变桨培训课件

1.5MW风电机组变桨系统（MOOG）国电风电设备调试所2012.04主要内容1.变桨系统基本原理介绍2.变桨系统整体结构组成3.电气原理讲解4.重要元器件介绍5.现场调试介绍（调试手册）6.常见故障讲解1.变桨系统基本原理介绍1.1变桨系统桨距的调节方法为：1.1.1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；1.1.2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；1.1.3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。1.2顺桨停机保护1.2.1

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。1.2.2

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。1.2.3

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。2.变桨系统整体结构组成

我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3.电气原理讲解3.1供电回路3.2PLC及通讯回路3.3安全链回路3.4变桨回路3.5其它重要电气回路3.1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400V3.1.1充电器AC500

为紧急顺桨蓄电池充电；为主控柜与轴柜提供230V直流电压

轴柜：直流回路400V主电单向/N24V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3.1.2电池柜：电池。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3.1.3电池模块1)风机出现故障时为变桨电机提供备用电源进行紧急顺桨。2)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3.1.4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PLC3号AC5003.2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6751pitchmasterCan通讯模块3.3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3.3.1机舱-滑环24V信号线3.3.2变桨内部安全链.jpg轴柜:Pitchmaster正常轴柜:安全链闭合接触器3.4变桨回路直流回路主控柜：主电400V变桨电机分流电阻3.4.1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:ENPO96°限位变桨电机：电子刹车Pitchmaster:主电断,维持一段时间电池-Pitchmaster3.4.2紧急顺桨91°限位开关96°限位开关紧急顺桨3.4.3低电压穿越电池柜：蓄电池直流母线>500VPitchmaster3.4.4手动变桨选轴控制开顺桨3.4.5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3.5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3.5.1驱动器pitchmasterCan通讯模块EL6751制动电阻直流母线3.5.2温度测量单元PitchmasterX2:3、4PitchmasterX2:5、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3.5.3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4.重要元器件介绍4.1驱动器pitchmaster4.1.1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、X4Pitchmaster内部电路4.2充电器AC500

4.2.1主要功能：1)为蓄电池充电；为主控柜及轴柜提供230V直流电；2)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）4.2.2外部接线1)X1：230VPowerSupply2)X2：Output-orChargingVoltage3)X16：Signalconnections4)X17：Temperaturesensor5)X18：RemoteOFFRelay1：bit0Relay2：bit15.现场调试介绍5.1变桨调试准备5.2轮毂内紧急顺桨和手动变桨5.3叶片编码器读数校零5.4机舱手动变桨测试5.5自动变桨测试详见《风电机组调试大纲》变桨单独测试部分6.常见故障讲解6.1复位桨叶不动作6.1.1

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。6.1.2

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6.2pitchmaster故障6.2.1error_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Pitchmaster6.2.2error_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Pitchmaster6.3AC500故障6.3.1error_pitch_battery_charger_error_bit0(1)_sys_1/2/31)bit0：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。2)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。a测量充电器的输出端子是否X1:L/N是否有230V交流电压；b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_1/2/36.4变桨通讯故障error_pitch_error_profibus机舱-轮毂通讯中断400ms报此故障6.4.1可以复位：1)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；2)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。6.4.2无法复位：1)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；2)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。6.5变桨安全链故障error_safety_system_pitch_system_em_stop_from_pitch6.5.1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。6.5.2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，24V信号持续给到变