风电机组塔基柜和机舱柜维护与维修的方法要求及注意事项.docx
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风电机组塔基柜和机舱柜维护与维修的方法要求及注意事项
风电机组塔基柜和机舱柜维护与维修的方法要求及注意事项
1.1塔基柜和机舱柜概述
MY1.5s发电机组的控制柜分为塔基控制柜和机舱控制柜,控制柜之间通过光纤进行通讯。
控制系统选用德国Beckhoff的硬件和软件系统(实时软件PLC“TwinCAT”和嵌入式PC(CX1020))。
风机控制系统示意图如下:
风机控制系统示意图
1.1.1塔基柜
塔基柜位于塔筒的第二平台上,柜体内的电气系统主要包括动力回路和控制回路。
动力回路包含有690V刀熔开关、400V及230V空气开关、400V及230V马达保护器、690V避雷器等;控制回路主要包含24VDC开关电源、24VDC空气开关、数字量输入输出模块、模拟量输入模块、安全链模块和通讯模块等,模块通过总线进行通讯,系统对总线进行实时监测。
塔基控制柜柜门上安装有控制开关按钮,以便进行机组的操作。
塔基柜内元器件布置图及控制面板布置图如下:
塔基柜柜体布置图
塔基柜控制面板
图标
标记
控制部件
功能
快速启动/自动/停止
绿色三位选择开关,绿色LED灯
“1”位置:
机组快速启动;“0”位置:
机组自动运行;“2”位置:
机组减速并停止,停止时绿灯亮。
注:
“1”在左边“0”在中间“2”在右边
复位故障码按钮
红色按钮,红色LED灯
复位故障码,有故障码激活时灯亮
复位安全链按钮
红色按钮,红色LED灯
复位安全链
急停触发指示灯
红色LED灯
急停触发时灯亮
转子锁定指示灯
红色LED灯
转子锁定销锁定时灯亮
远程登录指示灯
黄色LED灯
控制面板有用户登录时灯亮
机组检修开关
黄色二位选择开关
“1”位置:
机组维修;检修状态时黄灯亮;
“0”位置:
机组运行注:
“1”在右边“0”在竖直位置
手动偏航指示灯
白色LED灯
手动偏航模式时指示灯亮
手动顺时针偏航/手动逆时针偏航
白色三位选择开关
“1”位置:
顺时针偏航;
“0”位置:
偏航停止;
“2”位置:
逆时针偏航;
偏航状态时白灯亮。
注:
“1”在左边“0”在中间“2”在右边
灯测试按钮
红色按钮
灯测试时红灯亮
塔基紧急停止开关
急停按钮
实现紧急停机
塔基控制柜控制面板功能
1.1.2机舱柜
机舱柜位于机舱内,主要为变桨系统、偏航电机、液压站油泵电机、齿轮箱高低速油泵电机、齿轮箱水泵电机、齿轮箱加热器、齿轮箱冷却风扇、轴流风机、机舱加热器等提供动力电源;数字量输入模块、模拟量输入模块将采集到各部件的信息通过光纤通讯发给CPU处理,同时数字量输出模块接受CPU发出的指令,告知执行结构执行相应的动作。
机舱柜内元器件布置图及面板控制功能介绍如下图:
机舱柜柜体布置图
机舱控制柜控制面板
图标
标记
控制部件
功能
快速启动/自动/停止
绿色三位选择开关,绿色LED灯
“1”位置:
机组快速启动;
“0”位置:
机组自动运行;
“2”位置:
机组减速并停止,停止时绿灯亮。
注:
“1”在左边“0”在中间“2”在右边
复位故障码按钮
红色按钮,红色LED灯
复位故障码,有故障码激活时灯亮
复位安全链按钮
红色按钮,红色LED灯
复位安全链
急停触发指示灯
红色LED灯
急停触发时灯亮
转子锁定指示灯
红色LED灯
转子锁定销锁定时灯亮
远程登录指示灯
黄色LED灯
控制面板有用户登录时灯亮
机组检修开关
黄色三位选择开关
“1”位置:
机组维修;
“0”位置:
机组运行;
“2”位置:
变桨检修,检修状态时黄灯亮。
注:
“1”在左边“0”在中间“2”在右边。
以下操作,检修开关须在检修位置:
●手动偏航
●偏航扭缆保护开关动作时进行的复位
●变桨紧急顺桨后进行的复位
●工厂测试模式
手动偏航指示灯
白色LED灯
手动偏航模式时指示灯亮
手动顺时针偏航/手动逆时针偏航
白色三位选择开关
“1”位置:
顺时针偏航;
“0”位置:
偏航停止;
“2”位置:
逆时针偏航;偏航状态时白灯亮。
注:
“1”在左边,“0”在中间,“2”在右边
灯测试按钮
红色按钮
灯测试时红灯亮
手动主轴刹车开关
黄色两位选择开关
高速轴刹车手动抱闸转换开关,抱闸时黄灯亮
复位顺桨位置按钮
红色按钮,红色LED灯
当机组产生刹车程序或安全链断开时,发出变桨紧急顺桨指令,变桨动作到91º位置。
若需重新启动,在安全链复位后,可通过按下机舱柜门上的复位顺桨位置按钮(机舱检修开关需拨在变桨检修位置)。
发出指令,解除变桨的限位保护,变桨回到90º位置。
机舱紧急停止开关
急停按钮
实现紧急停机
1.2控制柜维护前后要注意的事项
按顺序依次断开电源:
变桨系统电源、机舱控制柜电源、塔基控制柜电源及箱变与电网的连接。
机舱柜和塔基柜的断电次序是:
24VDC、230VAC、轮毂230VACUPS电源(只针对机舱柜)、400VAC、690VAC等,上电顺序与断电顺序相反。
具体如下:
1.2.1变桨系统断电操作流程
参见第十八章变桨系统第18.3.3小节
1.2.2机舱控制柜断电操作流程
具体操作流程按图中标示的数字顺序进行:
⑴→⑵→⑶→⑷→⑸→⑹→⑺→⑻→⑼→⑽→⑾→⑿→⒀
机舱柜断电流程
操作流程编号
开关编号
⑴
251F4251F5251F6251F8252F0252F2252F5252F6252F8254F1254F6
⑵
250F1
⑶
212Q1
⑷
222F4228F7210F7228Q1228F4
⑸
204G4
⑹
204F4
⑺
218Q1236Q1236F1236F4210F5210F6210F2226F7
⑻
204Q1
⑼
201Q4
⑽
230Q1222Q1222Q1.1224Q1224Q7226Q1226Q3226F5230F8222Q7
⑾
201Q2
⑿
200F1
⒀
200F4
1.2.3塔基控制柜断电具体操作流程
具体操作流程按图中标示的数字顺序进行:
⑴→⑵→⑶→⑷→⑸→⑹→⑺→⑻→⑼→⑽。
1.2.4切断箱变与电网在连接
断开箱变高压侧与电网连接的空气断路器;
1.2.5通过测量确保控制柜内没有出现危险电压
用万用表测量塔基柜进线端X0/690处无电压存在
1.2.6待所有检修完成后,按照与断电操作步骤相反的顺序依次上电
1.2.6.1合上箱变高压侧与电网连接的空气断路器;
1.2.6.2塔基柜上电合闸顺序
⑽→⑼→⑻→⑺→⑹→⑸→⑷→⑶→⑵→⑴;
1.2.6.3机舱柜上电合闸顺序
⒀→⑿→⑾→⑽→⑼→⑻→⑺→⑹→⑸→⑷→⑶→⑵→⑴;
1.2.6.4变桨系统上电
参见第十八章变桨系统第18.3.3小节。
塔基柜断电流程
操作流程编号
开关编号
⑴
51F451F651F8
⑵
50F112F812F7
⑶
12Q1
⑷
10F210F410F510F7
⑸
8F28F4
⑹
7Q2
⑺
4Q5
⑻
4Q4
⑼
4Q2
⑽
2F12F3
1.3柜体检查
1.3.1检查柜体防锈漆是否完好,如有破损生锈的地方要先用砂布打磨,然后及时补漆;
1.3.2检查空气滤网,进风口与出风口处的滤网均要检查,根据需要及时进行更换;
1.3.3检查柜体的清洁度,如果有必要,使用软抹布或真空吸尘器进行清洁;
1.3.4检查控制柜的密封性,特别是检查电缆进出线处的密封情况,若密封不严要及时用防火泥进行密封。
控制柜电缆进线处的密封
1.3.5检查柜体接地螺栓是否连接可靠,并进行必要的紧固;柜体接地线为黄绿线,测量黄绿线是否满足要求的方法是:
先松开一端,用万用表欧姆档测量该端对地电阻,然后将该端复原并松开另一端,用万用表欧姆档测量该端对地电阻,若测量阻值均接近0欧姆,则说明接地线符合要求,若出现阻值偏大,要检查接地下线是否损坏,接地螺栓处是否有锈蚀和接触不牢的情况,并做相应的更换和处理;
控制柜接地螺栓
1.3.6检查柜内照明电缆是否完好无损,若有破损需及时更换。
1.4散热风扇和加热器的检查
1.4.1清洁散热风扇叶片和加热器表面的污垢;
控制柜散热风扇和加热器
1.4.2检查接线是否牢靠;
1.4.3上电后,手动调节温度控制器和湿度控制器的设定值,检查散热风扇和加热器是否工作正常;
控制柜温、湿度控制器
1.4.4检查完毕后,恢复温、湿度控制器的设定值。
1.5固定螺栓的检查
检查控制柜柜体及柜内电气元件的连接螺栓有无松动,重点是线耳和连接铜排之间的螺栓紧固,若有松动要进行必要的紧固,检查完毕做好相应的记录。
下表分别列出了塔基柜内和机舱柜内要检查的连接点:
序号
电压级别
部件名称
元件号
连接点
1
690V
塔基柜
X0/690
L1、L2、L3
2
690V
塔基柜
2F1
1/3/5,2/4/6
3
690V
塔基柜
2F3
1/3/5,2/4/6
4
690V
塔基柜
X1/690
L1、L2、L3
5
690V
塔基柜
4Q2
1/3/5,2/4/6
6
690V
塔基柜
X0/690
1、2、3
7
690V
塔基变压器
4T2
L1、L2、L3
8
400V
塔基变压器
4T2
L1’、L2’、L3’
9
400V
塔基柜
X0/400
1、2、3、4、5、6、7、8
10
400V
塔基柜
4Q4
1/3/5,2/4/6
11
400V
塔基柜
4Q5
1/3/5,2/4/6
12
230V
塔基柜
7Q2
1/3,2/4
13
230V
塔基柜
X0/230
1,2
14
400V
塔基柜
12Q1
1/3/5,2/4/6
注意:
X0/690进线是直接从变频器侧引入,在维护时要先用万用表测量该处电压,确保箱变断路器断开!
序号
电压级别
部件名称
元件号
连接点
1
690V
机舱柜
X0/690
1、2、3
2
690V
机舱柜
200F1
1/3/5,2/4/6
3
690V
机舱柜
200F4
1/3/5,2/4/6
4
690V
机舱柜
200U3
1、2
5
690V
机舱柜
200U4
1、2
6
690V
机舱柜
200U4.1
1、2
7
690V
机舱柜
X0/690
4、5、6
8
690V
机舱柜
201Q2
1/3/5,2/4/6
9
690V
机舱柜
222Q1
1/3/5,2/4/6
10
690V
机舱变压器
201T2
L1、L2、L3
11
400V
机舱变压器
201T2
L1’、L2’、L3’
12
400V
机舱柜
X0/400
1、2、3、N
13
400V
机舱柜
201Q4
1/3/5,2/4/6
14
400V
机舱柜
204Q1
1/3/5,2/4/6
15
400V
机舱柜
389K1
1/3/5,2/4/6
16
400V
机舱柜
212Q1
1/3/5,2/4/6
17
400V
机舱柜
218Q1
1/3/5,2/4/6
18
400V
机舱柜
222Q7
1/3/5,2/4/6
19
400V
机舱柜
224Q1
1/3/5,2/4/6
20
400V
机舱柜
224Q7
1/3/5,2/4/6
21
400V
机舱柜
228Q1
1/3/5,2/4/6
22
400V
机舱柜
230Q1
1/3/5,2/4/6
23
400V
机舱柜
386KM2
1/3/5,2/4/6
24
400V
机舱柜
386KM3
1/3/5,2/4/6
25
400V
机舱柜
236Q1
1/3/5,2/4/6
1.6刀熔开关的检查
塔基柜刀熔开关的编号为:
2F1、2F3,容量分别为160A、125A,在柜体中的位置见塔基柜柜体布置图;机舱柜刀熔开关的编号为200F1、200F4,容量分别为125A、125A,具体位置见机舱柜柜体布置图。
刀熔开关
1.6.1检查刀熔开关动、静触点是否完好无损,连接是否可靠,是否存在开关合闸不到位的现象,根据实际情况进行维修或更换;
1.6.2检查刀熔开关电源侧和负荷侧,进出线端子与开关连接处压接是否牢固,有无接触不良、过热变色等现象,若存在压接不牢、接触不良的情况,将进出线重新压接;若存在过热变色现象,需将过热变色处切除后重新压接;
1.6.3检查开关的连杆、底座等绝缘部分有无损伤和放电现象;
1.6.4检查刀熔开关灭弧罩是否清洁完整,清洁灭弧罩内外表面存在的污垢;
1.6.5检查刀熔开关三相闸刀在合闸时,是否同时接触或分开,触点接触是否紧密,根据实际情况进行维修或更换;
1.6.6检查操作机构是否完好,动作是否灵活,断开、合闸位置是否准确到位,顶丝、销钉、拉杆是否完好无缺损、无断裂,根据需要进行维修或更换。
1.7熔断器的检查
先拉开刀熔开关,然后取掉端盖,轻轻按压销钉取出熔断器。
熔断器的检查
1.7.1检查熔断器外观有无损伤、变形、开裂现象,瓷绝缘部分有无破损或闪络放电痕迹,若存在上述现象,应及时更换;
1.7.2熔断器有氧化、腐蚀或破损时,应及时更换;
1.7.3检查熔断器接触处有无过热现象;
1.7.4熔断器上、下触点处的弹簧是否有足够的弹性,接触面是否紧密,根据实际情况进行维修或更换;
1.7.5应定期用干净的抹布清除熔断器上的灰尘和污垢。
1.8空气开关、马达保护器、接触器、继电器的检查
按不同电压等级(690VAC、400VAC、230VAC、24VDC)依次对空气开关、马达保护器、接触器、继电器进行下列项目的检查。
1.8.1检查器件是否固定牢靠,若存在松动情况,重新紧固;
1.8.2检查外壳绝缘是否完好,是否有电弧烧损痕迹,若有电弧损伤痕迹要及时更换;
1.8.3检查触点接触是否良好,吸合压力是否符合要求,达不到要求需及时更换;
1.8.4检查接线是否牢固。
1.9可编程控制器的维护
合理维护和及时检修可编程控制器是保证风机正常运行的关键。
1.9.1日常检修
1.9.1.1供电电压
供电电压直接影响PLC的可靠性和使用寿命。
供电电压必须在额定电压的
85%~110%。
电压应稳定,电压波动大会引入谐波干扰,也会影响电子模块的寿命。
对于正常运行经常出现程序执行错误的系统,要重点检查供电模块,提高供电质量。
可编程控制器
1.9.1.2运行环境
运行环境应在规定的范围内。
1)温度:
10~50℃。
温度过高会缩短元件的寿命,使用故障率增加尤其是CPU会因电子迁移降低工作效率。
2)相对湿度:
5~95%。
湿度大容易通过模块表面侵入内部引起模块性能恶化,使内部绝缘降低造成短路损坏。
3)振动频率10~50HZ,振幅小于0.5mm。
1.9.1.3检查固定螺栓
1)检查固定螺丝是否松动;
2)基本单元和扩展单元安装是否牢固,基本单元与扩展单元的连接是否完好;
3)接线是否松动,外部接线是否破损,若松动需及时紧固,若接线破损及时更换接线。
1.9.1.4电源指示灯
检查电源指示灯,发现电池电量不足及时更换。
1.9.2PLC故障检修
1.9.2.1故障查找
PLC有很强的自诊断能力,当PLC自身故障或外围设备故障时,都可用PLC上具有诊断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。
1)总体检查
根据总体检查流程图找出故障点的大方向,逐渐细化,以找出具体故障。
2)电源故障检查
电源灯不亮需对供电系统进行检查。
3)运行故障检查
电源正常,运行指示灯不亮,说明系统已因某种异常而终止了正常运行。
4)输入输出故障检查
输入输出单元是PLC与外部设备进行信息交换的通道,其是否正常工作,除了和输入输出单元有关外,还与连接配线,接线端子,保险管等元件状态有关。
5)外部环境的检查
影响PLC工作的环境因素主要有温度、湿度、噪音与粉尘以及腐蚀性酸碱等。
1.9.2.2故障的处理
电源故障可通过电源指示灯进行判断。
电源指示灯不亮:
1)应检查供电线路是否有电;
2)检查供电开关;
3)电源接线是否松动;
4)保险是否损坏;
5)如果有电进一步检查电源是否正常,不正常应进行调整。
运行故障:
电源正常而指示灯不亮,是由于系统故障终止了系统的运行。
将PLC置于运行状态,若运行灯不亮,检查内存芯片是否插好,若芯片插入正常可靠而系统不能正常运行,应更换CPU单元。
1.9.3器件更换
1.9.3.1锂电池的更换
由于存放用户程序的随机存储器(RAM)、计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护,而锂电池的寿命大约为5年,当锂电池的电压逐渐降低到一定程度时,PLC基本单元上电池电压跌落的指示灯亮。
提示用户注意:
由锂电池支持的程序还可保留一周左右,在此期间必须更换电池。
更换电池时间要尽量短,一般不允许超过3min。
如果时间过长,RAM中的程序将消失。
1)在拆装前,应先让PLC通电15S以上(这样可使作为存储器备用电源的电容器充电,在锂电池断开后,该电容可对PLC做短暂供电,以保护RAM中的信息不丢失);
2)断开PLC的交流电源;
3)打开基本单元的电池盖板;
4)取下旧电池,装上新电池;
5)盖上电池盖板。
1.9.3.2I/O模块的更换
1)切断框架和I/O系统的电源;
2)根据电气原理图和线号标示,拆下有故障模块的现场接线;
3)拆去I/O接线端的现场接线或卸下可拆式接线插座,这要视模块的类型而定。
给每根线贴上标签或记下安装连线的标记,以便于将来重新连接;
4)将I/O模块的销钉拉出,用力要均匀,防止损坏相邻模块;
I/O模块的更换
5)将相同型号的模块重新插回原来的位置,将接线复原,注意不要接错线。
注意:
若安全链模块出现故障,请联系广东明阳风电公司。
1.10UPS不间断电源的维护
风机供电系统中包含两种UPS:
塔基柜、机舱柜内为控制系统供电的24VUPS和机舱柜内为轮毂供电的230VUPS。
塔基柜24VUPS机舱柜24VUPS
机舱柜230VUPS
为了保证在外部电源出现故障的情况下,控制系统还能正常运行,保障风机的安全,对UPS的检修变得尤为重要。
通常,隔半年检查一次UPS电池的端电压。
如果当地长期不停电,必须定期(三个月)人为中断供电,使UPS带负载放电。
手动断开外部电源,检查UPS电源是否立即投入运行,电池模式指示灯是否点亮,持续运行时间是否达到技术要求。
检查24VDCUPS电池处的熔断器工作是否正常,熔断器位于电池的旁侧如下图所示:
24VDCUPS电池处的熔断器
检查机舱柜中为轮毂供电的230VUPS的固定装置是否松动,固定是否牢固,电缆插头是否有松动现象。
1.11风速、风向仪的检修与更换
在没有出现接线错误和模块损坏的情况下,通过观察塔基柜主控界面显示的相关代码和偏航界面中风速、风向的读数,可以判断出是哪个部件出现故障,对已更换的部件,需要对其进行重新校准。
1.11.1风速仪的检查
步骤(以1号风速仪为例,2号检查方法相同):
1.11.1.1进入偏航界面,检查两个风速仪是否都有读数变化。
若没有则检查问题所在,并设法将之排除。
(可能是接线错误、模块损坏或者风速仪本身损坏)。
1.11.1.2将1号风速仪(站在机舱内,面对机头时,右后方的为1号)固定住,此时下图中的ch1值应为0+/-0.3。
1.11.2风向仪的检查、校准
1.11.2.1进入偏航调试界面;
1.11.2.2把风向仪1头部对准机舱正前方,几下1号风向仪的读数(如下图红色椭圆内所示,CurrDirVane1Relative的值即是),设置参数PAR_rOffsetVane1=-CurrDirVane1Relative并保存。
记录该参数的值。
1.11.2.3同理设置风向仪2,调整参数PAR_rOffsetVane2,并记录。
1.11.2.4在参数设置界面中写入参数PAR_rOffsetVane1、PAR_rOffsetVane2。
1.11.2.5扶住1、2号风向仪,使之分别对准机舱方向,检查1、2号风向仪的测量角是否均为0度,误差应在+/-1度以内。
1.12偏航编码器的校准
若偏航数据读数不准,在排除接线错误和模块损坏的前提下,可以判定是编码器本身出现了故障,在更换新的编码器后,要做以下工作:
1.12.1解缆,使扭缆角度和机舱位置角度为0度;
1.12.2将360AI7的第7角短接24V,使偏航编码器清零;
1.12.3对照指北针,将机舱偏航至正北方。
(注意:
因为机舱内可能有磁场存在,根据实测,发电机处和转子轴承处磁场最强。
所以建议拿指南针的人尽量站在机舱尾部靠近机舱壁处。
或站在发电机上,半身伸出机舱外,但此时应小心机舱盖掉落下来砸伤人的危险)。
1.12.4进入YawSystem界面,观察右下角黄色椭圆框内的参数NacellePositionTotal,设置左下脚红色椭圆框内参数:
PAR_rYawOffsetNorthAndCableTwistCero=PAR_rYawSensorOffsetAtNorthpos=-NacellePositionTotal,设置完参数后可观察右下角绿色椭圆框内NacellePositionLtd和NacellePossitionTotal两个参数的数值应该为零。
1.13其它电气元件的维护
1.13.1检查元件固定是否牢靠;
1.13.2检查绝缘部分是否有损坏;
1.13.3检查参数设置是否正确;
1.13.4检查接线是否牢固,各种插头是否有松动现象;
1.13.5及时清洁元件表面的污垢。
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- 机组 塔基柜 机舱 维护 维修 方法 要求 注意事项