750风机国产电控故障分析及检修

国产电控故障分析及检修国产电控系统以可编程控制器为控制内核，是以西门子CPU315和EM277,EM224，EM231等通过DP总线结构组网构成，中文操作界面，国产电控将风机的故障分为96条，系统检测不同部件的输入量，输出量信号，反馈信号等，与系统内编程设定值比较，输出并控制风机作相应动作反应，不满足条件时，系统报相应故障。金风S43/600风力机组控制结构如图所示：机舱内各个传感器信号主控制柜计算机柜机舱顶部控制柜(TB1)TB2(风向,风速,温度信号)下面将国产电控故障一一列举： 1：扭缆开关 此故障是风机安全链中的扭缆开关触点由常闭变为常开，造成安全链断，风机系统报扭缆开关动和安全链断故障，通过察看故障堆栈可以清楚看到故障的先后顺序。该故障发生在系统没有收到正确的偏航解缆信号，原因有：1)偏航计数器设置错误当左向扭缆时，左偏开关动，此时风机因该右解缆，如继续左向偏航则扭缆开关动，安全链断。2)扭缆开关损坏或接入开关的线开路，系统报扭缆开关，安全链断。如图：计算机柜24伏电源急停振动扭缆Kh14Kh15安全继电器故障处理方法：上风机检查是否真的扭缆，如扭缆开关拉动，检查偏航计数器各触点的位置及设置，重新调整并手动偏航解缆。如无扭缆；则全面检查扭缆开关及偏航计数器的情况。安全链重新上电，检查是否报扭缆开关动故障。 2：叶轮过速开关 风机报此故障有电控和液压两方面的原因，当风机的叶轮转速超过计算机设定的上限值时，即在大电机状态叶轮转速超过30rpm时报叶轮过速。另外风机在运行过程中，当叶轮转速达到一定程度时，叶尖油路压力达到压力开关（11.3）的整定值，（11.3）的整定值为100bar，（11.3）为叶尖压力高开关。压力开关动作，风机执行紧急刹车，同时报告“叶轮过速”故障。如果上述两种方法均未执行动作的情况下，离心力作用使叶尖压力达到防爆膜破裂压力，防爆膜被冲破，通过防爆膜执行叶轮过速保护。即防爆膜是最后一道屏障。冲破防爆膜，叶尖油路压力释放，叶尖甩出，风机执行正常停机，同时报“叶尖压力低”故障如图：故障处理方法：首先因查看运行记录在报叶轮轮速故障时，风机是否遇到强阵风，如对应有大风记录此时电网不足以将电机转速拖住，导致叶轮叶轮转速增高，这种情况可以使风机正常使用。其次检查转速传感器的安装位置和TAC内叶轮转速的设置，但工作的重点因放在液压系统方面，检查并仔细调整液压站内涉及到叶轮过速故障的各压力开关和储压设备。液压系统中压力开关（11.3）和叶尖储压罐为检查重点，由于压力开关11.3整定值过低，叶轮正常运转时过速开关误动系统报叶轮过速。 由于叶尖储压罐损坏，不能吸收由于系统补压、叶尖扰动及液压油遇热膨胀造成的压力波动，如果波动值超过11.3的整定值，过速开关动作，系统将报叶轮过速。 3：振动开关 风机报此故障同时安全链断，振动开关损坏造成此故障的可能性很小，通过察看运行记录判断风机当时是否处于高风速区，上机检查风机的传动系统，传动系统的故障也会导致风机整体摆动幅度过大，振动开关动作；并检查传感器重锤位置是否正常。注：重锤高度距底（振动开关上端面4Cm）。故障处理方法： 检查振动开关所处的安全链回路，如频报此故障，工作重点因放在风机传动系统的检查上，查看TAC84所报的振动值。 4：紧急反馈 风机报此故障时，它的前级一定有其它的故障产生，如风机先报24V电压掉失，再报紧急反馈，安全链断，所以遇此故障时，一定不要急于风机复位，将此故障的前级故障分析后在处理。 5：24v控制电压丢失 风机的24V电压主要用于风机的各路控制，各中间继电器的供电，电磁阀的供电，计算机柜内控制信号的采集及输出控制信号等。24V交直统电压分布于主控柜，计算机柜，顶部控制柜等；故障处理方法： 风机报此故障时，因打开主控制柜，看24V直流输出板上的一个小红灯是否明亮，电源板上保险是否损坏，24V电压输出是否正常，F12空开输出侧交流24V是否正常，并着重检查24V电压是否压降严重，此类故障检查起来使用万用表即可，使用电压档顺故障线路依次检查，如可依次检查V5输出有无24VDC，F10是否空开跳，F29空开是否跳，230VAC是否正常。如主控柜各元器件正常，可复位，看计算机是否还报此故障，风机是否正常。 6：DP总线故障 DP总线是将顶部控制柜所采集的信号送到计算机柜的一条信号传输线缆，为两芯线，顶部连接处为EM277，此为顶部通讯模块，计算机柜连接到CP340为计算机柜内通讯模块。如此总线出现故障，开路，通讯模块错误等，计算机无法采集到信息，均报此故障。 故障处理方法： 计算机报此故障，检查重点因放在DP总线硬件损坏上来，如：总线开路，总线接头虚接等，通过使用万用表的欧姆档即可排除此故障。注：风机报此故障时，还会报一些如机架错误，时间错误，访问错误等故障，但检修的重点一定是要放在DP总线及通讯模块的检查上来。另程序的错误也可导至此类故障的发生。 7：大电机叶轮过速 电控在写程序时，将发电机在大电机时的叶轮转速定义为一个值，即大电机时叶轮转速为26Rpm，设定一个上限值，如30 Rpm，大电机同步转速为1500转/分，当风机在大电机状态时，叶轮转速在一定的时间内超过设定的上限值，计算机报大电机叶轮过速。故障处理方法： 上机检查时，注意叶轮转速传感器的位置及距离，并检查传感器是否性能正常，风机报此故障时的当时是否有大风天气，如有，复位。检查PLC程序中设定是否正常。检查液压系统各压力整定值是否正常，检查机械系统中安全连轴器剪断销是否完好。 8：小电机叶轮过速 电控在写程序时，将发电机在小电机时的叶轮转速定义为一个值，即小电机时叶轮转速为17Rpm，设定一个上限值，如20 Rpm，小电机同步转速为1000转/分，当风机在小电机状态时，叶轮转速在一定的时间内超过设定的上限值，计算机报小电机叶轮过速。故障处理方法： 上机检查时，注意叶轮转速传感器的位置及距离，并检查传感器是否性能正常，检查PLC程序中设定是否正常。检查液压系统各压力整定值是否正常，检查机械系统中安全连轴器剪断销是否完好。 9：达到破坏风速 风机中风速仪检测时，发现风速在25m/s以上时，计算机报风速大，达到破坏风速，此时风机停机并侧风90度。故障处理方法：如真是风速大，风机报此故障正常，但如果其它风机并没有报此故障，因考虑风机风速仪损坏可能性，现场风机的程序等。 10：闸块磨损 刹车片磨损后，闸磨损开关动作，计算机将报告闸磨损故障。此时需要调整刹车闸片间隙，程序如下：l 打开刹车防护罩；l 用6mm六方扳手拆下闸磨损传感器（10），用专用卡具将传感器固定好，使传感器信号正常。l 释放要调整的闸，另一个闸处于刹车状态；（方法参见第三章第一节五之3）l 将保持工具装到缸体上；l 用13mm内方扳手插入闸体内，以约40Nm力矩拧紧螺栓（12）使其接触到闸盘（必要时使闸规滑动）。然后：l 用两个13开口扳手调整止动螺栓20与刹车闸固定块之间的间隙J；l 用塞尺量间隙J在0.50.7mm范围内，拧紧备帽。 接着：l 向回旋转13mm内方扳手约圈，用塞尺测量刹车片（缸体侧）与闸盘之间的间隙为0.751mm。l 调整完毕后，在刹车打开的状态下拆下保持工具（14），安装好传感器（10）。l 检查刹车功能：刹车制动-释放几次，确认在释放状态下闸规处于平衡位置，推动闸规，它应在弹簧21的作用回位。 11：传动比错误 风机上检测两个转速一个为叶轮转速一个为发电机转速，两者关系为发电机转速=叶轮转速56.6，检测器件为欧姆龙的接近开关，当计算机检测时两者关系不按上述等式叶轮转速稳步上升，发电机转速上升中慢慢下降，(在控制面板中可以看到)即报传动比错误故障。故障处理方法：报此故障有三种可能：一为传动链上出现问题；二为系统误报；三为电控元件故障(转速传感器损坏)；上机检查如安全离合器正常，则考虑转速传感器损坏，传感器损坏率低,传感器支架由于加工原因,会造成此故障的发生,上机调整转速传感器支架,如报转速检测故障并报刹车后仍有转速故障,问题此故障发生点多半在安全离合器处，上机检查常规为安全离合器上剪断销顶部被剪断环剪断，关与剪断销被剪，原因有1：剪断销O形圈密封不严,2：安全离合器存在侵漏问题，3：风机在运行过程中阵风强度过大，传递的扭距大过安全离合器设定的扭距12000Nm。(国产电控报此故障名)l 用M8的内六方螺丝旋入注油嘴中的塑料堵头，拔出堵头。然后将高压手泵连接头插入注油嘴。l 用专用套筒以3035Nm的力矩将剪断销旋紧。l 手泵打压至50MPa（额定压力的50%），观察以下然后将剪断销反向旋转1/4圈将其旋松。l 手泵继续打压至100MPa，再次以3035Nm的力矩将剪断销旋紧。l 将手泵卸压并将其从注油嘴上卸下。l 将塑料堵头塞入注油嘴中，将保护箍放置在剪断销和注油嘴的位置上。 12：闸块1无反馈 风机在检测时未收到高速闸1释放信号（高速闸释放信号丢失），故报此故障，高速闸上装有闸释放和闸磨损两个开关，正常时计算机可以检测到闸释放信号信号高电平，无此电平，即报此路无反馈。故障处理方法： 高速闸释放信号回路中任一端子及开关开路，计算机柜中开入模块I4损坏都会造成此故障的形成，使用万用表电压档顺24V电压支路判断，即可测量其好坏，高速闸释放开关损坏可能性最大，通过测量关键点的电压有无判断器件好坏。这些判断的前提是高速闸液压系统正常，即高速闸电磁阀Kh17.3和Kh18.3动作正常。 13：闸块2无反馈 风机在检测时未收到高速闸2释放信号（高速闸释放信号丢失），故报此故障，故障原因及检测方法同上。 14：刹车系统故障 风机在释放高速闸后，仍检测到发电机转速，报此故障。此故障一般和传动比错误会同时出现，此时因该考虑高速闸信号检测(闸磨损及闸释放)回路及安全离合器是否损坏，发电机转速传感器信号检测是否正常。重点回放在安全离合器的检查上。 15：振动信号 风机检测叶片及机舱振动使用振动开关，振动传感器，TAC84收集处理信号后，将信息回馈到计算机，同时振动信号也通过电缆送入下层计算机柜中开入模块，计算机将现场振动量与程序中设定值比较，高于此值，报错。同时因风速过高或传动系统故障导致风机整体摆动幅度过大， 振动开关动作；也报此故障。 16：二次振动 风机在一定的时间内连续检测到两次振动，报二次振动。此故障一般在振动信号故障报后出现。原因为：（1）叶片振动幅值超过限定值；（2）TAC84故障或插件松动。 18：左偏开关动 偏航计数器中有三个触点向计算机柜送三个开关信号，即左偏开关动，中间位置开关，右偏开关动。当风机左向扭缆达到偏航计数器设定位置时，即左偏开关动时，此时风机右偏航，待解缆结束后风机自动复位、开机。SM321开入模块显示左偏,右偏,中的开关动状态,正常时开入模块此三个灯显示高电平状态,如左偏开关动此时开入模块左偏灯为低电平状态,右偏开关动此时右偏灯为低电平. 故障处理方法： 如计数器开关动在正常情况下,将会有解缆动作,即左偏开关动后,风机会右解缆,反之.如风机计数器开关动后,没有解缆动作, 上机检查电缆扭转情况,检查计数器小齿计数转数,27转.中心点与左右开关触点各27转.检查与计数器相连的电路的通断情况.考虑电控元件的损坏. 19：右偏开关动 CCW偏航触点动作，风机左偏航，待解缆结束后风机自动复位、开机。故障原因及检测方法同上。 20：偏航超时 偏航时间超过电控设定的750秒时长，即12分钟.系统检测报偏航超时故障.此故障一般为风机上风向标损坏所至,偏航方向不确定,导至偏航时间检查发生错误. 风向标安装在风机的机舱尾部。风向标的风杯总是指向风向。风向标安装时注意标记点应朝向风机头部。其内部由两个霍尔元件及相应的波形驱动输出电路组成,风向标共有六根线，分别为棕，蓝，米，黑，绿，黄色线，棕色线与蓝色线为风向标电源进线正负端（棕色为正，蓝色为负），米色线为0度风向标输出线，黑色线为90度风向标输出线，绿色与黄色线构成风向标加热进线，加热控制原理与风速仪加热原理相同。通常情况下，使用万用表的电压档和电阻档测量方法如下风向标的电源进线端电压为直流24伏，加热端一般电阻为6.36.6欧，信号输出端电压在0V24V间变化，使用高内阻电压表可以测得如果对风0度风向标输出线电压表的指针在24V间变化。90度风向标输出线电位为低。示意图：内部加热系统20W绿色及黄色棕色及蓝色故障处理方法：上机检查风机风向标在TB1接线盒内标接线端子是否有电压信号输出；观察TB1内CPU224风向标所接点的指示灯的变化判断风向标是电路性损坏还是机械性损坏.检查风向标轴承是否损坏；并检查风向标基点是否对准 21：偏航计数器故障 当系统同时收到计数器的两个开关信号时,即无法正常收到计数器信号时，系统报偏航计数器故障.故障处理方法： 电控检测此故障时间为1秒,当CPU检测到计数器的二个或二个以上的低电平信号时,报此故障,处理时重点放在计数器的调整上,并检查偏航计数器上四个触点是否损坏,检查从偏航计数器至计算机柜线路是否正常,线路如上图. 22：偏航过载 系统执行偏航动作时，偏航电流过大超过电控系统的设定值，报偏航过载，偏航支路电控设定为空开F15过载电流6A，F5,F6热继过载电流值为1.6A，正常时开入模块SM321的5角为高电平,过载时为低电平.偏航过载发生多在电控及偏航电机,减速器一路,但也有液压如偏航电磁阀出现问题造成偏航过载的故障.故障处理方法： 检查偏航电机是否过负荷保护动作,分别对左右偏航电机作类比检查,检查电机接线与电磁刹车体,是否因减速器的损坏造成电机线路的过载,检修时将重点放在偏航电机及减速器支路上, 检查偏航减速器是否损坏（一般通过听声音，看油的颜色，或拆下偏航减速器到地面打开检查），修理或更换；但液压支路也会造成此故障的发生,如液压电磁阀支路出现问题使的偏航时负荷过重造成过载. 23：液压泵过载 液压泵空开F19,空开电流值为0.86A即当空开电流值大于此值时,空开的热继端发生变化.正常当空开合上时,空开的13,14角由常开变为常闭,当液压泵电流值大于设定值时,空开的13,14角变为常开,系统报液压泵过载.计算机柜内的开入模块SM321的9角为液压泵过载输入端,正常时即当液压泵工作时,此灯为高电平,低电平时系统报液压泵过载故障.液压泵过负荷保护动作。原因可能：（1）泵故障；（2）电机故障。听泵是否有异常声音；查看液压油的颜色；拆下泵查看泵内部是否损坏、堵塞； 24：液压液位低 液压液位低故障是由液压站内的液压油位传感器所报,液压液位低信号正常时为高电平,当液压油位低于设定油位时此信号为低电平.液压油液位传感器动作。600所使用液压站的油位传感器安装在油位窗处,正常油位因是叶尖建压后,从油位窗处油位因在中部位置.液压液位低原因可能：（1）液压油位低；液压管路出现漏油处,因仔细从液压回路查找漏点,叶尖油缸,叶尖油管,偏航管路,齿轮箱内通向叶尖的钢管为检查重点.（2）液位传感器故障。 25：叶尖液压低 此故障为液压站内叶尖压力开关所报,当风机叶尖压力低于叶尖压力设定值时风机报此故障,目前600风机所使用的叶尖压力低和叶尖压力高为液压站内叶尖压力数子开关调整风机报此故障原因可能:（1）压力开关信号短线。(2)叶尖液压回路泄露;工作重点因放在叶尖管路的检查上,此故障发生时,一定要上机检查后无管路重大漏点才可系统建压(3)叶尖压力开关整定值高 26：建压超时 系统建压时间(液压站)超过电控设定时间，电控设定为90秒,报建压超时故障, 在系统建压过程中，如果所建系统压力超过叶尖减压阀和叶尖溢流阀的整定值之和，或者超过系统溢流阀的整定值，液压泵将连续工作，工作时间达到最大限定时间（90秒）时电控系统将报告“建压超时”，故障处理方法：此故障为1:液压系统调整不当,2:液压管路出路漏点,3:电控系统出现问题当系统的开出模块损坏时会报此故障,检查此类故障时,应将重点放在液压系统的检查上来,管路是否存在漏点,液压系统的各压力值整定是否正常, 整定液压系统时应注意调整顺序,电控模块的损坏如开出模块,现场也有使用数显调压装置,这都会造成此故障的发生.系统建压时间(液压站)超过电控设定时间，电控设定为90秒,报建压超时故障, 在系统建压过程中，如果所建系统压力超过叶尖减压阀和叶尖溢流阀的整定值之和，或者超过系统溢流阀的整定值，液压泵将连续工作，工作时间达到最大限定时间（90秒）时电控系统将报告“建压超时”，此故障为液压系统调整不当,液压管路出路漏点,电控系统出现问题当系统的开出模块损坏时会报此故障, 27：齿轮油泵过载 齿轮油泵过负荷保护动作。原因可能：（1）齿轮油泵故障；（2）齿轮油泵电机故障；（3）油泵与电机间联轴器故障；（4）油温偏低齿轮油太粘，泵吸油不畅；齿轮油泵工作条件1:当电机转速大于100rpm时,启动齿轮油泵.2:当齿轮油温大于60度,启动齿轮油泵,齿轮油温度低于45度时,停止齿轮油泵.3:当齿轮油温低于0度,启动齿轮油泵,加热到10度,停止齿轮油泵.如图: 28：齿轮油压低 齿轮油压力开关信号在齿轮油泵不工作时为低电平信号,当油泵工作时此信号为高电平,齿轮油压力低，齿轮油位低，叶尖压力低，液压油位低，这些信号在正常时都是高电平，信号为低电平时，报相应故障。齿轮油开关所接为开关的1,3触点.齿轮油压力信号丢失。原因可能：（1）齿轮油泵故障；（2）压力开关故障； 29：齿轮油冷却风扇过载 齿轮油泵过载和齿轮油冷却风扇过载在电控线路中将两电机空开常闭触点相连,即齿轮油泵空开和齿轮油冷却风扇空开电机电流大于电控设定电流值，当齿轮油温度大于60度,启动齿轮油冷却电机,当齿轮油温度降至45度时，停止齿轮油冷却电机 30：大电机温度高 大发电机温度超过电控设定温度，即在大电机温度为155度，检测时间为60秒,系统报大电机温度高，如发电机温度在电控检测的10分种时间后,电机温度小于100度,系统复位.大电机温度超过最大设定值,原因可能是: （1）电机过载；（2）冷却介质温度过高（运行环境温度超过40）；（3）线圈匝间短路等都可能导致发电机过热；（4）温度传感器故障。 31：小电机温度高 小发电机温度超过电控设定温度，即在小电机温度为155度，检测时间为60秒,系统报小电机温度高，小电机温度高故障处理同上. 32：齿轮油温高 当齿轮油温超过电控系统设定值时，即齿轮油温度为80度,检测时间为60秒,系统报此故障，当齿轮油温在10分种内小于60度,系统复位.齿轮油温超过最大设定值原因可能有:齿轮箱过载或故障,导致温度升高,环境温度超过40度时,机舱通风不良也会导至齿轮油温高,齿轮箱所使用油品不良导致油温升高,齿轮箱油温传感器损坏 34：环境温度低 当环境温度电阻测定低过电控设定值时，报环境温度低，现场将环境温度设定为-20度， 35：并网超时 发电机并网后时长超过电控设定值，报并网超时 36：大电机接触器反馈无 大电机接触器投入后，系统检查接触器的一组辅助触点信号，若信号掉失，系统报大电机接触器反馈无600风机报此故障时,可以检查大电机接触器及反馈回路,如电机接触器触点吸合情况附助触点吸合情况及触点反馈回路,通过风机的检测程序可以清楚的判断故障的发生点,如在测试时吸合电机接触器是否计算机柜内相应模块指示灯高低电平变化.如模块灯亮可以判断此故障在电机接触器一路, 37：小电机反馈无 小电机接触器投入后，系统检查接触器的一组辅助触点信号，若信号掉失，系统报小电机接触器 反馈无 38：旁路接触器反馈无 旁路接触器信号掉失，系统检测不到此信号时，报旁路接触器反馈无 40：风速大，功率小故障 因重点检测风向标故障 41：风速小，功率大故障 检测风向风速 42：风向标故障 检测风 向标 54：达到大电机Ia瞬时高 计算机检测风机在大电机时A相电流瞬时高。原因有 1) 电网不稳，A相电流瞬时高；2) 电量采集模块损坏；3) 程序设定不当。 55：达到大电机Ib瞬时高 计算机检测风机在大电机时B相电流瞬时高。原因有 1) 电网不稳，B相电流瞬时高；2) 电量采集模块损坏；3) 程序设定不当。 56：达到大电机Ic瞬时高 计算机检测风机在大电机时C相电流瞬时高。原因有 1) 电网不稳，C相电流瞬时高；2) 电量采集模块损坏；3) 程序设定不当。 57：达到Ua瞬时高 计算机检测电网电压时A相电压瞬时高。原因有 1) 电网电压不稳，A相电压瞬时高；2) 电量采集模块损坏；3) 程序设定不当 58：达到Ub瞬时高 计算机检测电网电压时B相电压瞬时高。原因有 1) 电网电压不稳，B相电压瞬时高；2) 电量采集模块损坏；3) 程序设定不当 59：达到Uc瞬时高 计算机检测电网电压时C相电压瞬时高。原因有 1) 电网电压不稳，C相电压瞬时高；2) 电量采集模块损坏；3) 程序设定不当 64：电量采集故障 系统采集风机电压，电流，频率等电量，若采集后数据出错，计算机报电量采集故障。 65：大电机超速 系统检测大电机状态时，发电机转速超过电控设定值时，报大电机超速。大发电机如转速在1560转/分，报大电机超速。 66：小电机超速 系统检测小电机状态时，发电机转速超过电控设定值时，转速在1150转/分，报小电机超速。 68：齿轮油堵塞 正常时齿轮油堵塞信号为低电平，在开入模块SM321处为低电平，当321处堵塞灯亮时，系统报齿轮油堵塞故障，齿轮油滤清器堵塞；（2）压差传感器故障。 69：解缆超时 风机在执行解缆动作时，时间超过电控设定值，报解缆超时。 70：温度采集故障 温度采集用的是SM231,每个模块采集两个温度量，最后由DP线传至系统CPU,当温度采集过程出现故障时，报温度采集故障，如故障出现，TB1内的温度采集模块出现红灯闪动过程，注意观察。当某一路温度出现故障时，报一路温度故障，而当温度采集数据出现某几路或系统无法判断时，报温度采集故障。温度采集故障因检查温度采集电阻，温度采集模块，顶总通讯模块，总线待。系统检测温度时，出错，报温度采集故障 71：电流不平衡 系统检测电机电流不平衡百分比超过电控设定值时，报电流不平衡。如果三相中有一相电流不同于其他两相超过最大限度，如果功率大于300千瓦，20%即是故障限定点；如果功率小于300千瓦，故障限定点为80%。三相电流不平衡故障与发电机,电量采集,无功补偿有关,还与电网侧至箱变侧供电有关.当系统报此故障时,因利用系统所做的测试程序对无功,大小电机接触器等进行测试,进行前因保证电网供电质量,电量采集