槳角度與實(shí)際變槳角度不符，一定程度上也影響了風(fēng)機(jī)的發(fā)電效能與風(fēng)機(jī)可利用率。

針對(duì)槳葉位置傳感器進(jìn)行故障診斷，首先通過(guò)程序控制菜單測(cè)試槳葉位置傳感器，將槳葉角度轉(zhuǎn)化為相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。若不在正常范圍內(nèi)，通過(guò)槳葉位置傳感器配套調(diào)整工具將槳葉角度正負(fù)極限值調(diào)至規(guī)定電壓范圍。若無(wú)法調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)后仍存在電壓值跳變，則更換新的槳葉位置傳感器進(jìn)行對(duì)比，若故障消除，則證明風(fēng)機(jī)槳葉位置傳感器已損壞。

2 變槳不同步故障分析

通過(guò)槳葉位置傳感器使槳葉每一個(gè)槳距角都有與之相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。如果三個(gè)葉片最大變槳角度與最小變槳角度差值大于4°時(shí)，那么錯(cuò)誤信號(hào)反饋給PLC。主控系統(tǒng)接收到錯(cuò)誤信號(hào)，報(bào)出該故障。變槳不同步故障，最常見(jiàn)故障點(diǎn)為輪轂變槳比例閥損壞，從而導(dǎo)致液壓回路流量控制失效，使三葉片中最大變槳角度與最小變槳角度差值大于程序設(shè)定值，從而造成了三槳葉位置不同步現(xiàn)象發(fā)生。

比例閥控制系統(tǒng)原理圖如圖1所示，根據(jù)控制系統(tǒng)邏輯運(yùn)算，并通過(guò)閥體電位移轉(zhuǎn)換與伺服電反饋，經(jīng)控制器輸出放大信號(hào)，來(lái)控制轉(zhuǎn)換器，隨之產(chǎn)生與輸入信號(hào)等比例的驅(qū)動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)液壓閥的閥芯，達(dá)到等比例控制液壓油流量和壓力的目的[2]。

比例閥通過(guò)控制液壓油的流量來(lái)進(jìn)行槳葉位置和變槳速度控制的，根據(jù)變槳液壓回路，如圖2。所有電磁閥帶電，電磁閥4V2得電油路導(dǎo)通，電磁閥4V6得電油路導(dǎo)通，電磁閥5V6得電關(guān)閉油路，比例閥4V5底部線圈帶電，閥位進(jìn)行變化P與B，A與T交叉相通，液壓油從P端被送至液壓缸負(fù)極側(cè)，將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，液壓缸朝0度方向變槳，最后液壓油途徑缸體由正極側(cè)流回T端。

若比例閥發(fā)生故障，比例閥將無(wú)法正?？刂埔簤夯芈罚斐勺儤到y(tǒng)脫離變槳伺服控制系統(tǒng)控制。使三葉片中最大變槳角度與最小變槳角度差值大于程序設(shè)定值，從而報(bào)出變槳不同步故障。

通過(guò)測(cè)試菜單對(duì)比例閥進(jìn)行流量測(cè)試，若其中一個(gè)比例閥與其它兩個(gè)比例閥流量存在明顯的差異，通過(guò)調(diào)換法將A、B、C三個(gè)比例閥進(jìn)行調(diào)換并重復(fù)進(jìn)行測(cè)試，來(lái)判斷比例閥是否存在問(wèn)題。若調(diào)換后，故障點(diǎn)轉(zhuǎn)移，則說(shuō)明比例閥失效。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)變槳超限及變槳不同步故障，分析了比例閥、槳葉位置傳感器的工作原理，為此類(lèi)故障提供了解決方案，提高了工作效率。

[1]李志萍.對(duì)MW級(jí)風(fēng)機(jī)液壓變槳距控制技術(shù)的研究[J].科技與企業(yè),2015,(06):185-186.

[2]宋自成.基于SVM的比例閥故障診斷[D].武漢科技大學(xué),2009.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.126

鄭博源(1991-）,吉林白山人,主要從事風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)研究。