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第一节 风电机组运行监视
风电场运行人员每天应按时上网查询和记录当地天气预报,做好风电场安全运行的事故预想和对策。运行人员每天应定时通过主控室计算机的中央监控系统监视风电机组各项参数变化情况。根据计算机中央监控系统显示的风电机组运行参数,检查分析各项参数变化情况,并根据变化情况作出必要处理。同时在运行日志上写明原因,进行故障记录与统计。
一、风电机组运行监视
1.温度监测
在风电机组运行过程中,控制器持续监测风电机组的主要零部件和主要位置的温度,同时控制器保存了这些温度的极限值(最大值、最小值)。温度监测主要用于控制开启和关停泵类负荷、风扇、风向标和风速仪、发电机等的加热器等设备。若温度值超出上限值或低于下限值,控制器将停止风电机组运行。此类故障都属于能够自动复位的故障,当温度达到复位限值范围内,控制器自动复位该故障并执行自动启动。
2.转速数据
叶轮转速和发电机转速是由安装在风电机组齿形盘的转速传感器采集,控制器把传感器发出的脉冲信号转换成转速值。叶轮和发电机转速被实时监测,一旦出现叶轮过速,风电机组将停止运行;同样对于发电机转速监测,如果转速超过设定的极限,控制器将命令风电机组停止运行。
转速传感器的自检方法:当风电机组的转子旋转时,两个传感器将按照齿形盘固定的变比规律地发出信号,如果两个传感器中的任何一个未发出信号,风电机组都会报故障停止。
3.电压
三相电压始终连续检测,这些检测值被储存并进行平均计算。电压测量值、电流和功率因数值用来计算风电机组的产量和消耗。电压值还用于监测过电压和低电压以便保护风电机组。
4.电流
电压、电流测量值和其他一些数据一起用来计算风电机组的产量和消耗。电流值还用来监视发电机切入电网过程。在发电机并网后的运行期间,连续检测电流值以监视三相负荷是否平衡。如果三相电流不对称程度过高,风电机组将停机并显示错误信息。电流检测值也用于监视一相或几相电流是否有故障。
5.频率
连续检测三相中一相(L1相)的频率,一旦检测到频率值超过或低于规定值,风电机组会立即停止。
6.功率因数
运行中连续监测三相平均功率因数。电压、电流和功率因数测量值与其他数据一起用于计算风电机组的产量和消耗,功率因数还用来计算风电机组的无功功率消耗。
7.有功功率输出
三相有功功率是被连续检测的,根据各相输出功率测量值,计算出三相总的输出功率,用以计算有功电度产量和消耗。有功功率值还作为风电机组过发或欠发的停机条件。
8.无功功率输出
三相无功功率是被连续检测的,三相总的输出功率用以计算无功电度产量和消耗。
9.振动保护
振动保护装置安装在风电机组顶舱控制柜中,当振动值大于设定值时,振动保护装置向控制器发出振动信号。
水平面上发生的机械振动是由安装在底座上的振动监测器检测的。如果振幅超出限定值,振动开关动作,安全链断开,执行紧急停机。
10.扭缆
由于机舱自动对风的特点,从机舱到塔架底部控制柜的电缆有可能被扭结。当电缆扭缆2.5圈后,PLC发指令使机舱解缆至自由状态,叶轮因静风而静止。如果扭缆3周后还未进行解缆过程,则执行刹车过程,停机,并解缆。当风机的扭缆开关被触发后风机停机并报故障。
二、风电机组的检查维护时应做安全措施
风电机组的定期登塔检查维护应在手动“停机”状态下进行。如需进入轮毂进行检查维护工作,必须严格遵守《叶轮锁定操作规范》。
1.叶轮锁定安全条例
严禁在平均风速不小于11m/s的情况下,进行叶轮锁定。叶轮转速必须低于0.5r/min时方可启动叶轮刹车。
工作人员进入风机维护操作时,应先按下“stop”键,然后将主控柜正面的“操作钥匙”开关扳到“repair”状态,使风机处于维护状态。当维护完毕,先按下“reset”键,将“操作钥匙”开关扳到“operation”状态,最后按下“start”键,启动风机,待风机正常运行后方可离开。只有经过专门培训的人员才能操作维护手柄、锁定销手轮和液压系统。严禁在叶轮转动的情况下插入止动销。
叶轮锁定必须由两人操作,一人操作维护手柄(图2-1)或液压站,另一人转动手轮。叶轮锁定后在液压系统不能自动建压前不允许解除锁定。
严禁止动销未完全退出插孔前松开制动器。不能出现止动销切刹车盘的现象。
每当叶轮锁定解除前,必须检查叶轮锁定销上和转子刹车盘上有无铁屑,止动销插槽处有无碎片,如发现须及时清理,清理时要防止落入电机内。进入叶轮工作后须对叶轮内杂物进行清扫。必须防止铁屑、砂粒等异物进入电机。
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图2-1 维护手柄
2.叶轮锁定操作步骤
叶轮锁定分为机组吊装完成至上电前(液压系统不能自动建压)、上电后两种情况。
(1)吊装完成后上电前的锁定步骤。吊装完成后,在卸下第二个叶片的风绳前,利用风绳转动(两根风绳朝同一方向用力)叶轮对准止动销和止动销插孔。
按以下步骤将叶轮(发电机转子)锁定:
1)取出锁定销(转子未锁定时转子锁定装置状态,如图2-2所示)。
2)通过观察图2-2中观察孔查看止动销插孔与止动销是否接近;同时,逆时针缓慢转动手轮5,推出止动销接近止动销插孔,当止动销插孔与止动销对应时,拉紧风绳防止叶轮转动,迅速逆时针旋转手轮,止动销插入止动销插孔。
3)插入锁定销(转子锁定时转子锁定装置状态,如图2-3所示)。
4)逆时针转动另一手轮,将止动销插入止动销插孔内,插入锁定销。
5)检查叶轮锁定销上和转子刹车盘上有无铁屑,止动销插槽处有无碎片,如发现须及时清理,清理时要防止落入电机内。进入叶轮工作后须对叶轮内杂物进行清扫。必须防止铁屑、砂粒等异物进入电机。
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图2-2 转子锁定装置(转子未锁定状态)
1—观察孔;2—传感器;3—锁定销;4—止动销;5—手轮
(2)上电后的叶轮锁定步骤。
1)首先确保机组处于维护状态(即主控状态选择旋钮处于“Repair”位置),此时三个叶片都必须处于顺桨位置。根据当时风况,操纵维护手柄上“Yaw”旋钮,使风机正对主风向。操纵维护手柄上“Pitch”旋钮,使三个叶片顺桨刹车。
2)一旦叶轮转速不大于0.5r/min时(若高于此速度,可适当偏航达到此速度),按以下步骤将叶轮(发电机转子)锁定:
a.取出锁定销(转子未锁定时转子锁定装置状态见图2-2)。
b.通过按维护手柄“Service brake”按钮将启动维护刹车,一旦松开按钮,刹车释放(见图2-1);通过观察孔查看止动销插孔与止动销是否接近,同时,逆时针缓慢转动手轮,推出止动销接近止动销插孔,当止动销插孔与止动销对应时,按下维护手柄上的“Service brake”按钮,使转子刹车,待叶轮完全停止转动后快速逆时针旋转手轮,止动销插入止动销插孔。
c.插入锁定销,转子锁定时的状态如图2-3所示。
d.逆时针转动另一手轮,将止动销插入止动销插孔内,插入锁定销。检查叶轮锁定销上和转子刹车盘上有无铁屑,止动销插槽处有无碎片,如发现须及时清理,清理时要防止落入电机内。进入叶轮工作后须对叶轮内杂物进行清扫。必须防止铁屑、砂粒等异物进入电机。
3.解除锁定
维护完毕后,取出锁定销,顺时针旋转手轮,在止动销接近退出止动销插孔时,顺时针旋转另一手轮,在两个止动销都未退出止动销插孔时,按下维护手柄按钮“service brake”,使转子刹车,顺时针旋转手轮直到止动销完全退回,传感器指示灯亮,此时,转子、叶轮处于自由空转状态。
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图2-3 转子锁定装置(转子锁定状态)
1—观察孔;2—传感器;3—锁定销;4—止动销;5—手轮