变桨培训(MOOG)

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1、,1.5MW风电机组变桨系统（MOOG）,国电风电设备调试所 2010.07,主要内容,一、变桨系统基本原理介绍 二、变桨系统整体结构组成 三、电气原理讲解 四、重要元器件介绍 五、现场调试介绍（调试手册） 六、常见故障讲解,一、变桨系统基本原理介绍,变桨系统桨距的调节方法为： 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； 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； 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，

2、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。,顺桨停机保护,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。 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。 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。,二、变桨系统整体结构组成,MOOG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，

3、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,三、电气原理讲解,1、供电回路 2、PLC及通讯回路 3、安全链回路 4、变桨回路 5、其它重要电气回路,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400V,充电器AC500,电池柜：电池,轴柜：直流回路,为紧急顺桨蓄电池充电； 为主控柜与轴柜提供230V直流电压,400V主

4、电单向/N,24V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,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,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,电池模块,风机出现故障时为变桨电机提供备用电源进行紧急顺桨。 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,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PLC,3号AC500,2、变

5、桨PLC及通讯回路,24V电源模块,输入输出模块 7片EL1008 2片EL2008,三个轴的pitchmaster Can通讯模块,滑环-轮毂 Profibus通讯电缆,CAN通讯,Can通讯模块6751,pitchmaster Can通讯模块,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,机舱-滑环24V信号线,变桨内部安全链,.jpg,轴柜:Pitchmaster正常,轴柜:安全链闭合接触器,4、变桨回路,直流回路,主控柜：主电400V,变桨电机,分流电阻,正常变桨,AC500输出直流电,变桨旁路,Pitchmaster 电子

6、刹车,安全链回路,电池动作,正常变桨,Pitchmaster:ENPO,96限位,变桨电机： 电子刹车,Pitchmaster: 主电断,维持一段时间,电池-Pitchmaster,紧急顺桨,91限位开关,96限位开关,紧急顺桨,低电压穿越,电池柜：蓄电池,直流母线 500V,Pitchmaster,手动变桨,选轴,控制开顺桨,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,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:

7、 驱动器正常,驱动器pitchmaster,Can通讯模块 EL6751,制动电阻,直流母线,温度测量单元,Pitchmaster X2:3、4,Pitchmaster X2:5、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,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,四、重要元器件介绍,1、驱动器pitchmaster,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

8、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KTY X4：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,X1 X21,控制及信号端子接线,X5、X6、X7 X3、X9、X2、X4,Pitchmaster内部电路,2、充电器AC500,主要功能：为蓄电池充电； 为主控柜及轴柜提供230V直流电； Input voltage: 230VAC；Output voltage: 215-242VDC （根据电池温度

9、调节输出，把电池温度控制在20度）,外部接线,X1：230V Power Supply X2：Output- or Charging Voltage X16：Signal connections X17：Temperature sensor X18：Remote OFF,故障诊断,Relay1：bit 0 Relay2：bit 1,五、现场调试介绍,1、变桨调试准备 2、轮毂内紧急顺桨和手动变桨 3、叶片编码器读数校零 4、机舱手动变桨测试 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,六、常见故障讲解,1、复位桨叶不动作 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

10、正常运转 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,2、pitchmaster故障,error_pitch_warning_voltag_ dc_too_low_1/2/3 报

11、出数字几检查轴几的Pitchmaster 1）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Pitchmaster,error_pitch_error_can_node_1/2/3 1）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2

12、4V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_sys 1/2/3 驱动器散热片温度

13、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Pitchmaster,error_pitch_battery_charger_error_bit0(1)_sys_1/2/3 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。,3、AC500故障,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。 测量充电器的输出端子是否X1:L/N是否有230V交流电压； 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

14、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_1/2/3,4、变桨通讯故障,error_pitch_error_profibus 机舱-轮毂通讯中断400ms报此故障 1）可以复位： 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； 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。 2）无法复位： 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

15、供电； 如电阻没有问题可能是变桨主控柜内EL6731故障； 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。,5、变桨安全链故障,error_safety_system_pitch_system_em_stop_from_pitch,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。 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信号持续给到变桨内，进入轮毂检查中控柜内下面几个接触器的状态。 19K2：安全链信号给入轮毂吸合 17K7：满足三个条件吸合 19K1：变桨内部安全链闭合此接触器吸合,6、其它故障（思考题）,1）无法手动变桨 2）无法紧急顺桨 3）报电池电压高及电池电压低故障error_pitch_error_battery_voltage_sys_1/2/3 error_pitch_battery_undervoltage_sys_1/2/3 4）报桨叶至96度限位开关故障,