XE96-2000型风力发电机组紧急收桨系统可靠性优化
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设备医生官方号
时间：2023-08-25浏览：83
一、背景介绍
中广核甘肃民勤风力发电有限公司安装有24台XE96/2000型风力发电机组。其中机组变桨后备电源采用三瑞6FM8阀控密封式铅酸蓄电池。当机组报出T2类故障时，会使用变桨电池收桨，另一方面，主控程序设定，机组紧急变桨系统每隔15天进行一次紧急收桨测试。
通过近两年的机组故障信息和数据分析发现，由于蓄电池供电存在不可靠性，导致紧急收桨电源有时处于异常状态，从而机组在紧急状态下无法收桨，致使机组处于危险状态，且造成相关备件损耗和发电量损失。找寻第二条备用通道就显得尤为重要。
二、方案制定
通过查看图纸分析，风机紧急收桨接触器、正常变桨接触器在回路中处于互锁状态。当风机触发紧急收桨时，若电池供电异常，无法收回桨叶，即便交流供电正常，依然无法切回交流驱动收桨。故本次优化的方案就是在变桨电池紧急收桨的基础上增加一条“备用通道”。
改造后当机组叶片通过电池在一定时间内无法收回桨叶时，系统自动切换至备用交流供电回来进行紧急收桨，确保机组处于安全状态。
三、实施过程
紧急、正常收桨回路工作与否跟16K4接触器线圈是否得电有直接关系，所以对变桨控制回路进行改造，通过直接控制16K4来实现紧急变桨到正常变桨的切换。即在PLC模块DIO264找一输出端子，直接接至16K4上端口。
在硬件改造的同时，对机组HMI程序、主控程序、轮毂程序进行更新。当紧急收桨启动时，主控开始计时，在计时启动的第28s后，如果出现紧急收桨失败，则主控PLC强制输出24V将16K4吸合，自动切除紧急收桨回路，然后，主控重新下发命令到变桨系统，让叶片收回至限位开关，从而实现自动切换伺服驱动继续收桨。
四、实施效果对比
经济效益：
1、未实施之前，叶片无法收回时，蓄电池持续处于放电状态，导致电池损坏，根据故障发生频次与电池损坏频次统计，每次更换电池数量24节，每年蓄电池损耗336块，每节电池单价为300元，每年蓄电池损耗10.08万元；电池充电器损耗12个，每个电池充电器8100元，更换电池充电器费用9.72万元；变桨电机损耗4个，每个变桨电机25000元，更换变桨电机费用10万元；故障损失电量约6.5万元。合计：36.3万元。
2、实施后，每年蓄电池损耗24块，每节电池单价为300元，每年蓄电池损耗0.72万元；电池充电器损耗4个，每个电池充电器8100元，更换电池充电器费用3.24万元；变桨电机损耗1个，每个变桨电机25000元，更换变桨电机费用2.5万元；故障损失电量约2.2万元。合计：8.66万元。
每年可节约成本27.64万元。
安全质量方面：
风力发电机组飞车是因为机组制动系统失效，叶轮转速超过额定转速且机组处于失控状态，发生飞车事故，将导致整机损毁，改造后，即使后备电源异常，主控检测到桨叶无法正常收回时，可强制切换至驱动收桨。从近期的湘电机组故障来看，未发生一次叶片未收回情况，改善达到了预期效果，极大降低了机组飞车风险，提高了机组运行可靠性，提升了设备质量。
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