風(fēng)力發(fā)電機(jī)水冷系統(tǒng)電動(dòng)三通閥問(wèn)題的分析

（北京京能新能源有限公司旗桿風(fēng)電場(chǎng),內(nèi)蒙古 赤峰 024500）

（北京京能新能源有限公司旗桿風(fēng)電場(chǎng),內(nèi)蒙古 赤峰 024500）

針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組水冷系統(tǒng)電動(dòng)三通閥問(wèn)題進(jìn)行分析，從電動(dòng)三通閥的安裝、控制以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行研究，提出需要改良安裝工藝，更換內(nèi)部器件金屬材質(zhì)，來(lái)解決電動(dòng)三通閥故障根源問(wèn)題。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；水冷系統(tǒng)；電動(dòng)三通閥；電動(dòng)執(zhí)行器

北京京能新能源有限公司旗桿風(fēng)電場(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱旗桿風(fēng)電場(chǎng)），位于內(nèi)蒙古赤峰市翁牛特旗境內(nèi)，一期裝機(jī)容量為49.5MW，安裝新疆金風(fēng)科技股份有限公司生產(chǎn)的GW87/1500直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組33臺(tái)，于2012年03月16日全部并網(wǎng)發(fā)電。經(jīng)過(guò)1年半的運(yùn)行機(jī)組已趨于穩(wěn)定，但是近半年時(shí)間旗桿風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組常報(bào)三通閥故障，明顯的降低了風(fēng)機(jī)的可利用率，給風(fēng)電場(chǎng)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失。

水冷系統(tǒng)起到在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，及時(shí)的將變流器產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，使變流器能在正常溫度下穩(wěn)定運(yùn)行作用。而電動(dòng)三通閥是通過(guò)電動(dòng)執(zhí)行器來(lái)控制三通閥開(kāi)關(guān)的部件，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)水冷系統(tǒng)重要組成部分。若機(jī)組電動(dòng)三通閥損壞或者開(kāi)關(guān)不到位將嚴(yán)重影響變流器的散熱，造成散熱不良致使風(fēng)機(jī)停機(jī)。為了解決這一問(wèn)題，現(xiàn)將旗桿風(fēng)電場(chǎng)故障現(xiàn)象做一下具體分析及改進(jìn)。

1 水冷系統(tǒng)工作原理

如圖所示，恒定壓力和流速的冷卻液流經(jīng)變流器帶走熱量，升溫后的冷卻液由高壓循環(huán)泵的進(jìn)口經(jīng)室外的空氣散熱器與冷空氣進(jìn)行熱交換，空氣散熱器將冷卻液帶走的熱量交換出去，散熱后冷卻液再循環(huán)進(jìn)入變流器。在空氣散熱器進(jìn)出口散熱管路上加裝電動(dòng)三通閥，根據(jù)水溫的變化，通過(guò)進(jìn)出閥溫度傳感器將信號(hào)傳遞給PLC，PLC根據(jù)預(yù)設(shè)好的邏輯自動(dòng)下發(fā)命令給三通閥電動(dòng)執(zhí)行器來(lái)控制三通閥閥門角度（0°～ 90°）開(kāi)關(guān)，達(dá)到開(kāi)啟內(nèi)外循環(huán)作用，以控制流經(jīng)換熱器的冷卻液流量比例，實(shí)現(xiàn)精度調(diào)節(jié)溫度的功能。（圖中M為電動(dòng)三通閥）

2 故障情況

2.1 故障觸發(fā)條件

（1）三通閥自動(dòng)受PLC調(diào)控時(shí)，三通閥開(kāi)命令脈沖發(fā)出20次以上而沒(méi)有全開(kāi)的反饋信號(hào)，或者三通閥關(guān)命令脈沖發(fā)出20次以上而沒(méi)有全關(guān)的反饋信號(hào)則報(bào)此故障。

（2）三通閥非自動(dòng)受控制時(shí)（即檢修人員手動(dòng)下達(dá)開(kāi)關(guān)命令），三通閥開(kāi)命令持續(xù)3秒沒(méi)有全開(kāi)的反饋信號(hào)，或者三通閥關(guān)命令持續(xù)3秒沒(méi)有全關(guān)的反饋信號(hào)則報(bào)此故障。

2.2 故障分析處理

近期旗桿風(fēng)電場(chǎng)有多臺(tái)風(fēng)機(jī)報(bào)三通閥故障停機(jī)，檢修人員就

地檢查未見(jiàn)明顯異常，拆開(kāi)閥體未見(jiàn)閥體損壞，但相應(yīng)模塊的反饋信號(hào)燈不亮，判定為三通閥電動(dòng)執(zhí)行器問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試與觀察，檢修人員發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致報(bào)三通閥故障的原因?yàn)槿ㄩy電動(dòng)執(zhí)行器未能按PLC下發(fā)指令執(zhí)行或者執(zhí)行不到位，測(cè)量無(wú)24V反饋信號(hào)或者測(cè)得的反饋電壓達(dá)不到24V報(bào)此故障，更換三通閥電動(dòng)執(zhí)行器后故障消除。

2.3 故障反饋出的問(wèn)題及改進(jìn)

（1）電動(dòng)執(zhí)行器安裝位置問(wèn)題分析。更換三通閥電動(dòng)執(zhí)行器時(shí)檢修人員發(fā)現(xiàn)由于水冷柜空間狹小，高瀾水冷電動(dòng)執(zhí)行器安裝位置很不合理，無(wú)法正常使用工具拆裝，給更換工作帶來(lái)了諸多不便，檢修人員重新調(diào)整三通閥對(duì)零刻度方位后再進(jìn)行安裝，解決了這一問(wèn)題，使更換工作更為簡(jiǎn)單，大大的縮短了機(jī)組的檢修時(shí)間。

（2）電動(dòng)執(zhí)行器自身設(shè)計(jì)問(wèn)題分析。檢修人員對(duì)更換下來(lái)的電動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行拆分，檢修人員發(fā)現(xiàn)行程開(kāi)關(guān)上金屬觸片被氧化形成氧化層，出現(xiàn)當(dāng)行程開(kāi)關(guān)觸發(fā)時(shí)不能導(dǎo)通或者接觸不良現(xiàn)象，導(dǎo)致三通閥電動(dòng)執(zhí)行器得不到反饋信號(hào)，三通閥不能正常工作。用鑷子尖端去除氧化層后，測(cè)試反饋信號(hào)正常。由此可見(jiàn)，隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加，行程開(kāi)關(guān)觸片處在悶熱潮濕環(huán)境下極易受到空氣氧化，長(zhǎng)此以往必將還會(huì)導(dǎo)致此故障的發(fā)生，造成機(jī)組大面積停機(jī)，給風(fēng)電場(chǎng)帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

為達(dá)到機(jī)組的長(zhǎng)久穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)該將電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)部行程開(kāi)關(guān)觸片更換為抗氧化更耐久的材質(zhì)，保證電動(dòng)執(zhí)行器的使用壽命，減少部件更換頻率，節(jié)約備件更換的費(fèi)用，起到經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行效果。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組水冷系統(tǒng)電動(dòng)三通閥問(wèn)題分析，得出三通閥故障主要是由于電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)部行程開(kāi)關(guān)觸片氧化腐蝕，導(dǎo)致觸片接觸不良。電動(dòng)三通閥決定著水冷系統(tǒng)的散熱能力，保證水冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行，才能使變流器正常穩(wěn)定工作，源源不斷的轉(zhuǎn)換電能，提高電能質(zhì)量。根據(jù)機(jī)組以后長(zhǎng)期運(yùn)行考慮，將觸片換成抗氧化腐蝕更好的金屬材料較為實(shí)用，既減少了機(jī)組故障率，又節(jié)省了更換三通閥電動(dòng)執(zhí)行器的備件費(fèi)用，保證了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。

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風(fēng)力發(fā)電機(jī)水冷系統(tǒng)電動(dòng)三通閥問(wèn)題的分析

王有發(fā)

王有發(fā)（1981—），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，本科，研究方向：電氣工程。