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二、三支桨叶同时不能顺桨原理分析
该机组使用的直流变桨系统,其安全性很高。在正常情况下,电池顺桨电路是:电池→接触器→变桨电机,其顺桨方式与机组的控制软件无关,包括轮毂控制软件和机组控制软件。
依据LUST电路图,如果电池顺桨控制回路,或旁路限位开关回路被强行供上24V直流,那么,需要执行电池顺桨时,电池顺桨控制回路就不能断电,不可能切换到电池顺桨。在执行高级别刹车(需要电池供电顺桨)或电池检测时,机组会报“限位开关故障”(1159)故障。
在轮毂交流400V供电,以及机组控制器与轮毂控制器通讯正常的条件下,还可以通过:交流400V→接触器→轮毂驱动器→变桨电机顺桨,按照控制器WP3100程序控制,三叶片都准确回到90度,保证机组安全。
但是,如果存在以上的线路故障(1159),在机组运行过程中,又报变桨通讯故障,则必然导致机组的三支叶片同时不能顺桨。这将严重危及机组安全,也许正是由于这个原因,Mita控制器WP3100的状态码1159,由程序设定不能屏蔽。
在上述情况下,如果机组在运行过程中,没有变桨通讯故障,轮毂驱动器供电的交流400V断开,或不正常,对于LUST轮毂,能解开变桨电机的电器刹车,但是,轮毂驱动器内部不能切换到直流供电状态,三支叶片不能完全顺桨,在风能和重力的作用下使叶片在一定程度上顺桨,且三支叶片收桨的程度很难保持一致,从而使叶轮旋转困难,有利于降低叶轮转速,保证机组安全。
当存在以上的线路故障(1159),在变桨通讯和轮毂驱动器的交流400V供电都正常的情况下,运行机组在紧急顺桨,或电池检测时,由机组控制器程序设定使三支叶片回都到90度位置。由于机组故障不能切换到正常的电池顺桨回路,此时,在变桨通讯和变桨电机的交流供电都正常的情况下,机组通过外界供电,按照Mita控制器WP3100的程序设定使三支叶片同时回到90位置。也就是说,此时,机组执行交流供电顺桨,保证机组安全。
通过以上分析可以看出,即便是存在1159故障,在轮毂与机组控制器通讯正常时也能保证机组安全,造成三支桨叶同时不能顺桨的概率很低。
如果电池顺桨控制回路,或旁路限位开关回路被强行供上24V直流,报此故障后不作任何处理,采用一定的方法机组又可以顺利启机并网,不影响机组运行。如果没有出现高级别刹车和电池检测,机组则不会报任何故障。因此,这种飞车、倒塌事故往往发生在“运行得很好”的机组上。
如果没有认识到此故障的严重性,即便是机组在电池检测时报出来了,也大都不会引起足够的重视;从现场的故障处理来看,因涉及器件及电路较多,分析和处理此故障较为困难,这又进一步增加了这种安全隐患存在的概率。
从故障的产生原因来看,这个故障也容易产生。在风电机组厂内生产调试时,一般都没有把轮毂与机舱放在一起加以调试,因此,在出厂之前很难发现这种故障;在现场调试时,有不少风电场存在以赶工期、赶进度、多发电为根本目标,只求并网、不求质量的现象,不能及时排除此故障也在所难免;另外,当维护叶片螺钉时,需要手动变桨,如果机组控制柜的没有维护开关钥匙,不能利用钥匙对机组进行操控时,有的维护人员,通过给电池顺桨控制回路,或旁路开关回路强行供电,以达到叶片维护叶片的目的,而在叶片维护之后又忘记了把线路还原,致使机组埋藏了这样的安全隐患。
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