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摘要:V52-850kw风力发电机组(以下简称是维斯塔斯公司生产的风力发电机组,风机叶轮直径米,额定功率千瓦,采用变桨恒频输出的双馈异步发电控制系统。
关键词:V52-850kw风力发电机;急停温控回路;改进
1.V52风机温控急停回路功能简介
V52风机关键回路分别为:温度控制回路和紧急停机回路,两个回路既可以协调工作使风力发电机组能够在无人监护的情况下,对风机安全条件进行监控,又可以在紧急情况时使风机进行停机。V52风机关键回路功能如下:
1.1 V52风机急停回路制动方式
紧急变桨:V52紧急变桨是风机紧急停机时,不通过比例阀进行顺桨,而是通过紧急变桨阀变桨,紧急变桨速率远远快于正常停机变桨速率,是风机的一级制动。紧急制动:风机紧急制动是风机紧急情况发生时,在高速轴的刹车激活,通过液压力抱死刹车盘的方式进行制动,是V52风机的二级制动。断电延时制动:风机突然断电后,立即激活一级制动,同时为防止突然断电导致二级制动在高转速下激活损坏风机,所以风机断电后分钟(可调整)后激活一级制动。超速监测:当风力发电机组发生转速超速时,风机进入紧急停机,立即激活一级制动与—级制动。刹车温度监测:当刹车温度超过额定值(1200℃)时,风机进入紧急停机,立即激活级制动与二级制动。
2.V52风机温控回路功能
监测风机控制器附近环境温度:温控回路通过温度开关监测控制器附近环境温度,当温度因素影响到控制器时,断开控制器电源。故障紧急停机:当风机发生故障时,电脑控制温控回路使风机进入故障紧急停机,在故障紧急停机下,风机只激活一级制动,不激活二级制动。软件状态检测:当软件出现异常后,使风机软件重新启动。紧急故障跳闸:当风机接触器信号错误后,电脑控制Q8断路器进行跳闸动作,切断主电源,以免造成更大的损失。
3.V52风机关键回路各电气元件在回路中的作用
V52风机温控回路改造前与改造后对比(左为改进前)
K903A:V52风机K903A是风机所有接触器线圈230V电源的总开关,当K903A线圈失电后,风机所有接触器均无法工作,是紧急停机的关键继电器。
K903B:V52紧停状态检测继电器K903B与K903A是并联在一起的继电器,K903B触电连接在计算机数字输入模块内,对急停状态进行反馈,当K903B线圈失电时,风机进入紧急停机状态。
Y211:V52急停回路机械刹车电磁阀,通电释放刹车,断电激活刹车。
K932:K932线圈在温控回路,触点在紧急变桨阀电源上侧,当K932断电后,紧急变桨阀将失电,风机进入紧急变桨状态。
K902:K902线圈在温控回路,触点在比例阀与CT3232模块(比例阀控制模块)之间,当K902失电后,比例阀将无法被激活。
K976:V52风机K976是一个拥有3组常开触点的继电器,第一组触点在急停回路,用于导通K976继电器本身线圈进行自锁,第二组触点是Y211刹车电磁阀的上级开关,第三组触点是K903A、K903B、K902、K932继电器的上级开关。
4.风机关键回路保护存在的缺陷与缺陷的改进方法
4.1改进目的
风机运行时出现超速、刹车温度高、拍急停按钮时会进行急停停机状态并激活机械刹车。由于V52风机多安装在一类风场,超速故障率较高,刹车盘磨损大,刹车温度高经常出现,频繁的刹车不但对刹车、
片、刹车卡钳、刹车机构液压回路造成严重影响,还使齿轮箱寿命缩短,这是急停回路存在的弊端。下表为V52与维斯塔斯新式风机的刹车条件对比:
5.V52风机关键回路不同工况的动作情况
5.1紧急停机时
当风机K976继电器线圈失电时,K976第二组触点切断Y211刹车电磁阀,刹车激活,第三组触点断开继电器K902、K903A、K903B、K932,此时风机进入急停状态,并激活机械制动,此状态是风机最低级别运行状态。
5.2非安全链导致紧急停机时
当风机计算机检测到故障时,通过控制K901断开继电器K902、K903A、K903B、K932此时风机进入急停状态,但不会激活机械制动。
5.3超速保护动作时
V52风机U450通过一个叶轮转速传感器对风机转速进行监控,当检测到风机叶轮转速超速,U450控制其继电器触点断开,K976继电器失电,风机进入紧急停机状态并激活机械制动。
5.4刹车热保护动作时
V52风机刹车度刹车内热敏电阻S207进行监控,当刹车温度超过1200℃,S207电阻变为无穷大,切断电流使K207线圈失电,K207线圈失电后,触点断开K976继电器电源,风机进入紧急停机状态并未激活机械制动。
5.5延时刹车动作时
当主电源断电后,K975触点1、9点导通,刹车电磁阀Y211由G973电池组进行供电,1分钟后,时间继电器切断电池组G973与Y211电磁阀电路。
5.6温度保护动作时
V52风机通过三个安装在控制器附近(底部、顶部、VCP)对其进行温度监测,其代号分别为B305A、B305B、B304,当温度超过(高温风机)或低于(低温风机)时,将控制器电源继电器K906断电,通过断开控制器电源的方式保护控制器。
5.7 软件重置时
V52风机通过硬件看门狗模块进行软件错误重启,当V52风机系统软件进入死循环时,看门狗将控制器电源K906断开并在15秒后重启,达到重启程序的目的。
5.8软件跳闸(Q8主断路器)时
风机紧急跳闸继电器D955和软件跳闸继电器D8,D955触点连接Q8跳闸线圈,当D955线圈得电,Q8跳闸线圈也随之得电,Q8断路器自动跳闸,D955主要用于顶部紧急跳闸按钮(TRIP Q8)。当计算机监测到接触器反馈信号错误,D8继电器线圈得电,D8继电器触点导通24V电至D955线圈,Q8跳闸。
结束语
改进后的V52关键回路,不仅没有让风机失控,同时有效的延长了风机制动盘、制动卡钳的使用寿命,同时由于制动次数明显减少从长久来看,可以减少齿轮箱受风轮及机械刹车扭矩的次数,对于延长了风机齿轮箱等传动系统部件寿命带来正面影响。
参考文献
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[3]张顾钟.离心风机优化设计方法研究[J].风机技术,2011(05):85.
论文作者:张镇威
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/12
标签:风机论文; 回路论文; 刹车论文; 继电器论文; 触点论文; 线圈论文; 紧急论文; 《基层建设》2017年第8期论文;