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变桨系统作为风力发电机组最重要的部件之一，对于整个风力发电机组的稳定和安全运行起着不可或缺的作用。 因此，变桨系统的技术改造是当前老旧风电场技术改造的重中之重。 。 本文在分析安全防护典型缺陷的基础上，提出了提高风电机组整体安全性的几种改造方案，包括变桨维护时叶片联锁改造、风机运行时紧急偏航改造、风机改造等。超速时。 螺旋桨系统具有自检功能，防止超速。 这些解决方案可以有效提高风力发电机组的整体安全性和可靠性。
背景
随着技术的发展以及使用环境和需求的变化，对风机所使用的设备提出了更高的要求。 但目前不少单位在安全防护方面还存在很多不足，比如以下三种情况：
当叶片处于维护模式时，三个叶片可以同时处于0°位置。 也就是说，在手动模式下，叶片的运动不具有联锁功能。 手动模式下，三个叶片同时处于0°位置，这会对维护人员造成严重的安全隐患。
特殊情况下，如果安全链断电，船员将无法偏航。 目前，大多数风力发电机组的安全链电路均由安全继电器组成。 当安全链断开时，安全链控制的单元DO点的24V控制电源将被切断。 此时，无法执行液压泵压力、机组偏航控制等DO输出动作。 如果出现机组失速或叶片不顺桨等紧急情况，由于速度过快、振动过大等因素，安全链无法复位，机组将无法通过手动或手动方式进行偏航和侧风动作。自动控制。
变桨系统无法执行紧急顺桨。 目前，大多数风力发电机组通过主控中的超速继电器和主轴转速编码器来检测主轴的超速，然后通过通信给出命令，触发软件变桨距EFC程序进行顺桨。 如果由于通讯问题或其他事故，导致安全链无法正常断开，变桨系统将无法进行紧急顺桨。
以上情况都对维护人员的安全造成严重的安全隐患。 在某些不当操作和环境因素的影响下，可能会导致机器坠毁和死亡。 例如：武威民勤县红沙岗“4·12”风机倒塌事故。
应用领域
广西某风电场目前有50台机组，不具备变桨系统安全联锁功能，需要进行技术改造。 风电场变桨系统为OAT变桨系统。 中央控制箱内增设维护转换开关S1，实现维护和自动控制功能。 维护模式下，刀片通过各轴联锁继电器K1\K2\K3进行交互。 锁。 原理图如下：
图1：叶片互锁示意图（轴3）
S1为转换开关，1档为工作模式，2档为维护模式。
K1、K2、K3：联锁继电器
输出：X13.1PMM控制输出
.2：PMC控制电源
X4.5：PMC使能信号（该信号为低电平时，PMC的IGBT常关断）
当S1开关处于2档时，轴3驱动器的使能信号由轴1和轴2的互锁继电器K1和K2控制。当轴1或轴2的刀片不在88范围内时~100°，K1或K2断电，第3轴使能信号断开，第3轴不能运动。 同理，当第3轴运动超出88~100°范围时，第1轴、第2轴使能信号断开，第1轴、第2轴不能运动。 基于以上原理，三个叶片的功能是环环相扣的。
2.2 广东某风电场1.5MW机组综合改造工程
该风电场风力发电机组的安全链环由重叠的安全模块组成。 当安全链断开时，安全链控制的单元DO点的24V控制电源将被切断。 此时，无法执行液压泵压力、机组偏航控制等DO输出动作。
整改前，受安全链影响的DO点供电回路经过安全模块到达终端。 当安全链断开时，安全继电器触点断开，电源断开，无法进行偏航。
整改后，在舱室24V供电回路中增加了一个继电器（此继电器不受安全链控制）。 当需要紧急偏航时，继电器闭合，并在安全链断开时向偏航相关设备的DO提供24V控制电源。 如图2所示，红框内就是添加的部分。
图2：添加旁路继电器以使用24V电源进行DO
在风扇控制程序逻辑和操作界面中添加相应的功能，具体如下：
在“特殊功能”界面增加“手动紧急偏航启用”按钮。 当需要紧急偏航时，按下“手动紧急偏航启用”按钮，界面状态码栏中会出现“手动紧急偏航启用”。 激活”代码，通过手动触发“手动偏航”按钮和“顺时针”（或“逆时针”）按钮即可执行手动偏航动作。
2.3内蒙古某风电场1.5MW机组综合改造工程
该风电场的风力发电机组通过主控中的超速继电器和主轴转速编码器检测主轴超速，然后通过通讯给出指令，触发软件变桨EFC程序进行顺桨。 为了实现变桨系统自检和超速顺桨动作，进行了以下整改。 变桨系统控制柜中增加了速度控制器，用于接收外部传感器的脉冲信号。 柜内增加了24V防雷模块。 柜内调速器受到保护。 轮毂上安装有接近开关和码盘，用于检测速度并将脉冲信号连接至速度控制器。 接近开关为三线PNP型接近开关。 添加接触器，将EFC紧急顺桨信号连接到继电器的常闭触点。 机组正常运行时接触器不动作，但机组超速时，接触器得电，常闭触点变为常开触点，变桨系统进行紧急顺桨。 该接触器的动作由超速继电器控制。
技术要点
该方案主要由功能改造三部分组成。 螺旋桨联锁改造充分利用驱动器内部参数设置及转换开关、继电器等，形成安全可靠的可切换联锁回路。 在正常模式下，驱动程序的使能不受修改环路的影响，在维护模式下形成互锁环路； 紧急偏航修正完全不影响机组的正常运行。 当机组发生故障时，安全链断开，特别是机房与塔基之间的通讯。 断线或PLC死机后，仍可实现手动偏航，使机组偏离主风向，保证机组安全； 对变桨系统进行改造，防止超速，并在轮毂附近安装接近开关和编码板，检测主轴的转速，然后将脉冲信号接收到变桨控制柜的速度控制器中。 当主轴超速时，调速器触点动作，通过与EFC电路串联的触点动作实现变桨系统的紧急顺桨。
应用前景
目前大部分机组不具备叶片联锁、紧急偏航、变桨系统防超速等功能。 随着越来越多的大功率风电机组投入运行和机组使用寿命不断提高，风电设备的安全事故频发，机组安全性能的改造越来越受到风电企业的重视。农场人员。
参考：
[1] 王华. 风电变桨控制系统研究[D]华北电力大学. 2010 年。
[2] 叶航业. 风力发电机组监测与控制（第2版）[M]北京：机械工业出版社，2019。
