变桨系统故障分析
金风1.5机组变桨系统分析
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******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AC2 (3)（二）充电器NG5 (3)（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 (7)1、变桨逆变器OK信号形成及检测过程 (7)2、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 (9)1、NG5充电器损坏原因 (10)2、整改意见 (11)五、结束语 (15)参考文献： (16)摘要本文通过对变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。
风电场风机变桨系统故障分析与措施
风电场风机变桨系统故障分析与措施摘要：随着我国社会经济的发展，风力发电作为新能源利用的典范，近年来得到了迅速的发展，但是由于风电场设备相对复杂，因此风电场各项设备抗损坏能力较差，特别是风电场风机变桨系统的故障就是一个表现突出的问题。
本文对风力发电电动变桨和液压变桨常见故障进行了分析，并给出了解决问题的意见和建议。
关键词：风电场风机；系统故障；分析与措施引言我国社会经济的快速发展对于电力的生产提出了较高的要求，在传统能源相对不足的背景下，风电场的电力的生产可以满足社会对电力资源的需求，这也给风机变桨系统的安全正常运行带来了较大的压力。
1.风电场风机电动变桨系统常见的故障分析与处理（一）故障分析1.变桨电滑环故障分析在风力发电中，无论是风速过大还是过小，都会对供电机的工作产生不利的影响，但是我们使用变桨滑环之后，就能够通过信号指令让桨叶自动调整，使得桨叶不稳定的问题得到了很好的解决。
但实际具体操作中，风机变桨是在轮毂不间断旋转的情况下实行的，系统在离心力和交变负载的影响下，各个部件都承受了较大的脉动负荷，这就大大提高了故障的发生概率，常见的故障诸如接线不牢固和接触不良等问题。
2.后备电源故障分析后备电源在具体的运用中，也会出现一些不容忽视的问题，从而导致在风机控制系统紧急情况下不能正常的工作。
风机控制系统后备电源主要有铅酸蓄电池和超级电容两种形式，因为风电系统工作在恶劣的环境中，温度和湿度变化较大，外界的这些因素会对电池寿命和性能产生较大的影响，严重的还会造成蓄电池释放能效降低，这样一旦系统出现故障，后备电源的作用也无法发挥出来，从而造成整个设备陷入瘫痪。
3.变桨电气回路故障分析变频装置控制器是桨叶驱动程序运行的基础，如果变频装置损坏、电机运行功率不达标和接线不牢固，变桨电气回路就会发生故障，控制器出现故障时，主要表现为内部电气元件损坏失失效，关触点接触不良、控制器的输出信号不正常，当整个系统出现故障时，就会造成桨叶停止运行。
LUST 变桨系统旁路限位开关超时故障分析
LUST 变桨系统旁路限位开关超时一、基本信息启动风机，桨叶无法开桨，主控报出旁路限位开关超时故障。
3、故障分析导致报出此故障主要有两方面原因：1、有一只或者多只叶片在上次故障停机时未到达限位开关位置。
图1 限位开关回路出现叶片无法压到限位开关，可能 A 编码器角度已经变化，即编码器反应的角度已经不是叶片的实际位置了。
必须确保风机在停机时，叶片在 92.5°前压到限位开关。
如果风机未收到“风暴位置反馈”信号，则风机在启动时不会发出“旁路限位开关”信号，致使压到限位开关的叶片无法离开限位开关，或者是叶片压限位开关角度过小，当叶片变桨到 90°仍然无法离开限位开关。
2、有一只或者多只叶片无法变桨。
图2 驱动回路主控给变桨的三个信号异常：A、正常变桨信号（主电源 OK 信号、MITA 等系统的 103 信号）：当此信号=0 时，将开始电池收桨。
故障表现有：启机时，叶片脱开限位开关后，马上收桨；正常运行时，报错桨角不一致、跟踪设定值超速等；B、旁路限位开关信号：风机启动时，此信号将=1，其他时间均等于 0。
故障表现有：启机时，若=0，风机无法变桨；正常运行时，若=1（进行了短接），叶片无法启动电池收桨；禁止将此信号常置为一（短接），后果严重。
C、Rpm OK 正常信号：风机快速收桨时，此信号将=0，其他时间均等于 1。
故障表现有：启机时，若=0，叶片达到 90°后不再动作；正常运行时，若=0，叶片开始快速收桨。
4、处理方法1、检查编码器数值未跳变，三面限位开关已经压在挡板上，并且查看变桨控制器显示叶片压限位开关角度在 91.6±0.3°内，属于为最佳位置。
所以排除第一种可能。
2、在主控柜打上人工维护开关，进入轮毂用变桨控制器变桨，但无法变桨。
根据前面分析我们分别测量图2中正常变桨信号、旁路限位开关信号和Rpm OK 信号（在变桨控制器DE3.3端口处）是否为24V，在测量时发现旁路限位开关信号为0V，有图3可知道打上维护开关时24V已经通过105端子送出，如果电压为零很可能是哪里接地了，于是我们从末端脱开线测量电压，也就是如图2中脱开3K1线圈上端的旁路限位开关信号线进行测量，发现有24V 电压。
GE变桨系统集中性故障处理办法4页
GE变桨系统集中性故障处理办法1 故障信息（1）故障代码：119pitch controller timeout变桨控制器超时，120communication fault pitch controller变桨控制器通讯错误。
（2）故障描述：119每150ms产生的轮毂通讯超时信号数量累计超过10个，120从变桨控制器发送过来的接收包发生6个通讯错误。
（3）故障现象：一般小风天报，单报119或120，可以复位掉，有时复位掉可转几个小时到几天不等，偶尔复位不掉，但一般会伴随其他变桨故障发生。
（4）故障分析：以上两个故障均属于同一类故障-通讯故障，即变桨控制器与PLC模块建立不了连接。
该通讯回路图如图1所示。
变桨通讯回路基本原理：在变桨系统的终端―变桨控制器5A1，和PLC 从站的通讯模块15A2之间，通过四个带屏蔽的通讯线，加上两端的过压保护模块5F1和15F1，经过滑环的20，21，23，24四个通道，来实现轮毂与顶柜之间的通讯。
若其中一组发送或者接收的数据包丢失6个以上，或者在150ms内的超时的数据包超过10个，就会报通讯故障。
2 相关图纸分析具体布局走线：从以上图纸来看，以变桨控制器发出信号给PLC为例：作为变桨控制器5A1的串口通讯模块发出的通讯线：7，9号点，（TX+，TX-）棕，橙两根线，经15F1模块的OUT（输出）侧的9，4号点，通过内部的保护回路，再由IN（输入）侧的9，4号点，经V10，V9两根线，连到滑环的20，21号点，作为PLC的接收的通讯线，经15F1模块的N（输入）侧的9，4号点，通过内部的保护回路，再经15F1模块的OUT（输出）侧的9，4号点，输入到从站的PLC通讯模块15A2的COM3的6，9号点上。
若该通道由变桨控制器发送数据包丢失6个以上，就会报120故障（变桨控制器通讯错误）。
而变桨控制器接收的两根线6，8号点的原理是一样的，若该通道变桨控制器接收的数据包在150ms内的超时的数据包超过10个，就会报119故障（变桨控制器超时）。
风力发电机变桨系统的故障分析与处理
风力发电机变桨系统的故障分析与处理摘要：随着我国科学技术的不断发展，对能源的需求越来越高，风力发电作为新能源之一，具有发电量大的环境污染小等特点被广泛使用，但是风力发电机组变桨系统故障一直是风力发电的难点之一，本文通过研究风力发电机组变桨系统故障分析，希望能推动我国新能源不断发展。
关键词：风力发电机；变桨系统；故障分析与处理引言风力发电机变桨系统是风力发电机组控制系统的重要组成部分之一，风力发动机变桨系统对风力发电站整体安全稳定的运营有着非常重要的作用，当外部环境发生变化时，风力发电机变桨系统可以通过传感器给出的数据改变桨叶位、电源等控制系统，保证风力发电机，每一片叶片都能达到最佳的一个状态，使其最大化地利用风力，保证风力发电机组输出的发电功率十分稳定。
一、风电机组变桨系统的作用风电机组变桨系统在整个风电机组当中负责实时调整叶片转动的角度，确保风电机组的主轴转速稳定。
风电机组变桨系统能够非常精确地将风电机的转速在不同的风速下稳定为一个稳定的转速，确保供电的稳定。
当风电机组变桨系统发生故障的时候，会有整机采集各个系统的故障信息及结合机组的实际情况，判断风电机组变桨系统故障的等级，根据之前确定好的预案，选择最优的办法处置故障。
如果故障较严重，就需要执行安全链断开保护。
此时，风电机组将会利用后备电源，为风电机变桨系统供电，快速地将桨叶转到最安全的位置，保证风电机组不会受到严重的损害。
如果风电机组变桨系统遇到主电网瞬间失压或者给风电机组供电的电压跌落到一定范围内，风电机组变桨系统将会通过快速运转最大程度上，减少由于风转交互作用引起风电机组整机的振动，将由于电压对整体风电机组的影响减少到最小程度。
二、风力发电机变桨系统常见的故障分析与处理1.变桨角度的差异在风电机组运行的过程中，如果三个叶片的变桨角度有差异，就容易对风电机组的稳定运行产生巨大影响。
风力发电机变桨系统会根据两个叶片角度之间的传感器得到的叶片角度作为参考，如果两者的数据相差太大，就会上报变桨角度错误。
风电变桨系统故障
• 4)变桨电机后部电源线或接近开关线松动， 4)变桨电机后部电源线或接近开关线松动，
长时间摩擦造成接触不良，导致电机接触 不良或者无法感应到桨叶位置而报故障。 处理方式重新更换磨损线路。 5）变桨控制柜整流桥损坏。也会导致变 桨故障。处理方式更换整流桥。 四、注意事项 1)电机温度过高，一般多次变桨后电机温 1)电机温度过高，一般多次变桨后电机温 度会升高，不要强行继续变桨。会对电机 造成伤害。 断电后控制面板所报的桨叶位置会自动归 断电后控制面板所报的桨叶位置会自动归 零。
二、故障原因：接触不良导致频
繁虚报故障。
• 2）变桨电机功率不足 • 有些情况下打开制动器，是卡住桨叶偏过
2点位置便可变桨，若如电机功率再增大 会减少此类故障。 • 3）接近开关松动或者倾斜，无法正常反 射。
• 4）新投机组存在未知故障待运行一段时间，故 • • • •
• • • •
• 变桨故障不是一个纯粹的机械或者电器问
1.5MW风机变桨系统故障分析及具体措施
1.5MW风机变桨系统故障分析及具体措施摘要风力发电作为现阶段电力能源供应系统的重要的构成部分，发电机组通常需要在高温、沙尘等恶劣环境下运行，风向、风速、风力与温度环境等特别容易受外力因素影响，所以其设计具有随机性、多变性与间歇性等方面的优点，风机系统在交变负载的影响下，容易出现故障问题。
变桨系统是风力发电的重要技术，分为液压变桨与电动变桨等形式，液压变桨系统的常见问题包括超限故障、不同步故障等；电动变桨运行系统主要的故障问题为电气回路、变桨电滑环以及后备电源等出现损坏，检修与管理人员应结合具体故障原因，采取针对性的处理方式。
1.变桨系统日常的巡检与维护1.1变桨轴承的基础保养(1)检查变桨轴承表面清洁度。
(2)检查变桨轴承表面防腐涂层。
(3)检查变桨轴承齿面情况。
(4)按运行规定定期润滑变桨轴承。
(5)定期紧固变桨轴承螺栓。
1.2变桨驱动电机的基础保养（1）定期检查变桨驱动器装置表面清洁度。
（2）定期检查变桨驱动器装置防腐涂层。
（3）定期检查变桨电机是否存在过热、有异常噪音等情况。
（4）定期更换变桨减速器齿轮箱油。
（5）定期紧固变桨驱动器螺栓。
（6）检查变桨电机接线是否存在老化1.3变桨限位开关的基础保养（1）定期检查限位开关灵敏性，是否存在松动现象。
（2）定期检查限位开关接线是否良好，并对其进行触发测试（3）定期紧固限位开关螺栓。
1.4变桨主控柜和超级电容柜的基础保养（1）定期检查变桨主控柜与轮毂之间的缓冲器是否存在磨损现象。
（2）定期检查变桨主控柜与动力电缆接头是否牢固、磨，电缆桥架是否变形、断裂。
（3）定期紧固控制柜与支架的螺栓。
（4）定期检测超级电容电压是否正常。
（5）定期检查变桨控制柜风扇是否正常运行，滤网有无堵塞。
（6）定期检查防雷模块接线有无松动，是否存在放电灼伤痕迹。
（7）定期检查控制柜门锁是否完好。
2.变桨类故障分析及处理方法2.1变桨角度不等同：由于B编码器是机械凸轮结构，与叶片的变桨齿轮啮合，精度不高且会不断磨损，在有大晃动时有可能产生较大偏差，因此先复位，排除故障的偶然因素;如果反复报这个故障,进轮毂检查A、B编码器,检查的步骤是先看编码器接线与插头，若插头松动，拧紧后可以手动变桨观察编码器数值的变化是否一致，若有数值不变或无规律变化，检查线是否有断线的情况。
变桨系统故障分析
变桨系统故障分析首先，机械故障是变桨系统故障的主要原因之一、由于变桨机构是一个复杂的机械系统，其运行过程中受到很大的应力和振动，如果组装不当或者部件磨损，就会导致故障。
例如，螺旋桨的轴承可能会因为长时间运行而磨损，从而导致桨叶无法正常旋转；桨叶的连接部分也可能会因为螺丝松动或者断裂而导致故障。
其次，电气故障也是变桨系统故障的常见原因。
电气故障可以包括电缆损坏、插头松动、电机过热等问题。
这些故障可以导致电能无法正常传输或者电动机无法启动，从而影响桨叶的运行。
此外，由于变桨系统中涉及到的电气设备众多，电缆连接错误或者接触不良也可能导致故障。
最后，控制系统故障也是变桨系统故障的一个重要原因。
现代风能发电系统中都配备了先进的控制系统，这些控制系统能够调整桨叶的角度以适应不同的风速和方向。
然而，如果控制系统出现故障，就会导致桨叶无法及时调整角度。
例如，控制系统中的传感器可能出现故障，导致无法准确感知风速和方向，从而不能正确地控制桨叶的运动。
针对变桨系统故障，我们可以采取以下措施来进行分析和解决：首先，可以通过检查和维护机械部件来排除机械故障的可能性。
例如，定期检查轴承的磨损情况，更换磨损部件，确保变桨机构的正常运转。
其次，对电气部件进行定期检查和维护，防止电气故障发生。
例如，检查和清洁电缆，确保连接牢固；定期检查电机的温度，防止过热等问题。
最后，对控制系统进行检查和维护，确保其正常工作。
例如，定期检查传感器的准确性，确保其能够准确感知风速和方向；检查控制系统的软件程序，确保其无错误。
总之，变桨系统故障是风能发电系统中常见的问题，其原因可能是机械故障、电气故障和控制系统故障等。
通过定期检查和维护机械、电气和控制系统，我们可以及时发现故障并采取相应的措施进行修复，以确保风能发电系统的正常运行。
风电场风机变桨系统故障分析及具体措施
风电场风机变桨系统故障分析及具体措施摘要：风力发电作为现阶段电力能源供应系统的重要构成，发电机组通常需要在复杂的环境下运行，风向、风速、风力与温度环境等容易受不确定因素影响，具有随机性、多变性与间歇性等方面的特点，风机系统在交变负载的影响下，容易出现故障问题。
变桨系统是风力发电的重要技术，分为液压变桨与电动变桨等形式，液压变桨系统的常见问题包括超限故障、不同步故障等；电动变桨运行系统主要的故障问题为电气回路、变桨电滑环以及后备电源等出现损坏，技术与管理人员应结合具体故障原因，采取针对性的处理手段。
关键词：超限故障；运行不同步；电气回路现阶段，我国能源消耗量逐步提高，风电场的电力生产与供应需求不断提升，风机系统的运行压力大幅度增加，为保证电力运行系统的安全、稳定运行，风电场应在加强变桨系统状态监测的基础上，做好故障排查与处理工作。
由于变桨系统处于封闭的环境中，因此在运行监测时，故障表现不明显，需要通过总控制系统对系统运行异常数据进行报错，检测与维修技术难度相对较大。
基于此，本文从现阶段液压与电动变桨系统的常见故障表现与原因方面出发，对不同故障问题处理对策进行系统分析。
一、液压电机变桨系统中的主要故障及处理对策1、变桨系统超限故障情况的分析与处理液压变桨在运行过程中容易出现超限故障，最常见故障点为桨叶位置传感器损坏，造成测量电压超出允许值范围，从而造成叶片位置检测错误。
一旦桨叶位置的传感器出现损坏情况，传感器会发出超过正常标准的电压信号，信号传输到伺服系统中，反馈到主控制平台，平台根据故障信息报出超限情况。
桨叶的位置传感装置是控制变桨系统的重要装置，如果装置出现故障，不仅会增加实际变桨角度与理论角度的误差值，还会在一定程度上降低风机运行质效，降低系统发电的稳定性。
在进行故障检测与处理的过程中，应先利用程序控制功能对位置传感器进行状态检测，将桨叶的角度数据转换为可测量的电压信号。
若不在正常范围内，通过桨叶位置传感器配套调整工具，将桨叶角度正负极限值调至规定电压范围。
金风15机组变桨系统
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 (1)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AC2 (3)（二）充电器NG5 (3)（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 (7)1、变桨逆变器OK信号形成及检测过程 (7)2、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 (9)1、NG5充电器损坏原因 (10)2、整改意见 (11)五、结束语 (15)参考文献： (16)摘要本文通过对变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。
风电场风机变桨系统故障分析与措施
风电场风机变桨系统故障分析与措施摘要：虽然市场经济的蓬勃发展给国家提供了很多的机会,但是同时也造成了部分现象,特别是空气污染和能源浪费现象比较严重,同时由于国家能源资源一直存在着相对匮乏的问题,因此国家有关单位也开始加大了对于洁净能源的研究发展,而利用风能发电就是其中一个重点工作,不过因为风电场的装置一般都比较复杂,而且技术难度比较大,也就增加了风电场内各种装置的破损情况,特别是在风电场风机变桨系统中发生故障的情况也比较多,文章将对风电场风机变桨系统的常见故障进行剖析,并给出了具体的改善方案。
关键词：风电场风机；变桨系统故障；措施引言：近几年风力发电系统得到了快速的发展,为缓解我国资源短缺问题提供了大力支持,而风电场也逐渐在全国各地得到了大力推广及建设,为缓解我国的电力资源紧缺问题作出了突出贡献。
但由于工程技术人员的水平问题,以及政府对国家部门的支持力度不足,便会导致了风电场在建设过程中存在着一定的安全隐患,这也就加大了风电场各项设备在运行过程中出现故障的可能性,尤其是风机以及变桨系统出现问题的几率。
一、风电场风机变桨系统简述风电变桨装置主要指利用驾驭设备和驱动装置来调节风机轮叶桨距角尺寸、叶片气动特性等进行调节的装置[1]。
此外,组成变桨装置的小单元还很多,例如,变桨马达、变桨小齿轮、变桨滚动轴承等所构成。
当风机启动工作后,就会对整个变桨系统进行调节工作,同时变桨角也将从顺桨的90°转变到了15°,同时也随着整个变桨设备的运行速度逐步地往减小。
但如果在此过程中,变桨角随着风机频率而进行调节,就必须对整个变桨设备进行同步调节,以适应系统工作的需要。
二、风电场风机及变桨装置的常见故障解析(一)变频器问题电机在风机变桨过程中主要通过控制变桨电机的速度,以便调节其转速达到整个系统工作的需要,使其所产生的能耗减至最低,也能够通过控制电机的转速而达到节能减排的效果,同时还可以进行恒压、恒流的控制。
风电机组电气变桨系统常见故障浅析
风电机组电气变桨系统常见故障浅析摘要：变桨系统是风力发电机组中重要的组成部分，它主要根据风速的大小自动进行调整机组叶片与风向之间的夹角实现风轮对风力发电机有一个恒定转速，并且同时利用空气动力学原理可以使桨叶顺浆90°与风向平行，使风机气动停机。
变桨系统能否正常运行，直接影响到机组的安全稳定，对机组安全运行起到至关重要的作用。
本文主要阐述了目前风力发电机组采用较多的SSB变桨系统结构、常见故障及分析方法，针对由于变桨系统缺陷导致机组超速的防范措施。
关键词：风电机组；变桨系统；故障；浅析1引言随着风电装机容量迅速扩大，特别是电动变桨技术在变桨距风电机组中广泛被采用，为我们对电动变桨系统的结构认识、运行维护以及机组的安全运行积累了实践经验。
但是，随着风电机组运行时间的加长，变桨系统缺陷也日益表现出来。
因此，风电场运维人员全面了解变桨系统的结构特点，掌握变桨系统常见故障及处理方法，制定有效的防范措施，对风电机组安全稳定运行至关重要。
2 SSB变桨系统介绍SSB变桨控制系统由七个柜体组成：三个轴控柜，三个蓄电池柜和一个中控柜，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，实现叶片顺桨操作，具备变桨系统的故障诊断、状态监测、故障状态下的安全复位功能，同时还完成了变桨系统的雷电保护控制、电池管理等功能，确保了系统的高可靠性。
3 SSB变桨系统功能实现电动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气动刹车功能。
在正常停机和快速停机的情况下，变桨系统将叶片回桨到89°位置，使叶轮转速逐渐下降到停转。
在三级故障或安全链断开的情况下，在变桨系统紧急停机，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。
4 SSB变桨系统故障分析及处理4.1变桨角度有差异原因分析：叶片角度不符合要求，变桨电机上的旋转编码器（A编码器）得到的叶片角度将与叶片角度计数器（B编码器）得到的叶片角度作对比，两者如果相差太大，超过系统设定值，将报错。
风电变桨系统故障
二、故障原因： 故障原因：
• 1）变桨电机线路问题。接触不良导致频
繁虚报故障。
• 2）变桨电机功率不足 • 有些情况下打开制动器，是卡住桨叶偏过
2点位置便可变桨，若如电机功率再增大 会减少此类故障。 • 3）接近开关松动或者倾斜，无法正常反 射。
• 4）新投机组存在未知故障待运行一段时间，故 • • • •
• 4)变桨电机后部电源线或接近开关线松动， 4)变桨电机后部电源线或接近开关线松动，
长时间摩擦造成接触不良，导致电机接触 不良或者无法感应到桨叶位置而报故障。 处理方式重新更换磨损线路。 5）变桨控制柜整流桥损坏。也会导致变 桨故障。处理方式更换整流桥。 四、注意事项 1)电机温度过高，一般多次变桨后电机温 1)电机温度过高，一般多次变桨后电机温 度会升高，不要强行继续变桨。会对电机 造成伤害。 断电后控制面板所报的桨叶位置会自动归 断电后控制面板所报的桨叶位置会自动归 零。
障逐渐显露，处理过后故障会减少。 处理方式： 三、处理方式： 1）在远控或者就地的空间面板上多次变桨，若 在远控或者就地的空间面板上多次变桨， 卡住的变桨回位，则可继续运行。 卡住的变桨回位，则可继续运行。 2）若多次变桨无法使桨叶回位，则应偏航，因 若多次变桨无法使桨叶回位，则应偏航， 有时桨叶对风时受力较大。 有时桨叶对风时受力较大。 3）当变桨偏航都不能使桨叶回位，应上机舱断 当变桨偏航都不能使桨叶回位， 便将控制柜电，待变频器全部断电后， 便将控制柜电，待变频器全部断电后，若制动 器可以打开，先把故障桨叶转到6点位置——此 器可以打开，先把故障桨叶转到6点位置——此 位置受力最小用。手动变桨控制盒多次变桨。 位置受力最小用。手动变桨控制盒多次变桨。 基本可以消除故障。 基本可以消除故障。
风电场风机变桨系统故障分析
风电场风机变桨系统故障分析摘要:统计分析风电场风机变桨系统常见故障，针对变桨系统故障致使风机在台风中的受损机理进行了阐述，在设计、制造、安装及生产运行中，提出改进方法和措施。
就目前来看，作为风力发电场发电机控制系统的重要组成部分，风机变桨系统在使用过程中，故障的高发给国家整体发展造成了极为不利的影响，为此本文主要基于风机变桨系统，针对其常见故障对优化处理策略进行了系统化探讨，为风机最大风能利用率的实现奠定良好基础。
关键词:风电场;风机;变桨系统;故障;台风为了满足日常生活和工作的需求，石油、煤炭及天然气等化石能源被大量开采，但是在开采的同时自然环境也遭到了破坏，环境也被严重地污染。
因此，清洁能源得到了全球学者的关注。
风能是一种清洁可再生资源，是目前主要的清洁能源之一。
近年来，风力发电场的建设得到了迅猛发展，同时以机组运行与维护为主的发电第三产业成为了一个新的增长点。
由于风电设备所处的工作环境十分恶劣，导致设备的故障率比较高，进而导致设备运行维护成本居高不下。
因此，对风电机组的故障诊断进行分析及研究故障诊断的方法对降低设备故障率及运行维护成本具有重要的意义，同时也能够提高设备运行的安全性。
因此，了解风机变桨系统实际运行中的常见故障，对提高风机的设计制造水平，改进制造及安装工艺，并在实际运行中的风机采取针对性的整改措施，对提高风机可利用率具有非常重要的意义;东南沿海每年要经受各种等级的台风侵扰，如何防止台风侵袭时由于变桨系统故障对风场造成灾难性损害，更是迫切需要研究的问题。
一、风电场风机变桨系统的基本概述简单来讲，变桨系统一般由变桨电机、大齿圈部件、变桨小齿轮以及变桨轴承等组成。
风机一旦启动，变桨系统就会开始工作，变桨角度会从顺桨90°位置变动到15°位置，然后逐渐变动到3°左右的位置。
如果超过额定功率，变桨角度会在此收到调整以保证实际功率在额定功率的范围内波动。
在额定功率下变桨系统需要不断地动作以满足设备的要求，因此变桨系统机械部件的故障率明显偏高。
变桨技术及故障分析
Motor
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
变桨技术概述
电动变桨技术
液压变桨技术
常见故障分析
2.5 柜体组成方案
◆柜体组成划分
风机主控 制器
控制器和配电系统
伺服驱动柜
伺服驱动柜
伺服驱动柜
电池装置
电池装置
电池装置
轴1
柜体方案 3柜 4柜 轴1 电池+驱动器+电源变换 电池+驱动器 轴2 电池+驱动器+电池充电器 电池+驱动器
否
X5-16 X5-17 X5-18 X5-19 X5-20 X5-21 X5-22 X5-15
频率范围< 500Hz 端子扫描周期1ms 低/高电平切换：<4.8V/>18V At 24V typ. 3mA
X5-23 X5-24
继电器1常开 30V / AC, cosΦ=1 30V / AC, cosΦ=1 关延时约10ms 周期1ms
复合项目部提供叶 片在各种风况下相 关载荷数据（额定 和峰值载荷）
整体所提出风机功 率（1.5MW、2.0MW、或 3.0WM）需求
确定回转支承的额定 力矩和峰值力矩
传动链的 减速比
正常变 桨速度
驱动器的功能 及I/O数量
选定变桨控制器
外围控制I/O 数量
选定相应规格 驱动器型号
确定变桨电机的具 体型号（功率和转 速）
电机刹车制动时间：
电机最大功率（0.5s）
88
64
主电压 直流电压
230…460 From 140
6 7 8
化学活性物 盐分 机械活性物 沙 极限速度和力矩 速度： 力矩：
风电机组变桨系统故障分析处理及应用
风电机组变桨系统故障分析处理及应用变桨控制系统是变速恒频风力发电机组的重要组成部分，变桨控制系统故障频繁，本文通过对变桨控制系统所发生的典型故障进行分析，探索变桨控制系统故障的处理方法，实现风电机组的安全稳定可靠运行。
1变桨系统的运行分析1.1变桨系统的简要介绍变桨系统由变桨轴承、变桨驱动（变桨电机、变桨减速箱）、变桨控制柜、电池柜组成。
图11.2变桨系统的主要功能首先是当风速超过额定风速时，通过控制叶片角度来控制风机的转速和功率；其次是当风速低于额定风速时，通过调整叶片角度从风中吸收更多的风能；第三是当安全链被打开时，叶片可作为空气动力制动装置使机组安全停机。
2变桨系统故障分析处理及应用2.1变桨轴承故障分析及处理变桨轴承是变桨驱动系统带动叶片转动和支撑叶片的主要装置，变桨轴承采用双排深沟球轴承，因风力发电机组长时间工作，灰尘、油脂等造成轴承污染，定期维护工作不到位导致轴承缺少润滑脂等容易造成轴承的摩擦与卡涩，长时间运行能够导致轴承的损坏。
出现变桨轴承故障，应及时对轴承表面和密封性进行检查，看是否有噪音、点蚀、断齿、腐蚀等现象，发现问题及时进行修补或更换新的变桨轴承。
为避免故障的发生应经常进行巡视检查，定期进行维护保养，加注润滑油脂。
2.2变桨减速机（齿轮箱）故障分析判断变桨减速机（齿轮箱）是变桨电机带动变桨小齿轮转动的减速装置，通过小齿轮带动变桨轴承转动进行变桨，如出现风电机组变桨驱动故障，有可能是齿轮箱油位低、渗漏油、平行齿轮磨损严重等故障。
在巡检和维护时要检查齿轮箱的油位是否正常、油色有无浑浊、是否有渗漏现象，并要进行手动变桨看是否有振动或噪音，有无卡涩现象。
2.3变桨电机系统故障分析处理变桨电机系统是变桨驱动的关键部件，变桨电机的后端带有冷却风扇和转速传感器，变桨电机内还安装有刹车。
变桨电机主要会出现绕组短路、电机发热、刹车抱死、振动和噪音等故障，造成故障的原因主要有绝缘电阻低、轴承卡涩、转子笼条断裂或开焊、刹车时间长或发热、冷却风扇损坏、接线松动等。
变桨系统故障分析
1．5MW风机故障分析1.变桨系统1.1PITCH CABINET1.1.1ERROR_PITCH_CABINET_TEMPERATURE（变桨柜温度故障）故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨柜温度超过55º延续3S。
检查步骤：A)检查变桨柜温度传感器（PT100）是否正常。
B)检查变桨柜温度模块（KL3204）是否工作正常。
C)通过软件检测风扇是否在45º时正常启动。
D)检查开关电源模块是否温度是否异常。
1.2PITCH CAPACITORS1.2.1ERROR_PITCH_CAPACITOR_TEMPERATURE(变桨柜电容故障)故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨柜电容温度超过55º延续3S。
检查步骤：A)检查电容温度传感器（PT100）是否正常。
B)检查变桨柜温度模块（KL3204）是否工作正常。
C)检查电容电压是否正常。
D)测量电容电压（60V）是否正常。
1.2.2 ERROR_PITCH_CAPACITOR_VOLTAGE_HI（变浆柜电容高电压故障）故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨柜电容电压低于55V延续3S.检查步骤：A)检测电容电压是否正常。
B)检测NG5模块输出是否正常。
C)检测A10模块输入是否正常。
D)检测A10模块输出电压（5.4V）是否正常。
E)检测KL3404（A5）模块是否正常。
1.2.3ERROR_PITCH_CAPACITOR_VOLTAGE_UNSYMMETRY（变桨电容电压不平衡）故障原因：满足下列关系”CAPACITOR_VOLTAGE_HI”/2-“CAPACITOR_VOLTAGE_LO”的绝对值大于2。
检查步骤：A)检测电容电压是否正常。
B)检测NG5模块输出是否正常。
C)检测A10（自制模块）模块输入是否正常。
D)检测A10（自制模块）模块输出电压（5.4V）是否正常。
E)检测KL3204（A8）模块是否正常。
GE1.5sle机组SSB变桨系统典型故障分析和处理
ｎ Ｄｔ ２
Ⅱ 片 １
的输 出继 电器闭合 ，将 Ｂ Ｔ Ｂ信 号 （ Ｄ Ｇ Ｎ Ｒ准备就绪 的 Ｄ Ｃ ２ ４ Ｖ
反 馈信 号 ）输 入 到 Ｇ Ｅ Ｌ ８ ２ ３ ０的 Ｄ Ｉ口。若 Ｄ Ｇ Ｎ Ｒ ０ ３ ０ Ｚ出现
４ ０ ０ Ｖ供 电电压低于 ３ ６ ０ Ｖ（ 欠压 ） 、 三相 ４ ０ ０ Ｖ缺相或相序错 误 、 输 出电流过大及晶闸管触发错误 ， 则输出继电器断开 ， Ｂ Ｔ Ｂ信号
消失 。
（ ２ ） ３ ４ ４ （ ２ 或 ３ 个 叶片 晶闸管故障 ） 。至少有 ２ 个 Ｂ Ｔ Ｂ信号
消失 。 （ ３ ） １ ２ ５ （ 叶 片 变桨 超 过 ９ Ｏ 。 ） 。 至少有 １ 个 叶片 的 ９ ０ 。 限 位 开
关 触发 。根据机组故 障记录 ， 一般报 ３ ４ ４故 障之后约 ９ ｓ ， 报 出
轮 毂 侧 兽 ： 荸 … … 基 兰 薹 一 号 手 ｝ 兰 兰 毫 謦 翼 笺 ＿ 笺 ， 翼 翼 兰 撵 ＿ 机 舱 侧
轮 毂侧 主轴 孔
波分析 ，发现故障机组 与Ｉ 临近机组 比较 ， ２ ３ ０ Ｖ控制供 电回路谐
Ｇ Ｅ １ ． ５ ｓ ｌ ｅ 机组 Ｓ Ｓ Ｂ变桨系统典型故障分析和处理
宋 中波 夏 晖
摘要 关键词 针对 Ｇ Ｅ１ ． ５ ｓ ｌ ｅ 机组 Ｓ Ｓ Ｂ变桨 系统典型故 障， 根据 故障代码 和含 义， 逐步查找故障点， 分析故 障点形成原 因， 进行总结 。 风电机组 变桨系统 故障处理
故障 ， 仍无 法准确定位故 障点 ， 对涉及线路 进行校线 ， 也未发现
风电机组变桨控制系统故障识别
风电机组变桨控制系统故障识别摘要：国家在"十一五""十二五"期间，大力发展可再生能源，风力发电行业得到蓬勃发展，中国的风电机组制造商也创造了新的奇迹。
变桨控制系统是风电机组系统中控制算法比较复杂、设备故障发生频繁的子系统。
本文对风电机组变桨控制系统故障识别进行探讨。
关键词：非线性状态估计；故障识别；变桨控制系统；风电机组一、非线性状态估计的概念及建模原理非线性状态估计的英文释义为NSET，是一种非参数、非线性建模方法，通常适用于电子产品的寿命预测、设备状态监测以及故障监测等领域。
非线性状态估计建模方法是以实时数据为依托，可以为工厂的风电机组变桨控制系统提供迅速可靠的故障识别方法。
在工厂的工业生产过程运行的设备中，有n个相关联的向量，以每次观测到的测点为观测向量，那么观测n次就有n个观测向量。
也就是： X（i）=[X1X2X3…Xn]非线性状态估计建模的第一步就是构造过程记忆矩阵，用字母D代替，在工业生产过程运行的设备中，在不同的工作情况下采集的历史数据，若有m个历史观测向量，构造过程记忆矩阵就为：过程记忆矩阵中的每一列观测向量都反映了工业生产过程中设备的某个节点的工作状态，经过对历史观测向量数据的选择，组成一个个空间，反映了整个动态过程。
所以构造过程记忆矩阵的作用主要是展现工厂工业生产过程中的设备正常运行的动态过程。
非线性状态估计输入值，用Xobs作为某一时刻设备的观测向量，对应的输出值为输入值的预测向量Xest，每一个Xobs都能通过非线性状态估计生成一个m维的权值向量，W=[w1w2…wm]，最后算出Xest=D·W，非线性状态估计整个的输出值就是过程记忆矩阵中m个观测向量的线性组合。
工厂工业生产过程中运行设备正常时，非线性状态估计的输入观测向量就会处在正常的过程记忆矩阵空间内，与过程记忆矩阵中的过去观测向量内容比较相似，离得距离也较近，但是如果工业生产过程中运行设备出现故障时，输入观测向量就会偏离正常工作空间，以此来显示故障的发生。
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1．5MW风机故障分析
1.变桨系统
1.1PITCH CABINET
1.1.1ERROR_PITCH_CABINET_TEMPERATURE（变桨柜温度故障）
故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨柜温度超过55º延续3S。
检查步骤：
A)检查变桨柜温度传感器（PT100）是否正常。
B)检查变桨柜温度模块（KL3204）是否工作正常。
C)通过软件检测风扇是否在45º时正常启动。
D)检查开关电源模块是否温度是否异常。
1.2PITCH CAPACITORS
1.2.1ERROR_PITCH_CAPACITOR_TEMPERATURE(变桨柜电容故障)
故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨柜电容温度超过55º延续3S。
检查步骤：
A)检查电容温度传感器（PT100）是否正常。
B)检查变桨柜温度模块（KL3204）是否工作正常。
C)检查电容电压是否正常。
D)测量电容电压（60V）是否正常。
1.2.2 ERROR_PITCH_CAPACITOR_VOLTAGE_HI（变浆柜电容高电压故障）
故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨柜电容电压低于55V延续3S.
检查步骤：
A)检测电容电压是否正常。
B)检测NG5模块输出是否正常。
C)检测A10模块输入是否正常。
D)检测A10模块输出电压（5.4V）是否正常。
E)检测KL3404（A5）模块是否正常。
1.2.3ERROR_PITCH_CAPACITOR_VOLTAGE_UNSYMMETRY（变桨电容电压不平衡）
故障原因：满足下列关系”CAPACITOR_VOLTAGE_HI”/2-“CAPACITOR_VOLTAGE_LO”的绝对值大于2。
检查步骤：
A)检测电容电压是否正常。
B)检测NG5模块输出是否正常。
C)检测A10（自制模块）模块输入是否正常。
D)检测A10（自制模块）模块输出电压（5.4V）是否正常。
E)检测KL3204（A8）模块是否正常。
1.3PITCH CONVERTER
1.3.1 ERROR_PITCH_CONVERTER_TEMPERATURE（变桨变频器温度故障）
故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨柜变频器（AC2）温度超过85º延续3S。
检查步骤：
A)检测变频器温度传感器（PT100）是否工作正常。
B)检测KL3404（A8）模块是否正常。
C)检测AC2散热风扇是否工作正常。
D)手动变桨并同时测量AC2输出电流（由于风况不同，测定值需要在风机对风情况下与另两只叶片进行比较）。
1.4PITCH MOTOR
1.4.1ERROR_PITCH_MOTOR_TEMPERATURE（变桨电机温度故障）
故障原因：1#、2#、3#任何一支变桨电机温度超过150º延续3S。
A)检测电机温度传感器（PT100）工作是否正常。
B)检测KL3204（A8）模块是否正常。
C)手动变桨观察变桨速度是否异常。
D)检查电机电磁刹车继电器在电机工作时是否动作（K3是否亮）
1.4.2ERROR_PITCH_NODE_SUPPLY（节点错误）
注：该故障已屏蔽。
1.5PITCH POWER SUPPLY
1.5.1ERROR_PITCH_POWER_SUPPLY（变桨电源供应故障）
故障原因：变桨柜未接到开关电源模块（NG5）工作正常的反馈信号。
A）检查NG5空开。
B）检查上电时K8是否工作。
C）检查反馈信号。
KL2408（A5）模块。
1.6 PITCH POSITION
1.6.1ERROR_PITCH_POSITION_ENCODER_RANGE_OVERFLOW（变桨位置编码器数据溢出）故障原因：
1.6.2ERROR_PITCH_POSITION_SENSOR（变桨位置传感器错误）
故障原因：变桨位置传感器没有在设定的叶片角度范围内导通。
A）手动变桨到设定范围内，检查挡块位置。
B）检查传感器是否工作正常。
1.6.3 ERROR_PITCH_POSITION_END_SWITCH（变桨限位开关错误）
故障原因：叶片位置在90º至95º时没有变桨限位开关动作或在此范围以外有限位开关动作。
A）手动变桨到设定范围内，检查挡块位置。
B）检查限位开关是否工作正常。
：
1.6.4PITCH_POSITION_ENCODER_BATTERY_LOW（变桨位置传感器超级电容电压低）
故障原因：变桨位置传感器检测24V不正常。
1.6.5ERROR_PITCH_POSITION_BLADE_CMP(变桨位置比较错误)
故障原因：叶片位置大于75º时叶片位置差值超过4º；叶片位置小于75º时，叶片位置差值大于2º。
A）观察3支叶片变桨的初始位置及变桨速度。
如位置有异常需要将叶片调整到机械零点并将位置传感器清零。
1.7PITCH SPEED
1.7.1 ERROR_PITCH_SPEED_CMP（变桨速度比较错误）
故障原因：1#2#3#叶片变桨速度互差超过设定值。
注：由于机组运行时间较短，机组数量较少，变桨故障没有完全体现。
在今后的工作中可能还会有内容补充。
（但愿我们的MW变桨系统稳定的运行）。