电气和控制设备在风电机组中的检修研究

张伟

(国家电投集团广西金紫山风电有限公司广西桂林541400)

摘要：近年来，为了深入的贯彻科学发展观，保证经济社会和生态环境的协调可持续发展，国家对能源结构的调整越来越重视，提出了绿色能源的概念。在这一要求下，风能得到了持续的关注和开发，从而带动风电机组设备的需求量迅猛增长。随着设备数量的不断增加，设备的检修问题也逐渐得到重视，本文就风电机组检修中的电气和控制方面的检测方法进行探讨，希望能为广大从业者提供一定的参考和指导。

关键词：电气;控制设备;检修;风电

开发新能源已经成为实现国家能源结构调整的重要途径之一。风能因具有清洁无污染、可再生的自然属性得到了越来越多国家的重视，而中国风能资源储备丰富，风电技术日渐成熟，因此具有极为可观的开发前景。开发风能既能实现中国能源结构的优化，又有益于生态环境的治理和改善，因此风电设备行业近年来蓬勃发展。由于生产规模的不断扩大，这就导致了风电设备质量难以得到全面保障，因此如何总结出一套科学高效的维修保障措施成为保障风电设备高效稳定运行的当务之急。

1风电设备发展综述

风电机组的运行有赖于各个部分的相互协作，一般来说风电机组主要包括：发电系统、叶轮系统、偏航系统、传动系统、调速系统和塔架等。概括起来说，风电机组包括三大部分：控制系统、动力系统和电力系统。

风电设备的保质期较短，一般在2-5年左右，这就要求风电运营单位必须自己培养一批检修团队来确保风电机组的长期稳定运行。由于风电行业属于新兴行业，我国在这方面的技术积累和管理经验相比西方发达国家差距还比较大，这就导致了风电检修人才的短缺。一方面风电行业的新入职员工大多数来自于高等院校，对风电设备的性能和检修缺乏足够的经验，还不能很快满足工作的技术要求;另一方面风电设备的故障率在机械设备行业算是比较低的，这就导致了新员工在实习期间并不能积累足够的实践经验和技能。在这种情况下，就需要新员工及时继承具有多年实践经验的老员工的检修理论和思路，以便能更快的适应风电检修工作的要求。

2. 电气和控制系统的检修思路

2.1电气和控制系统功能介绍

风电机组电气和控制设备的控制部分主要包括：PLC模块、通讯模块、安全链路模块。由于电气和控制设备的控制部分是风电机组的核心部分，监测着所有风电设备的运行状态和原始数据，这就要求维修人员必须首先掌握对控制系统的检修和维护。

在设备日常运行中，PC模块通过信息通讯模块将指令发送给设备的各个部分，然后各个部分将运行状态参数通过通讯模块反馈给PLC主机，如果PIC模块或通讯模块中任何一个发生问题，则PLC模块或目标设备相互间就无法进行信息传输。

安全链路模块也叫安全链路回路模块，它的组成方式是一个一个节点相互串联而成，在设备运行过程中，如果其中一个节点发生故障，则所有的节点就会全部处于短路状态，通过相互制约的构成模式就能有效避免安全事故的蔓延和危害加深。

2.2具体检修步骤

电气和控制设备的检修应该遵循PLC-通讯模块-安全链路的顺序。通过有序的检测可提高完成检修工作的效率，保障设备的持续稳定运行，避免返工。

第一，PLC模块的检测。PLC作为风电机组的核心控制部分，对风电机组的安全稳定运行起着主导监测作用。PLC的硬件一般分布在机舱、轮毂内部和塔架底部，在实际监测过程中，应当逐一对PLC主机的软件版本和工作状态进行检查，如PLC操作界面显示是否正常，软硬件运行状态是否有序健康。PLC的温度必须保持正常，在检测中应该感触PLC的外壳，由此判断PLC整体运行温度是否过高而需要采取调整降温措施。

通讯模块的检测。通讯模块是PLC和目标设备运行参数的发送反馈通道，其正常传输关系着风电机组运行状态能否及时反馈给PLC，是维修人员进行维修养护的科学依据和参考。当PLC模块检查完成后，紧接着检査通讯模块的运行。通讯模块中分布着很多通讯端口，各设备和PLC之间通过端口传输数据，在检测过程中需要认真检

查安全链路中各个运行设备的状态信号是否正常，如果信号正常稳定，则设备运行良好;如果检查中没有发现设备信号，则通讯模块可能存在故障。除了检查信号之外，还应检查电源组、接头紧固位置和线路连接是否正确等等。安全链路的检测。完成通讯模块的检测修复工作后，接着要进行安全链路回路的检测。如果在PLC和通讯模块的问题已经解决的情况下，风电机组仍然出现问题，就需要检测安全链路回路是否处于闭合状态。在安全链路的检测过程中，首先应该检测安全链路的软硬件问题，在确定软件工作状态和硬件运行没有缺陷后，建议从电路原理图上逐一分析每个节点的实现功能，推断问题产生的症结。需要注意的一点是，由于电磁信号带有频率，如果对风电机组其他电子设备频谱设定考虑不周，可能会对安全链路信号传输造成一定程度的干扰，从而造成反馈数据的不准确，最终影响检修工作的开展。

2.3结合分系统的检测风电设备的问题与电路密切相关，这就要求检修时应该严格结合设备电路图纸进行分析。风电机组的分系统主要有：冷却系统、润滑系统、变桨系统、偏航系统、液压系统。

根据电路图纸对电气设备的电路进行检查，检查内容分为两类：动力回路和控制回路。这里重点讲述控制回路的检查。PLC收集各种电磁信号数据，而控制回路能够将各种参数如温度、风速、压力、电流、电压等物理信号转换成电信号反馈给PLC来分析，通过控制回路的这一功能就能促使PLC及时发出正确指令实现对电源的打开和关闭，从而实现对风电设备的自动化控制和监测。

另外还应注意对接触器的检查，在风电设备中，接触器出现故障往往反映出运行设备的状态，因此加强对接触器的检查是十分必要的。

2.4总结经验和方法，实现科学高效检修

风电机组设备是一个有机复杂的整体，在实际工作中应当结合现场情况，多总结经验教训，实现科学高效的检修养护。

对于新员工来说，由于缺乏实践经验和工作技能，在遇到电气设备故障时，不应急于采取全面逐一检查的办法，而是应该站在系统全面、分清主次的角度去分析解决问题，做到具体问题具体分析，对症下药。电气和控制设备是风电机组运行的神经中枢，要求具有扎实专业知识和丰富工作经验的专业人才才能胜任，通过不断的分析和总结，随着时间的积累，就会形成科学高效的检测习惯和思想，从而有效维护风电机组的长期稳定运行。

3结束语

风电机组中的电气和控制设备是风电设备稳定高效运行的核心部件，在当前中国大力推进经济结构改革和发展绿色能源的大环境下，广大风电建设者应从实际出发，通过实践总结出一套适合我国风力发电特点和要求的维护检修经验和方法，以保障风力发电设备稳定可持续运行，为相关建设生产企业节省建设成本，提高市场竞争力获取良好的经济效益和生态效益提供科学依据和参考。

参考文献：

[1]韩建英.微探风电机组电气与控制设备的检修思路[J].中国科技投资,2016,(35):236.

[2]魏锡鹏.风电机组的检修策略[J].科技与企业,2014，(24)：168-168.

[3]易莉，胡海龙，李巍，等风电机组电气与控制设备的检修思路[J].科技传播,2014，(4):168-169.

[4]吴永强.风力发电机组电气与控制系统快速检修思路探索[J].科技视界,2015，(25):259-259,283.