數(shù)字壓力表在風力發(fā)電機組液壓制動故障診斷中的應用

呂楓　鞠彬　朱述偉

摘 要：在風力發(fā)電機組中液壓制動系統(tǒng)可以隨時根據(jù)實際情況對機組進行制動或者解除制動。由于風機液壓系統(tǒng)動作頻繁等原因導致制動系統(tǒng)動作頻繁，液壓制動系統(tǒng)受到的沖擊非常大，易導致液壓系統(tǒng)組件失效。本文針對某2.0WM風力發(fā)電機組，利用數(shù)字壓力表分析技術對液壓制動系統(tǒng)進行故障診斷，精確鎖定故障點，快速找到失效的液壓組件。

關鍵詞：數(shù)字壓力表；液壓制動系統(tǒng)；風力發(fā)電機組；故障診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.105

1 引言

隨著風力發(fā)電機組規(guī)模的壯大，風機的液壓制動系統(tǒng)故障也逐漸暴露出來。由于高頻啟動和高壓力制動，易造成液壓組件失效，輕則造成風機停機，重則會造成風機發(fā)生飛車事故，嚴重影響風力發(fā)電機組的安全穩(wěn)定性。利用數(shù)字壓力表測量系統(tǒng)測點的壓力，然后以壓力數(shù)值為依據(jù)，結合其液壓工作回路分析故障，可以準確鎖定故障點及失效的液壓組件。

2 風力發(fā)電機組液壓制動故障診斷

2.1 液壓制動系統(tǒng)工作原理

本文以某風力發(fā)電機組液壓制動反饋錯誤為分析對象，利用數(shù)字壓力表進行故障分析和診斷，圖1為風機的液壓制動系統(tǒng)圖。

制動系統(tǒng)由液壓站動力單元通過減壓閥（2V01）提供動力，蓄能罐（2Z01）保證在系統(tǒng)動力單元失去壓力時仍能進行制動操作。減壓閥（2V01）出現(xiàn)故障或蓄能罐（2Z01和 2Z05）過度加熱時安全閥（2V04）可以防止制動系統(tǒng)內(nèi)壓力過高造成液壓元件損壞。壓力開關（2S01）用于檢測制動蓄能罐（2Z01）內(nèi)的壓力，壓力開關（2S02）用于檢測制動壓力。

2.2 故障說明

系統(tǒng)接受到當前反饋狀態(tài)為制動狀態(tài)，實際上系統(tǒng)并未發(fā)出制動指令。由圖2可知，制動剎車反饋信號為常開的壓力傳感器開關2S01與常閉壓力開關2S02串聯(lián)后反饋至系統(tǒng)。常開壓力開關2S01在27bar ～ 47bar時導通，常閉壓力傳感器開關2S02在0 ～ 10bar時導通，在高于10bar時斷開。即在正常制動時2S01導通，2S02斷開，系統(tǒng)接收的信號為低電平（0V）；當不啟動制動時2S01導通，2S02導通，系統(tǒng)接收的信號為高電平（24V）。此次故障為Feedback=1，即系統(tǒng)接收到的0V，此時對應上述剎車制動狀態(tài)，但實際系統(tǒng)卻未發(fā)出使電磁閥2V02和電磁閥2V03動作的高電平（24V）啟動剎車信號。

2.3 故障診斷

（1）首先檢查壓力開關2S01

，將數(shù)字壓力表的測針連接到測壓節(jié)點2T01（圖1）處，將風機復位后，記錄其壓力值變化及2點（圖2）處電壓變化，其記錄如下圖（圖3）所示，在風機復位時沒有發(fā)出剎車制動指令時其2S01的2點（圖2）處無24V電壓，說明問題出現(xiàn)在壓力開關2S01處。通關觀察發(fā)現(xiàn)，壓力開關2S01本體的電壓隨著壓力的變化是符合其特征曲線的，說明壓力開關2S01本體正常。由于通過減壓閥2V01的壓力高于32Bar，則可以說明減壓閥2V01已經(jīng)失效。

（2）檢查壓力開關2S02，將數(shù)字壓力表的測針連接到測壓節(jié)點2T03（圖1）處，復位風機并測試制動，記錄其壓力變化與3點和4點（圖2）的導通情況，發(fā)現(xiàn)其壓力變化和導通情況均正常，說明壓力開關2S02正常。

（3）檢查電磁閥2V08，將數(shù)字壓力表測針鏈接到測壓節(jié)點2T02（圖1）處，將風機復位后測試制動，觀察其壓力變化，發(fā)現(xiàn)沒有泄壓現(xiàn)象，則說明電磁閥2V08正常。

（4）檢查TS回油回路有無堵塞現(xiàn)象，將數(shù)字壓力表測針連接到測壓節(jié)點2T04（圖1）處，將風機復位后反復測試剎車，發(fā)現(xiàn)釋放制動剎車時，壓力值迅速減至為0，則說明回油管路不存在堵塞現(xiàn)象。

通過上述分析可知：本次故障的原因是因為減壓閥2V01損壞失效，導致制動系統(tǒng)回路壓力過高，從而觸發(fā)壓力開關2S01，造成系統(tǒng)報警剎車反饋錯誤。減壓閥主要作用是將液源的壓力減壓并穩(wěn)定到一個定值，以便于調(diào)節(jié)閥能夠獲得穩(wěn)定的液源動力用于調(diào)節(jié)控制。本文中所損壞的減壓閥2V01因為長期在高壓力下工作，且因減壓閥制造質(zhì)量問題，致使主、付閥瓣彈簧疲勞折斷失效。

3 結束語

本文針對風力發(fā)電機組液壓制動系統(tǒng)可視性差、故障處理困難等問題，利用數(shù)字壓力表分析技術精確判斷出的故障點及失效損壞的液壓組件，極大的提高了工作效率。

參考文獻：

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[2]王益群，高殿榮.液壓工程師技術手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009：872-873.

作者簡介：呂楓（1992-），遼寧大連人，主要從事風力發(fā)電機組液壓系統(tǒng)研究和機械設備維護分析工作。endprint