变桨培训(MOOG).ppt

1 5MW风电机组变桨系统 MOOG 国电风电设备调试所2010 07 主要内容 一 变桨系统基本原理介绍二 变桨系统整体结构组成三 电气原理讲解四 重要元器件介绍五 现场调试介绍 调试手册 六 常见故障讲解 一 变桨系统基本原理介绍 变桨系统桨距的调节方法为 当风电机组达到运行条件时 控制系统命令调节桨距角调到50 当叶轮转速达到1 5rpm时 再调节到0 使叶轮具有最大的起动力矩 直到风力机组达到额定转速并网发电 在运行过程中 当输出功率小于额定功率时 桨距角保持在0 位置不变 不作任何调节 当发电机输出功率达到额定功率以后 调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小 改变气流对叶片的攻角 从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩 使发电机的输出功率保持在额定功率 顺桨停机保护 变桨系统不仅实现风机启动和运行时的桨距调节 还实现了风力发电机组的刹车系统 在正常停机和快速停机的情况下 变桨系统将叶片变桨到89 使叶轮逐渐停转 在三级故障或安全链断开的情况下 在变桨系统的帮助下进行紧急停机 每一个叶片分别由各自的蓄电池控制完成顺桨操作 即使叶片碰到91 限位开关 利用叶片的气动刹车 起到安全保护作用 二 变桨系统整体结构组成 MOOG公司风力发电机组的变桨系统采用最先进电动变桨控制 提高了系统的可靠性 降低了维护成本 变桨的控制系统由七个柜体组成 三个轴柜 三个蓄电池柜和一个主控柜 他们不仅实现风机启动和运行时的桨距调节 而且能够在事故情况下担负起安全保护作用 完成叶片顺桨操作 同时还完成故障诊断 状态监测 故障状态下的安全复位功能 雷电保护控制 电池管理功能等 确保了系统的高可靠性 变桨系统结构原理图 三 电气原理讲解 1 供电回路2 PLC及通讯回路3 安全链回路4 变桨回路5 其它重要电气回路 1 供电回路 充电器AC500 轴柜 变桨电机加热器 风扇 轴柜 变桨驱动器pitchmaster 滑环 轮毂400V 充电器AC500 电池柜 电池 轴柜 直流回路 为紧急顺桨蓄电池充电 为主控柜与轴柜提供230V直流电压 400V主电单向 N 24V电源模块 3号AC500供电 电压检测单元供电 故障诊断 PLC输入卡件 直流回路 AC500输出与蓄电池之间的电路 为电池柜提供直流230V电源 变桨回路接触器提供直流电 主控柜 AC500输出230V直流 电池柜 蓄电池 变桨电机紧急顺桨作用 Pitchmaster直流母线 电池模块 风机出现故障时为变桨电机提供备用电源进行紧急顺桨 每节蓄电池12V 一组6块 每个电池柜有3组共18块 总电压约为216V 轴柜 直流回路 温控继电器 24V电源模块 温控继电器温度超过0度启动 400V主电单向 N 轴柜 提供24V电源 变桨PLC 3号AC500 2 变桨PLC及通讯回路 24V电源模块 输入输出模块7片EL10082片EL2008 三个轴的pitchmasterCan通讯模块 滑环 轮毂Profibus通讯电缆 CAN通讯 Can通讯模块6751 pitchmasterCan通讯模块 3 安全链回路 复位信号15S 变桨安全链返回信号 安全链闭合输出信号 变桨 机舱柜KL1904模块 机舱 滑环24V信号线 变桨内部安全链 jpg 轴柜 Pitchmaster正常 轴柜 安全链闭合接触器 4 变桨回路 直流回路 主控柜 主电400V 变桨电机 分流电阻 正常变桨 AC500输出直流电 变桨旁路 Pitchmaster电子刹车 安全链回路 电池动作 正常变桨 Pitchmaster ENPO 96 限位 变桨电机 电子刹车 Pitchmaster 主电断 维持一段时间 电池 Pitchmaster 紧急顺桨 91 限位开关 96 限位开关 紧急顺桨 低电压穿越 电池柜 蓄电池 直流母线 500V Pitchmaster 手动变桨 选轴 控制开顺桨 变桨旁路及电池动作信号 轴三 紧急顺桨 允许旁路 旁路反馈PLC 旁路接触器 5 其它重要电气回路驱动器pitchmaster 轴柜 电池柜和轮毂温度 Pitchmaster驱动变桨电机 紧急顺桨结束信号 释放电子刹车 主电断 维持一段时间 驱动风扇 安全链 驱动器正常 驱动器pitchmaster Can通讯模块EL6751 制动电阻 直流母线 温度测量单元 PitchmasterX2 3 4 PitchmasterX2 5 6 温度变送器 采集转换5秒吸合一次采集轴三和轮毂温度 只有轴三有 电压检测模块 主控柜 400V主电单向供电 电池柜 蓄电池 正常范围 有24V输出 210V 265V 主控柜 24V电源模块 直流回路供230V直流电 四 重要元器件介绍 1 驱动器pitchmaster 主要功能 1 采集编码器值 温度等信号传给变桨主控 2 接收主控给出的变桨命令 根据变桨目标及速度给定值调节输出电压 驱动变桨电机进行变桨 状态指示灯 外部接线 X1 400V供电X2 输入输出I O点X3 电机温度KTYX4 RS232接口X5 Can通讯X6 电机编码器X7 冗余编码器X8 预留扩展模块X9 电子刹车X21 输出 直流母线 制动电阻S1 Can总线地址选择开关 功率端子接线 X1X21 控制及信号端子接线 X5 X6 X7X3 X9 X2 X4 Pitchmaster内部电路 2 充电器AC500 主要功能 为蓄电池充电 为主控柜及轴柜提供230V直流电 Inputvoltage 230VAC Outputvoltage 215 242VDC 根据电池温度调节输出 把电池温度控制在20度 外部接线 X1 230VPowerSupplyX2 Output orChargingVoltageX16 SignalconnectionsX17 TemperaturesensorX18 RemoteOFF 故障诊断 Relay1 bit0Relay2 bit1 五 现场调试介绍 1 变桨调试准备2 轮毂内紧急顺桨和手动变桨3 叶片编码器读数校零4 机舱手动变桨测试5 自动变桨测试详见 风电机组调试大纲 变桨单独测试部分 六 常见故障讲解 1 复位桨叶不动作复位后 电机抱闸不能打开 某个桨叶或几个桨叶不动作 剩下桨叶正常运转查看PM PitchMaster ENPO信号灯是否正常 正常 无法变桨 如果有ENPO信号检查电子刹车回路 如没有ENPO信号 检查6K4是否吸合 没有吸合检查6K4接触器回路 电子刹车 复位后某桨叶无法动作 PM状态灯正常 电子刹车打开 但主控无任何故障显示 1 首先测PM输入电压2 给变桨动作指令时测量PM输出端U W电压3 6K3是否吸合 下口有无电压4 检测换向二极管好坏 单个正向导通0 4V 反向不通 5 检查直流电是否已供到变桨电机 2 pitchmaster故障 error pitch warning voltag dc too low 1 2 3报出数字几检查轴几的Pitchmaster1 整流桥烧毁 测量直流母线ZK 与ZK 之间是否有510V以上直流电压 如不到510V需检查整流桥 正常ZK 分别对L1 L2 L3三端子的电压约为0 4V ZK 分别对L1 L2 L3三端子的电压约为1 1V 整流桥烧毁一般伴随主控柜400V主电的1F1 1F2 1F3空开跳闸 2 电压传感器故障 如测量直流母线电压高于520V则说明内部电压传感器已坏 此故障需更换Pitchmaster error pitch error can node 1 2 31 报数字几检查轴几的PM上X5插头 正常插头处2 7口之间应有60欧电阻 6 9口应有24V直流电压 PM上24V 输入口9口是否对地短路 如对地短路需更换此Pitchmaster 2 如can node 1 2 3同时报出 需检查两终端电阻 如电阻没问题可能是通讯模块EL6751故障 pitch conv overcurrent conv error sys 1 2 3驱动器过流 超过80A 检查驱动器IGBT模块是否损坏error pitch inside fi temperature 1 2 3驱动器内部温度超限 正常0 80 error pitch conv overtemperature heatsink error sys1 2 3驱动器散热片温度超限 正常0 100 检查驱动器风扇是否卡主 如无法正常工作需更换Pitchmaster error pitch battery charger error bit0 1 sys 1 2 3bit0 sys 数字几检查对应的充电器 此故障为输出欠压 过压或短路 拔去充电器上X2端子充电器的输出是否为直流230V 如果输出没问题测量插头上电池电压是否过低 3 AC500故障 bit1 sys 数字几检查对应的充电器 此故障为输入欠压 过压或电池温度传感器故障 测量充电器的输出端子是否X1 L N是否有230V交流电压 检查主控柜侧面对应的B线插头检查没有问题需动作充电器供电开关对此故障进行硬件复位 如果伴随供电空开跳闸报出下面故障则需更换AC500 pitch battery charger circuit breaker tripped 1 2 3 4 变桨通讯故障 error pitch error profibus机舱 轮毂通讯中断400ms报此故障1 可以复位 此故障可以复位说明线路没有问题 可能是由于滑环过脏影响通讯质量 清洗滑环 如滑环没有问题检查22号站DP头屏蔽线及轮毂内profibus屏蔽线的接线质量 2 无法复位 测量22号站DP头3 8针有无110欧电阻 该测量需把机舱柜所有DP头拔出 切断5V供电 断开轮毂PLC供电 如电阻没有问题可能是变桨主控柜内EL6731故障 如为110欧电阻则打开滑环检查机舱及轮毂侧的终端电阻 看是哪部分的profibus通讯线断开 5 变桨安全链故障 error safety system pitch system em stop from pitch 1 可以复位检查滑环清洁 清洗滑环 如无法解决可更换滑环的滑道 2 无法复位复位后安全链闭合 过几秒钟后安全链红灯重新亮起 说明变桨内部安全链出现问题 为方便检查短接机舱柜复位信号的端子X11 7 8 此时复位安全链闭合 24