金风750KW风力发电机组液压站组成及建压超时故障浅析

-1-金风750KW风力发电机组液压站组成及建压超时故障浅析姓名:杨秋利专业:电气自动化单位：中电大丰风力发电有限公司-2-目录摘要……………………………………………………………………………………3关键词…………………………………………………………………………………3正文……………………………………………………………………………………4引言………………………………………………………………………………4一、液压技术的发展……………………………………………………………4二、金风750风力发电机组液压系统原理图及主要功能描述……………4三、液压系统工作原理…………………………………………………………9四、建压超时故障形成原因分析及处理方法…………………………………10五、工作总结…………………………………………………………………12六、参考文献…………………………………………………………………12-3-摘要对金风750KW风力发电机组介绍液压组成、各器件作用、系统功能,动作原理及常见故障建压超时浅析。目的为了对液压系统有一整体认识，在学习和维护风机液压系统时有一定的帮助。关键词风力发电机组液压系统组成原理建压超时故障-4-引言：液压系统在750风力发电机组中参与了系统的高速闸起停机，偏航，叶尖的压力等方面！在整个风机系统中是保证风机正常发电的前提条件，它的正常运行直接关心到风机能否正常投入运行。一、液压技术的发展液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，以有二三百年历史了，但其真正的发展只是在第二次世界大战后的50余年。战后液压技术迅速转向民用工业，在机床、工程机械、农业机械、汽车等行业中逐步推广。20世纪60年代以来，随着原子能、空间技术、计算机技术的发展，液压家户得到了很大的发展，并渗透到各个工业领域中去。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、计算机直接控制（CDC）、机电一体化技术、计算机仿真和优化设计技术、可靠性技术，以及污染控制技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。二、金风750风力发电机组液压系统原理图及主要功能描述液压系统原理图如下，在原理图上标注有各部件的规格、参数。-5-各部件名称及主要功能如下：（一）液压泵金风S48/750风机液压系统采用的液压泵是叶片泵，单向定量，其流量为Q=3.1L/min,功率为P=1.1KW,转速为n=1500r/min。这种泵的优点为运转平稳，压力脉动小，噪音小，结构紧凑，流量大，但对油液要求高，如油液中有杂质，则叶片容易卡死，叶片泵适用在低压液压系统，系统中泵的原理代号是50。液压泵的职能符号：M单向定量液压泵SP（二）方向控制阀1、单向阀利用弹簧和钢珠组合，使液体只能沿一个方向流动，反方向则堵塞。该系统中在叶尖、偏航、高速闸换向阀之前分别安装了单向阀，作用是防止液压油倒流并保持压力。如100.1，300。单向阀的职能符号：2、换向阀换向阀利用阀心对阀体的相对位置改变来控制油路的接通、关断或改变油液流动方向的。推动阀内阀心的方法有手动、脚动、机械动、液压动、电磁动等。该液压系统中用的是电磁换向阀。电磁换向阀是利用电磁铁的通、断电而直接推动阀心来控制油口的连通状态。该液压系统中采用的阀体190-1、190-2、230、290、310和350、都是换向电磁阀。电磁换向阀职能符号：-6-二位二通电磁阀（三）压力控制阀1、溢流阀当液压执行元件不动时，泵排出的油因无处可去而形成一密闭系统。理论上液压油的压力将一直增至无限大。实际上压力将增至液压元件破裂为止；或电机为维持定转速运转，输出电流将无限增大至电机烧掉为止。前者使液压系统破坏，液压油四溅；后者会引起火灾。为避免上述现象发生，就要在执行元件不动时，给系统提供一条旁路使液压油经过旁路回到油箱。在定量泵的液压系统中，常利用流量控制阀调节进入液压缸的流量，多余的压力油可经溢流阀流回油箱，可使泵的工作压力保持定值，作为溢流阀用。在正常工作状态下，溢流阀是关闭的，只有在系统压力大于其调整压力时，溢流阀才被打开，液压油溢流。对系统起过载保护的作用，作安全阀用。在系统中160、220、140-1、140-2为溢流阀。2、减压阀当回路内有两个以上液压缸，而且其中之一需要较低的工作压力，同时其他的液压缸仍需高压工作时，就得用减压阀提供一个比系统压力低的压力给低压缸。减压阀就是利用液体流过阻尼管产生压力损失，使其出口压力低于进口压力。系统中阀体200为减压阀。（四）流量控制阀1、节流阀节流阀的工作原理是当液体流动时，改变流通截面面积可以改变流量的压力。油液从入口进入，经滑轴上的节流口后，由出口流出。调整手轮使滑轴轴向移动，以改变节流口节流面积的大小，从而改变流量大小以达到调速的目的。系统中的210-1，210-2为高速闸节流控制阀。单向节流阀的职能符号：-7-单向节流阀2、比例流量阀上面的流量阀需要手动调整流量设定，而在经常需要调整流量的液压系统中，就要用到比例式流量阀了。比例式流量阀是在提动杆外装置的电磁线圈所产生的电磁力来控制流量阀的开口大小的。由于电磁线圈有良好的线性度，因此其产生的电磁力和电流的大小成正比，应用是可产生连续变化的流量，从而可任意控制流量阀的开口大小。系统中阀体320就是比例式流量控制阀，它控制叶尖压力保持在稳定的压力工作范围之内工作，当叶尖压力大于107bar持续十分钟，比例阀320阀心打开100ms,叶尖减压。使叶尖工作压力保持在正常的范围之内。（五）手阀手阀通过手动调节阀心，是其对阀体的相对位置改变，可以手动进行泄压。系统中150-1和150-2分别是系统和叶尖手阀，当检修偏航油管或高速闸或叶尖油管或更换液压站零部件时使用。（六）压力继电器压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。按结构可分为柱塞式、弹簧管式和膜片式等。系统压力继电器240是控制系统最低压力和最高压力，当系统压力达到继电器的设定压力时，液压泵停止工作，当系统压力低于继电器的最低压力时，压力继电器发出警告，保护系统。叶尖压力继电器110是控制系统最低压力和最高压力，当叶尖压力超出继电器的设定压力范围时，压力继电器发出故障警告，保护系统。（七）储压罐在短时间内供应大量的液压油，在系统不需要大量的液压油时，把液压油储存在储压罐内，需要时由蓄能器快速释放。维持系统压力。在液压泵停止工作时，蓄能器把储存油供给系统，补偿系统泄漏或充当应急电源，避免停电或系统发生故障突然中断造成的机件损坏。减小液压冲击和液压脉动。蓄能器能吸收系统在液压泵突然启动或停止、减压阀突然关闭或换向、液压缸突然运动或停止时所出现的液压冲击，并能吸收液压泵-8-工作时的液压脉动，减小幅值。液压站设有2个蓄能器，叶尖蓄能器130、系统蓄能器260。它的功能是：①对液压泵间隙工作时产生的压力进行能量存储；②在液压泵损坏时做紧急动力源；③泄露损失的压力补偿；④缓冲周期性的冲击和震荡；⑤补偿温度和压力变化时所需的容量。蓄能器职能符号：充气式蓄能器（八）过滤器过滤器（40）串接在叶尖防爆膜回油口，用于过滤防爆膜破裂后的杂质。过滤器（90）串接在偏航泄压回路，用于过滤制动器内部的杂质颗粒，可以防止偏航制动器中的杂质进入油箱。空气过滤器（20）安装在油箱上，油箱内的油位在油泵工作中和油温发生变化时会上下波动，油箱内的空气压力会随着增大或减小，空气过滤器可保证油箱内空气与外部空气产生对流，使油箱内的气压温定不致过大，同时也能阻止外界杂质的进入。过滤器的职能符号：（九）油位油位计（30）用来监测油箱内液压油的油位。当油位低于最小限定值时，油位开关动作，计算机收到信号后会发出故障信息，风机正常停机。在油位计上装有一个油位观察窗，可清晰的显示出当前的油位。-9-（十）压力表叶尖压力表120、系统压力表250实时显示压力值，便于维护时就地参考。三、液压系统工作原理液压系统由三方面组成：（一）、系统压力压力传感器（240）用来监测液压站的系统压力。当系统压力降低到140bar以下时，计算机发出指令，液压泵开始工作建压，直到系统的压力达到160bar时，计算机发出指令，液压泵停止工作。如果液压泵建压时间超过最大限定时间（60秒），计算机发出停机指令，风机正常停机。同样如果液压泵建压时间最小在0.5秒,同样的计算机发出停机指令,风机正常停机,这时要检查蓄能器是否保压正常,必要时更换蓄能器。高速闸回路：刹车释放过程，系统建压后液压油经油路一直到达电磁阀190.1、190.2，两个电磁阀的带点阀芯在电磁力的作用下1，2端口导通，高速闸刹车进油路导通，这样液压系统就提供了130-140bar的液压压力，克服高速闸的弹簧压力，使高速闸刹车松开。刹车抱紧过程，电磁阀190.1，190.2失电，2，3端口导通，高速闸刹车回路油导通，液压油经油路回到油箱，这样闸规的弹簧压力使两个高速闸刹车片紧压在刹车盘上提供制动力，使高速闸刹车抱紧。（二）、叶尖压力电磁换向阀（310）用来控制给叶尖提供工作压力。压力传感器（110）用来监测液压站的叶尖压力。溢流阀（160）用来控制叶尖的正常工作压力不超过规定的范围（106bar）。在建压过程中，叶尖的压力在达到规定压力（95bar）后仍继续上升，在达到114bar时溢流阀（160）打开，压力油通过溢流阀（160）流回油箱，叶尖压力不再上升。溢流阀（160）的设定值可以手工整定。比例阀(320)用来控制使叶尖压力保持在稳定的压力工作范围之内工作,当叶尖压力107Bar持续十分钟,比例阀(320)阀芯打开100ms(现场克根据实际运行情况来对参数进行重新设定),叶尖减压。使叶尖工作压力保持在正常的范围之内。压力传感器（110）用来监控叶尖压力运行在规定的范围内。设计允许的叶尖压力在95bar～110bar之间。在控制部分参数设定时如果计算机检测到当叶尖-10-压力低于102bar时，电磁阀(310)动作,叶尖开始补压,当检测到压力值达到105bar时电磁阀(310)失电关闭.(叶尖压力讯号的传输是以模拟量的形式来传输的,计算机可连续对叶尖压力进行检测)压力传感器（110）的设定值可根据现场实际工作情况进行适当合理的调整.叶尖回路：开机时，电磁阀310得电导通，电磁阀320，350得电断路，液压油经油路进入叶尖油缸，叶尖在液压压力的作用下客服弹簧压力沿叶片主轴旋转74度回收到叶片工作位置；气动刹车时，电磁阀310得电断路，电磁阀320，350得电导通，叶尖回油路导通，叶尖油缸中的液压油从两路回到油箱。叶尖油缸失压，叶尖在弹簧压力的作用下沿叶尖主轴反方向旋转74度，放出到叶尖刹车位置。（三）、偏航制动压力偏航闸的刹车压力由系统压力提供，溢流阀（220）用来调整偏航余压。出厂设定值为25bar,在现场可根据实际情况调整在适合的范围之内。电磁换向阀(230)用来释放偏航余压.偏航回路：系统建压后液压油经油路一直到达电磁阀290，电磁阀290失电，1、2端口导通，偏航油缸进油路导通，偏航刹车片在液压缸的推动下紧压在刹车盘上提供制动力。开始偏航时，电磁阀290得电，阀芯在电磁力的作用下移动使2，3端口导通，偏航油缸回油路导通，液压油经油路流回油箱，但是偏航溢流阀220会使偏航油缸保持25bar余压，这样使偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，大大减小风机在偏航过程中的冲击载荷。四、建压超时故障形成原因分析及处理方法风机正常工作后，当叶尖压力传感器检测到叶尖压力低于92bar时，系统给叶尖补压，电磁阀310得电打开，液压油经油路进入叶尖油缸，当叶尖压力达到98bar时，系统停止给叶尖补压；当系统压力传感器检测到系统压力低于系统压力设定值132bar时，液压泵给系统补压，当系统压力达到142bar时，系统停止补压。建压超时（57号）故障程序定义为：液压泵工作时间超过设定时间（60s）。执行动作：系统报出建压超时后，310失电停止叶尖进油，执行320、