金风1.5机组变桨系统

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1、变桨系统主要元件故障原因及分析——AC2和NG5故障原因及分析姓名：董参参专业：电力系统自动化入职时间：2010-7-1部门：技术服务中心目录目录1摘要2一、变桨系统的作用2（一）功率调节2（二）气动刹车2二、主要元器件的介绍3（一）变桨逆变器AC23（二）充电器NG53（三）其他元器件5三、控制原理6（一）变桨原理框图6（二）变桨原理介绍6四、典型故障分析7（一）变桨逆变器OK信号丢失故障分析71、变桨逆变器OK信号形成及检测过程72、变桨逆变器OK信号丢失原因8（二）充电器NG5损坏原因分析及整改建议91、NG5充电器损坏原因102、整改意见11五、结束语15参考文献：16摘要本文通过对变

2、桨系统的重要元器件的原理和变桨控制原理进行了简单的介绍，总结了充电器NG5和逆变器AC2发生故障的原因和解决方法，并且提出本人在现场进行维护工作时发现的一些缺陷和整改意见。关键词：变桨系统逆变器AC2充电器NG5浪涌保护一、变桨系统的作用（一）功率调节变桨距控制是最常见的控制风力发电机组吸收风能的方法，变桨目的是通过控制桨距角，调节叶轮吸收风能的功率。在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能的捕捉较多的风能，桨距角设定值设定在能够吸收最大功率的最优值，所以这时机组运行没有必要改变将距角，一般桨距角设定为零度附近，以便让叶轮尽可能多的吸收风能，此时空气动力载荷通常比在额定风速之上时小。额定风速以

3、上阶段变速控制器和变桨控制器共同作用，通过变速控制器即控制发电机的扭矩使其恒定，从而恒定功率；通过变桨调节发电机转速，使其始终跟踪发电机转速的设定值。（二）气动刹车金风1500kW风力发电机组变桨系统是目前该系统唯一的停车机制，通过将桨叶迅速顺至停机位置来完成气动刹车。主控的所有停机指令，包括普通停机，快速停机和紧急停机，最后都是通过总线发给变桨系统来执行。机组的安全链的最后输出也是给变桨，任意一个安全链节点断开后，安全链系统送给变桨系统的高电平都会丢失，变桨系统会根据内部程序立即执行紧急停机。二、主要元器件的介绍（一）变桨逆变器AC2变桨逆变器AC2是意大利萨牌控制器ZAPIAC-2FZ51

4、97-INV逆变器，是当今世界上最先进的逆变器之一。额定电压为48V，最大电流450A，实际使用时由60V的直流电源超级电容供电，工作频率为8kHz，输出电压为3相29V，频率为0.6到56HZ。外观如图2-1所示图2-1变桨逆变器AC2逆变器共有6个外部接口，我们使用了端口A、D、E、F的相关管脚，主控制器通过模拟/数字信号来控制驱动器动作和接收驱动器的反馈状态，两者之间并没有任何通讯协议。这样的控制方式不但满足了逆变器在变桨系统中的协调工作，而且控制方式、控制结构和电路接线简单，方便安装维护和变桨控制，抗干扰能力强。（二）充电器NG5NG5充电器将三相交流400V经过NG5充电电源整流输出

5、60V，80A，给超级电容和变桨逆变器AC2提供电源。充电器主要由输入滤波、DC-DC变换、输出高频整流滤波、二级滤波、以及CPU控制电路组成。其中输入整流滤波器对于电磁兼容有很大的作用，有效地抑制了来自交流电网的传导干扰，DC-DC高频交换机使整机的效率大大提高。高频整流滤波与二级滤波共同作用使电源的输出纹波极小。CPU控制系统用于控制各种负载变换情况下的稳定输出。工作原理框图如图2-2所示。图2-2NG5工作原理框图达坂城三四期项目有两类NG5，一种是意大利产的充电器，型号为ZivanBatteryChargerNG5，一种是北京嘉昌机电设备制造有限公司产的充电器，型号为JF-CHARGE

6、R-60V-80A-VEN-J。除次之外还有个别其它品牌国产充电器，由于数量较少，这里就不叙述了。ZivanBatteryChargerNG5工作的投入与切出完全取决于超级电容的电压，控制器检测到超级电容电压低于55V，就投入运行开始充电，电容电压达到60V就断开。最近下发的工作任务书将超级电容电压提高到低于58V就开始充电。现在作为备件和更换的都是北京嘉昌的JF-CHARGER-60V-80A-VEN-J充电器，与ZivanBatteryChargerNG5的运行方式不同，国产NG5是一直运行，作为60V的恒压源使用。当超级电容得电压低于60V时就立即充电，所以超级电容一直保持60V的电压。

7、变桨时，NG5和超级电容同时为逆变器供电，超级电容做峰值补偿，同时也做后备电源。这样就减少了NG5的开关次数，同时也减少冲击次数，增加了NG5的使用寿命。当然该供电方式也有敝处，当超级电容运行时间长或者因为质量问题发生容量降低后，由于充电器NG5一直输出60V的电压并联在超级电容的两端，并且超级电容高电压的信号检测线也是并联在超级电容的两端，变桨控制器检测到的超级电容高电压信号其实就NG5的输出电