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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

引言1

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。

2SSB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。

3SSB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。

4SSB变桨系统故障分析及处理

变桨角4.1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。

处理方法：方法一，由于B编码器是机械凸轮结构，与叶片的变桨齿圈啮合，精

度自身不高且会不断磨损，在有较大晃动时有可能产生较大偏差，因此可以先选

择复位，排除故障的偶然因素。方法二，如果反复报此故障，检修人员需进轮毂

检查A、B编码器，检查的步骤是先看编码器接线与插头，若插头或接线松动，

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4.2限位开关故障

原因分析：叶片设定值在91°触发限位开关，若触发时角度与91°有一定偏差会报

此故障。

处理方法：检查叶片实际位置，限位开关长时间运行后会松动，导致撞限位时的

角度偏大，此时需要一人进入轮毂，一人在中控器上微调叶片角度，观察到达限

位的角度，然后参考这个角度将限位开关位置重新调整至刚好能触发时，在中控

器上将角度重回91°。限位开关是由螺栓拧紧固定在轮毂上，调整时需要专用工

具。

变桨电机温度高4.3

原因分析：温度过高大多数由于线圈发热引起，有可能是电机内部短路或外载负

荷太大所致，而过流也引起温度升高。

处理方法：先检查可能引起故障的外部原因，变桨齿轮箱是否卡滞，变桨齿轮有

无异物。再检查因电气回路导致的原因，常见的是变桨电机的电磁刹车是否打开，

检查电气刹车回路有无断线，接触器有无损坏或不能吸合。排除了外部故障再检

查电机内部是否绝缘老化或被破坏导致短路。

变桨控制器出错4.4

原因分析：变桨控制器内部发出的故障，变桨控制器OK信号中断，可能是变桨

控制器故障，或者信号输出问题。

处理方法：此故障一般与其他变桨故障一起发生，当中控器故障无法控制变桨时，

PITCHCONTROLLEROK信号为0，可进入轮毂检查中控器是否损坏，一般中控器

故障，会导致无法手动变桨，若可以手动变桨，则检查信号输出的线路是否有虚

接、断线等，3.4提到的滑环问题也能引起此故障。

变桨机4.5械故障

变桨机械部分的故障主要集中在减速齿轮箱上，保养不到位加之齿轮箱自身质量

问题，使减速齿轮箱有损坏，卡滞转动不畅的情况下会导致变桨电机过流并且温

度升高，因此有电机过流和温度高的情况频发时，要检查减速齿轮箱。