張朕瑋

[摘 ? ?要]隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于電能的需求也越來越多，可以說電力能源是維持社會生活正常運作的重要保障。以往我國大部分電力都來源于火力發(fā)電，但是隨著能源問題與環(huán)境污染問題的日益嚴重，如果繼續(xù)沿用火力發(fā)電已經(jīng)不符合社會發(fā)展的需求，基于此形勢下必須要運用新能源技術來制造電力，風力發(fā)電便是其中之一。在整個風力發(fā)電機組中最為重要莫過于控制系統(tǒng)了，對控制系統(tǒng)進行及時的檢修，能夠保障整個風電發(fā)電機組的正常運作，主要對此問題進行了探討。

[關鍵詞]風力發(fā)電機組;電氣控制;系統(tǒng)檢修

[中圖分類號]TM315 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）01–00–03

[Abstract]With the continuous development of my country's social economy， there is an increasing demand for electrical energy. It can be said that electrical energy is an important guarantee for maintaining the normal operation of social life. In the past， most of our countrys electricity was derived from thermal power generation. However， as energy and environmental pollution problems become more and more serious， if we continue to use thermal power generation， it is no longer in line with the needs of social development. Based on this situation， new energy must be used. Technology to produce electricity， wind power is one of them. The most important thing in the entire wind power generator is the control system. The timely maintenance of the control system can effectively guarantee the normal operation of the entire wind power generator， and this is also the topic we are discussing today.

[Keywords]wind turbine; electrical control; system maintenance

近些年來，能源枯竭問題應該成為一種全球化的問題，但是社會經(jīng)濟卻是在不斷進步與發(fā)展的，需要大量的能源來維持發(fā)展，面對這樣的情況，我國越發(fā)地重視新能源開發(fā)問題，希望通過新能源開發(fā)來實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的偉大戰(zhàn)略。在這樣的社會背景下，風力發(fā)電自然就成為國家格外重視的項目之一，就當前的風力發(fā)電情況來看，整個項目的技術都是處于一種穩(wěn)步提高的狀態(tài)，有望能夠成為為我國提供大量電能的一種新興技術。

1 風電機組電氣控制系統(tǒng)檢修綜述

在整個風電機組中，最為重要的莫過于電氣控制系統(tǒng)，它的作用就好比如人類的大腦與神經(jīng)一樣，對于維持整個風電機組的正常運作有著極其重要的作用。電氣控制系統(tǒng)會對整個風電機組中的工作設備進行相應的感知與控制，指揮它們去完成相應的工作，由此可以看出定期檢修風電機組的控制系統(tǒng)極其重要。電氣系統(tǒng)本質上屬于一種具有通信功能的模塊，只不過這個模塊并不是一個完整的整體，它是有具有多種功能的模塊結合在一起來形成的一個系統(tǒng)，包括PLC通訊、安全鏈、輸入/輸出、模擬輸入AI模塊等。在整個體統(tǒng)中PLC主機就相當一個領導的作用，與其他模塊的輸入輸出信息進行協(xié)調，將主機的指令與各設備的運作情況進行實時的傳遞，由此來保障整個風電機組都是處于正常工作的程序中。

在風電機組體系中，還有一個極其重要的模塊，即安全鏈回路，它是整個風電機組系統(tǒng)正常運作的重要安全保障，由多個串聯(lián)回路結合起來的，在風電機組工作時只要回路中的一個節(jié)點連接不起來，安全鏈便能緊急輸出相關的信息給風電組控制系統(tǒng)，迫使整個風電機組停止運作，這樣能夠避免發(fā)生更大的安全事故，避免整個風電機組的遭到更大的損害。當風電機組實時接收到故障信息后，檢修人員需要對風電機組進行實地的故障檢查，這項工作任務是比較考驗檢修人員的檢修能力的，尤其是對于一些新員工來說，由于他們缺乏一定的檢修經(jīng)驗，所以在實地檢修時常常會出現(xiàn)一些“治標不治本”的情況。檢修員工的認知性、對整個風電機組電氣系統(tǒng)的整體、持續(xù)、綜合性認識對于檢修工作的順利進行都有著很大的關聯(lián)。對于檢修工作不能只看到表面，應該進行深入了解，由此才能夠保障整個風電機組的正常運作，為人們的生活提供源源不斷的電能。

2 風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)

就大型風力發(fā)電機組來說，對其進行有效的控制、進行安全規(guī)劃是非常有必要的，在風力發(fā)電機組運作的過程中對題控制系統(tǒng)進行及時的檢修，在一定程度上是可以有效的降低機組設備的故障率，最大程度上保障機電設備的收益率。風力設備在運行過程中，不可避免的會出現(xiàn)故障問題，從而影響發(fā)電效率。面對這樣的情況，最好的解決辦法就是檢修人員及時的排查出故障原因，然后根據(jù)故障原因展開及時的維修。

控制功能一般包括風輪限速、電氣負載的連接、功率極限、紐纜限制、機艙對風、溫度參數(shù)限制、運行時電等。在整個過程中分為被動、主動兩種形態(tài)來對整個風電機組設備進行相應的控制，確保其能夠在人為設定的參數(shù)內實現(xiàn)有效的運作。在實際的運作中，有些參數(shù)并不是一成不變，根本不會存在毫無誤差的控制系統(tǒng)，風電機組的控制功能只要在正常的參數(shù)范圍內浮動都是沒有問題的，這樣就可以保障每個機電設備的正常運行。

在實際的風力機組維護過程中，應該遵循無效—維護的原則。這樣的情況是指在一些不可避免的情況出現(xiàn)時導致機組無法實現(xiàn)正常運作，但是機組中的安全維護設備仍然能夠處于正常保護機電組的狀態(tài)下，使整個風力發(fā)電機組仍處于安全的狀態(tài)下，當機組系統(tǒng)中發(fā)生超速、負荷過大等情況時，仍有保護主要機組設備的功能。在整個安全系統(tǒng)中，各個設備的安全鏈都發(fā)揮著各自的作用，有效地保護機電設備不會因為一個部位的問題而遭受到不可避免的損害。另外，還應該注重風電機組中的避雷裝備，對主路、管制電子回路進行有效的避雷保護。

風力發(fā)電機組的運作形態(tài)并不是一成不變的，其存在多種形式的運作狀態(tài)，包括運轉、暫停、關停、火速關停這四種。在這幾種形態(tài)中最為重要的就屬運轉了，而最低的則是火速關停。在實際的風電機組工作運作時，應該秉持著一層層提升形態(tài)的原則進行的，逐漸維持風電機組的平穩(wěn)運作，而在使風電機組停止工作運作時，是可以進行越級操作機電運作形態(tài)的。這樣的操作原則是屬于維持整個風力發(fā)電機組正常運作的基礎原則，其能夠最大程度上保障風力發(fā)電機組的安全性。

3 風電機組電氣控制系統(tǒng)檢修具體操作

3.1 PLC檢查

在整個風電機組控制系統(tǒng)中最為重要的就是PLC主機，所以在實施檢修時最應該注重也就是這個部位。①檢修人員應該對整個PLC進行系統(tǒng)、全面的檢查，確保其是否處理正常運作的狀態(tài)中;②檢查PLC的顯示操作，查看其版本是否存在問題，查看其操作頁面是否存在問題等;③還應該檢查PLC主機的外圍是否存在問題，查看整個主機的外殼是否存在溫度過高的問題，以及查看外圍線路是否存在有紕漏的情況，只有充分地檢查PLC的內部與外部所有的元素，才能夠保證風電機組電氣控制系統(tǒng)的安全性，保證整個風電機組的正常工作，釋放源源不斷的電能。

3.2 通訊檢查

在對PLC進行了充分的檢查后，接下來應該進行的檢查步驟便是對于風電機組控制系統(tǒng)的通訊功能進行檢查。如果說PLC主機的功能相當于人類的大腦，那么通訊設備便是人類的神經(jīng)，起著有效及時傳輸信息的作用。在風電機組控制系統(tǒng)中，一旦通訊功能出現(xiàn)故障，那么必定會影響到整個風電機組的后續(xù)的工作。后續(xù)的安全鏈回路都會接收不到信息，這樣就極有可能牽扯到整個風電機組的安全性能，所以說對通訊功能進行及時的檢查是非常有必要的。在對通訊功能進行檢查時，可以從這幾個方面入手：

（1）檢查通訊模塊的電源方面是否存在問題，這是屬于最基本的檢查內容，檢查通訊模塊的接頭與接線問題是否合理;

（2）檢查通訊模塊中的所設置的波特率是否合適;

（3）檢查整個通訊的光纖信號的強弱程度、光纖的接頭是否正確等。

3.3 安全鏈檢查

在確保整個風電機組控制系統(tǒng)中的通訊功能沒有問題后，接下來的檢查工作就是安全鏈。在對安全鏈進行檢查時，應該嚴格按照風電機組中控制系統(tǒng)的參數(shù)來進行，在這個過程中假設安全鏈回路是處于不閉合的狀態(tài)，那么整個風電機組的其他設備都是不可以正常運作的，所以進行安全鏈回路檢查是極其重要的，要有安全鏈回路檢測正常，才能夠允許其他設備展開正常工作，保障整個風電機組的安全性。

（1）查看安全模塊是否處于一種正常的狀態(tài)中，當確認安全鏈模塊沒有問題后，才可以展開下一步的檢查，否則繼續(xù)下一步的工作都是毫無意義的。

（2）檢查安全鏈的軟件問題，一到發(fā)現(xiàn)安全鏈存在問題，就需要對其進行整改或者重新下載，要有效的保障安全模塊能夠將安全信息正確的傳遞出去。在對安全鏈的軟硬件問題全面的核實之后，接下來就需要對回路進行檢查了，在檢查回路時，應該嚴格的按照整個風電機組設備的設計圖來全面落實檢查工作，且不可有大意的想法，要對每個安全節(jié)點都開展認真的排查工作，在明確安全鏈回路中每個節(jié)點完成故障的原因是什么。在安全鏈模塊中，經(jīng)常存在這樣的問題，那便是有氣候安全信號遭到干擾而出現(xiàn)傳輸錯誤，本質上并不是出現(xiàn)了安全事故。而有的時候確實是因為風電機組的實質運轉中出現(xiàn)了安全事故才會發(fā)出警報，檢修人員在對安全鏈模塊進行檢測時，應該注重這些細節(jié)方面的處理，針對不同的情況展開不同的檢修工作。

3.4 各分系統(tǒng)設備檢查

在對整個風電機組控制系統(tǒng)的主體設備進行檢修以后，還要對其他的各個分系統(tǒng)設備進行相應的檢修，只有將完整的風電機組進行整體的檢修后，逐一排查所有的故障問題，才能夠保障整個風電機組的正常運作，持續(xù)輸出大量的電能。在風電機組分系統(tǒng)中占據(jù)較多比例的設備有：變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等。在真正的落實檢修工作時，需要檢修人員嚴格風電機組的設計圖紙進行，主要去排查電氣回路中的控制回路與動力回路方面的問題。

在風電機組控制系統(tǒng)中能夠實現(xiàn)檢測、控制、信息傳遞功效的部位非控制回路莫屬，在這個過程中傳感器起到了非常重要的作用，它能夠快速地實現(xiàn)實時監(jiān)測的功能。傳感器中傳遞出的溫度、壓力、電流、電壓、電功率等有效的信息時，檢修人員就可以根據(jù)傳感器中所傳遞出來的信息來分析相應的設備中是否存在故障問題。在檢測傳感器時，有時候接受到的信號是電流，有的時候是電壓，在這時就要注重區(qū)別傳感器回路中的分壓電阻情況，如果需要對傳感器進行更換，那也一定要將分壓電阻進行一并的替換。

PLC主機用微弱的電流來控制接觸器的閉合情況，由此來實現(xiàn)接通或者斷開電源的情況，進而實現(xiàn)自動啟停電氣設備的目的，保障風電機組的安全性。在實際的控制體統(tǒng)中，導致接觸器不能自動控制的原因有很多，既包括觸頭黏連一起，也包括電磁線圈失效等。不論是哪種原因都會影響到風電機組控制功能的正常運作，如果在日常的檢測中不對這些問題進行相應的檢查與分析，就有可能會使問題累積的越來越嚴重，直至每項參數(shù)都超出正常的范圍，最后導致出現(xiàn)故障問題，給整個風電機組造成不可逆轉的損害。

在整個風電機組控制系統(tǒng)中，是需要各個設備進行相關的信息反饋，才能夠確保每個設備是否處于正常運作過程中，而這個功能主要是通過反饋性功能回路來實現(xiàn)的。在每個設備中都具備漏電保護、過流保護的開關、接觸器等，反饋性功能回路就是用來檢測這些設備是否存在漏電、過流問題的。這些一般都是與PLC主機中的數(shù)學輸入進行相關聯(lián)形成回路的，通過反饋回路將相應的信息傳遞給控制主機，進而監(jiān)控各個設備的運作狀態(tài)。

機電組分系統(tǒng)中組成動力回路的一般包括三相回路與單相回路。其中單相電壓一般是分為220 V與380 V這兩種狀態(tài)。在實際的風電機電氣系統(tǒng)的檢修工作中，不論是對接觸器還是連線端子進行檢查時，都需要進行及時的斷電與與驗電處理，以免出現(xiàn)較為嚴重的電力事故，造成不必要的人力、物力損害。在檢修完成后的通電前，還需要對設備的地絕緣情況進行檢查，避免短路現(xiàn)象的出現(xiàn)，由此來保護相關設備。

在對電氣設備的故障問題進行檢查時，首先要做的就是要嚴格根據(jù)風電發(fā)電機組的設計圖紙去尋找能夠引起設備故障的電氣回路，認真查找整個回路中是否存在可直接發(fā)現(xiàn)的問題，比如燒損、線脫松等情況，根據(jù)這些情況去判斷是否是因為零件失效而導致的故障發(fā)生，如果真的是因為這些情況而導致出現(xiàn)的電氣設備故障，則要對這些零件進行及時的更換。如果相關的設備沒有問題，則要查看反饋回路與測量回路是否存在問題，如果都沒有問題那么便要檢查控制回路與元件的問題，通過一步步的檢查來逐步排查出電氣設備的故障所在，保證電氣控制系統(tǒng)的正常運作。

4 結束語

風力發(fā)電作為一種新型的能源技術，在未來有可望取代傳統(tǒng)的發(fā)電技術，為我國提供大量能夠維持社會發(fā)展所需的電能。在整個風力發(fā)電系統(tǒng)中最為重要的就是控制系統(tǒng)，它是維持整個風力發(fā)電體統(tǒng)正常運作的重要保障，因此，相關人員必須要注中關于控制系統(tǒng)的檢修工作，對控制系統(tǒng)重的相關運作內容進行逐一的檢修，確保整個風力發(fā)電機組的安全正常工作，由此來保障電能的持續(xù)輸出，為人們的電力生活提供有力的保障。

參考文獻

[1] 張倩.風力發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)檢修分析[J].時代農(nóng)機，2019，46（12）：60-62.

[2] 張學健.風力發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)檢修的分析[J].電子測試，2019（9）：110-111.

[3] 周國旭.風力發(fā)電機組電氣與控制系統(tǒng)快速檢修思路研究[J].中國設備工程，2021（14）：68-69.