PLC电控分析

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1、第一部分 控制装置概述600kW风力发电机控制装置是整个风力发电机组安全可靠运行的核心，其控制技术是风电机组的关键技术之一。控制装置与风力发电机组的其余各部分密切相关，是风电机组运行的大脑，是整个机组正常可靠运行以及实现最佳运行的可靠保证。控制装置主要实现正常运行控制、参数监测及监控以及安全保护及处理等三大功能，即：正常的运行控制包括机组自动起动，发电机软并网，大/小发电机自动切换，发电机除湿加热，机舱自动跟踪风向，液压装置自动开停，齿轮箱油加热器、冷却电机启停，机舱扭缆和自动解缆，电容补偿自动分组投切以及负功率自动停机。参数监测及监控包括电网的电压、频率、发电机输出、输入电流（双向监测）、有

2、功功率（双向监测）、无功功率、功率因数，风速，风向，叶轮转速，发电机转速，液压装置状况， 装置状况，软并网等 状况，齿轮箱油 ，大/小发电机 组 ，发电机 / ，控制 ，机舱、 ，控制器 大 器 的 控制风机的可靠安全运行。控制器 置 可以与 监控和 监控 行 ，的风机运行数 和风机发出的控制。安全保护及处理装置分三currency1：“机装置，fi“机的安全fl，器 的保护。 机组发常动、缆、”速、停机等 安全fl动 保护机组， fi可自 ，处理 能启动。 电网电压”，风速”大等 发 ，电控装置 装置正常 可自动 ， 起动风机。控制装置的 组主要包括以 个部分：主控制 （Main panel

3、）、“机 （Computer panel）、电容 （Phase compensation）、 部控制 （Topbox TB1、TB2、TB3）、 器、 行机以及控制电缆，现 一一 。（一） 主控制 主控制 是风力发电机组的主 电装置，主要 发电机与电网、各 行机控制（ 电动机、电 、 器等）的 。 主控制器PLC发出控制，主控制 发电机、风机 的各 行机 电控制 并 电 ， （ 器 、器等 ） 主控制器PLC 器、电动机、 电电 等 行机运行状 监测， 发出保护。主控制 的电 等 ，主要有 流690V、400V、220V、24V和 流24V等。 ，主控制 出现 况（ 常动、” 缆等）有安全电器

4、 保护， 有 和 互锁（ 左/右 电机、大/小发电机）等安全保护。（二） “机 “机 主要由主控制器PLC、 间电器电板、软并网控制电板组。主控制器PLC采用模块化currency1，由电 模块、 央处理器CPU、开关 输入模块、开关 输出模块及其功能扩展模块、模拟 输入模块、 处理器组。可编程控制器PLC 常采用模块化currency1，具有体积小，功耗小，无排风扇currency1，装置 用性好，灵活性，功能 ，运速 快等特点， 数 采和控制功能 面可以 ”扩展模块实现，输出驱动能力大，可靠性 ，抗干扰能力 ，fi 业 控制。 间电器电板主要主控制 的数字 输出 及其 行隔离处理。软并网控

5、制电板主要控制可控硅导 角 况来限制发电机启动/并网电流，发电机的软启动、软并网 行控制。（三） 电容补偿 电容补偿控制 主要由刀熔开关、熔器、 流 器以及电容器组。由主控制器PLC 发电机并网 无功功率的大小控制 流 器投入或切出补偿电容器。电控装置 ，无功补偿电容是分四 行补偿的，由8个电容器组（其 6个电容器容 25 kVar、2个12.5kVar）四 容 ，四 容 分别：87.5kVar、50kVar、25kVar和12.5kVar。风力发电机并网 之 ，主控制器PLC 发电机所无功功率控制 流 器投切电容 行补偿。（四） 部控制 部控制 主要包括 TB1 、TB2、TB3三个控制 ，

6、其 ： 部控制 （TB1）：TB1控制 主要由 分控制电器、 转换模块、转速驱动电、TAC84、以及转 端子和刹车磨损电器组。采机舱 的各个 器、限开关的 并由 电缆 PLC的 央处理器CPU参与控制；采并处理叶轮转速、发电机转速、 （包括 、大/小发电机 组 、发电机 / 、齿轮箱油 、机舱 ）、动 护（TAC84）等 ，并 上述 由 电缆 PLC的 央处理器CPU；TB1控制 正面有开机、停机、左 、右 、维护/旋，机舱 TB1的操 享有绝优先权，维护检修 便。 部控制 （TB2）：转 风速仪、风向标、 器（PT100）与TB1的 线，风速仪的加热器和风向标的加热器可以共用一组线输出，它们

7、的 电 也可共用一组线输出，TB2输入分别 器自带的13 线，输出一 8芯电缆 入TB1。部控制 （TB3）：转 所有电动机、照明 行机 线， 机舱 的维护电 （220V两线、三线插座）。（五） 器器 部机舱，主要包括：（1）液压装置：装置压力（液压装置压力低开关、液压油）、叶尖压力（叶尖压力低开关、叶轮”速开关、叶轮转速 器）（2）齿轮箱：齿轮油压力、齿轮油”滤器、齿轮油 齿轮箱油 器（3）风速、风向：风速仪、风向标（0 、90 ）及其加热器；（4）缆：左 缆 、右 缆 、 心、缆开关；（5）动：TAC84（动 护）、动（6）速刹车：刹车磨损、速释放1、速释放2（7）发电机：发电机转速 器、

8、大/小发电机 、发电机 / 器；（8）电 采：（ 程：相电压500V、电流1A互 器1000：1） ” 采三相电压、三相电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率；（六） 控制 行机及控制电缆行机与 器密相 ，主要包括：（1） 电机1、2（2） 液压油泵（3） 齿轮油泵（4） 齿轮油加热器（5） 齿轮油冷却器（6） 发电机加热器（7） 升机控制电缆主要包括：（1） 61芯电缆：（61*0.75 mm2 63米） 部控制 TB1和“机控制 ， TB1控制 器 或经转换 的 “机 参与控制。（2） 61芯电缆：（61*0.75 mm2 8米） 主控制 和“机控制 ， “ 的输出 主控制 以及 主控制

9、 的 “机 参与控制。（3） 27芯电缆： （27*2.5 mm2 65米） 主控制 和TB3。 主 的 电与 行机相 。（4） 10芯电缆： （10*2.5 mm2 65米） 主控制 和TB1。 主 的 电与5个电 （即2个叶尖电 、2个速电 、 刹车电 ）相 。（5） 8芯电缆：（8*0.75 mm2 5米） TB1和TB2。TB2 风速仪、风向标、 转 TBI。（6） 5芯电缆：（5*0.75 mm2 2米） “机 和电容补偿 的控制 ., 4芯电缆（4*2.5 mm2 30米） 电动机 TB3，2芯电缆(2*1.5 mm2 180米)用fi 照明、电 、单 点开关 ，4芯电缆（4*0.

10、75 mm2 30米） 双 点开关 .第二部分：控制装置功能及操 主控制 （一）主控制 的主要元 1、大电机 器K3、小电机 器K4、旁 器K2、可控硅（包括散热片、RC 电、PT100测 器、 发电）：主要 大/小发电机的软并网、大/小发电机电动启动、大/小电机切换等功能。 是风力发电机控制装置的关键 之一。控制 式：由“机 的主控制器PLC发出并网或启动 ，电机 器 ，软并网控制电（单片机装置）发出软并网或软启动控制，控制 发电导 可控硅，由可控硅 行限流使发电机平稳并入电网，然 由旁 器 可控硅短 并网。大小电机 器 电上实现了互锁功能。2、液压油泵 器K7和器F19（常开玻闭 点）：液

11、压油泵的控制 式： 压力 器检测 液压装置压力低fi120Mbar，液压油泵 器K7 ，启动液压油泵；建压 140Mbar，液压油泵 器K7开，停止液压油泵。器F19：保护液压泵”载， ”载发，停止液压油泵 并 知主控制器PLC。3、齿轮油泵 器K8和器F23、齿轮箱 加热元 器K9和器F13、齿轮油冷却电机 器K13和器F26（常开常闭 点）：齿轮油泵 器K8控制 式： 电机转速大fi100rpm，启动齿轮油泵， 器K8 ；若齿轮油 大fi60 ，启动齿轮油泵， 器K8 ；齿轮油 小fi45 ，停止齿轮油泵， 器K8开； 齿轮油 低fi0 加热 10 ，启动齿轮油泵， 器K8 ；加热 10

12、，停止齿轮油泵， 器K8开。器：保护齿轮油泵”载，”载发，停止齿轮油泵 并 知主控制器PLC。加热元 器K9控制 式： 齿轮油 低fi0 ，启动齿轮油加热器， 器K9 ； 齿轮油 加热 10 ，停止齿轮油加热器， 器K9开。冷却电机 器K13控制 式： 齿轮油 fi60 ，启动齿轮油冷却电机， 器K13 ；齿轮油降至45 ，停止齿轮油冷却电机， 器K13开。器：保护冷却电机”载，”载，停止齿轮油冷却电机并主控制器PLC。4、左/右 电机 器、热电器和器（常开常闭 点）：装置是控制装置的 要 之一。 控制主要包括：风向标控制的自动 、 程控制 、面板控制、 部机舱控制 、自动解缆、90 侧风。

13、控制装置 ， 控制采用优先 控制，其优先 顺序依次： 部机舱控制 面板控制 程控制 风向标控制的自动 。风向标控制的自动 ：由风向标 器的两个开关 来确定风向， 两个开关 状 可以确定 风向 况并由主控制器PLC检测 启动 CCW或CW电机控制机舱风。程控制 ：由 程控制发出 ，主控制器PLC检测 启动 CCW或CW电机控制机舱向左或向右 。 面板控制 ：由键盘控制发出 ，主控制器PLC 启动CCW或CW 电机控制机舱向左或向右 。部机舱控制 ：由 部控制发出 ，主控制器PLC 启动CCW或CW 电机控制机舱向左或向右 。自动解缆： 主控制器PLC检测 缆 器的 ， 行正常停机， 缆 器的 判

14、启动CCW或CW 电机， 电缆 解开。明：若 轮控制的自动解缆 能 行， 缆 况可能 加 ， 缆 一定程 ，缆开关 动， 开关动 导 安全fl动 ，使风电机组即停机， 知主控制器PLC。发出 启动 ，释放 刹车， 间电器Kh19动 ， 电机 器K5或K6 ，启动 电机； 发出 停止 ， 电机 器K5或K6开，停止 电机， 刹车， 间电器Kh19动 。热电器、器（常开常闭 点）用fi保护 电机”载， ”载发，热电器、器其 之一动 ，停止 电机运行并 知主控制器PLC。5、发电机加热元 器K10：发电机加热器控制 式： 发电机 低fi0 ，启动发电机加热器， 器K10 ； 发电机 加热 10 ，停止发电机加热器， 器K10开。主控制器PLC检测 发电机 fi135 ， 行正常停机。6、机舱加热元 器K14和器F30：机舱加热控制 式：定机舱 ， 机舱 低fi 一定 ，启动机舱加热器， 器K14 ； 机舱 加热 一定 ，停止机舱加热器，开 器K14。7、 升机器器 升机电 ， 升机启动；器开切 升机电 ， 升机停止。8、 、叶轮”速软 程序无 或 控的 况，发出