風(fēng)電機(jī)組常見(jiàn)故障及分析

在風(fēng)電場(chǎng)干過(guò)運(yùn)維的都知道，風(fēng)電機(jī)組最常見(jiàn)的故障就是以下幾種：

1、剎車盤(pán)的變形

剎車盤(pán)先后出現(xiàn)較明顯的變形，直接影響到了低風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行，經(jīng)與外方技術(shù)人員討論后認(rèn)為，剎車力矩偏大，剎車時(shí)間較短，產(chǎn)生的熱量過(guò)于集中，先后將原先使用的15#液壓油換為32#液壓油，并換裝了剎車阻尼管，延長(zhǎng)了剎車動(dòng)作到機(jī)組制動(dòng)的時(shí)間，同時(shí)更換了卡鉗式彈簧剎車體內(nèi)的疊簧，降低了剎車力，通過(guò)上述改進(jìn)，新更換的剎車盤(pán)，目前未出現(xiàn)變形現(xiàn)象。同時(shí)，相對(duì)柔軟的剎車過(guò)程，也大大降低了整個(gè)過(guò)程對(duì)齒輪箱的沖擊載荷，剎車片的磨損也有所減輕，一定程度上節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用。

2、液壓油位低

某臺(tái)600kw風(fēng)電機(jī)組一段時(shí)間內(nèi)接連報(bào)液壓油位低故障，多次登機(jī)檢查未發(fā)現(xiàn)滲漏部位。經(jīng)分析認(rèn)為有可能齒輪箱內(nèi)部的葉尖液壓管路發(fā)生泄漏。運(yùn)行人員進(jìn)一步檢查該機(jī)組齒輪箱，發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油油位偏高且油質(zhì)改變，經(jīng)油質(zhì)化驗(yàn)發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油粘度降低。對(duì)齒輪箱內(nèi)部液壓管路進(jìn)行的壓力實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)管路存在輕微滲漏。在對(duì)齒輪箱內(nèi)部液壓管路進(jìn)行防滲處理之后，機(jī)組液壓管路恢復(fù)正常。由于故障的發(fā)現(xiàn)和處理較為及時(shí)，目測(cè)檢查齒輪表面未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，在重新更換潤(rùn)滑油后，機(jī)組投入正常運(yùn)行。

3、偏航減速器常見(jiàn)故障處理

偏航減速器的主要作用是驅(qū)動(dòng)機(jī)艙旋轉(zhuǎn)，跟蹤風(fēng)向的變化，偏航過(guò)程結(jié)束后又擔(dān)任著部分制動(dòng)機(jī)艙的作用。工作特點(diǎn)是間歇工作起停較為頻繁，傳遞扭矩較大，傳動(dòng)比高。因其工作特點(diǎn)及安裝位置限制，多采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)或多級(jí)行星減速機(jī)構(gòu)。我場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組的偏航減速器較多采用的是多級(jí)行星減速機(jī)構(gòu)。由多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，采用雙偏航減速器驅(qū)動(dòng)的風(fēng)電機(jī)組，減速器的工作情況較為正常。而采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)電機(jī)組，減速器的工作情況相對(duì)較差。經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)部分故障機(jī)組的行星機(jī)構(gòu)存在疲勞裂紋或者斷裂損壞。比較典型的有某型150kw風(fēng)電機(jī)組采用單側(cè)偏航減速器驅(qū)動(dòng)，約四分之一機(jī)組的偏航減速器第二級(jí)行星架內(nèi)花鍵齒根存在不同程度的疲勞裂紋，部分花鍵齒斷裂。此外，偏航電機(jī)輸出軸鍵槽變形。經(jīng)分析認(rèn)為，該型機(jī)組偏航剎車主要依靠偏航電機(jī)末端的電磁剎車，輔以尼龍阻尼剎車。機(jī)組運(yùn)行期間整個(gè)偏航減速器承擔(dān)了大部分沖擊載荷，導(dǎo)致部分薄弱部位出現(xiàn)疲勞損壞。

某型600kw風(fēng)電機(jī)組采用單側(cè)偏航速器驅(qū)動(dòng)，對(duì)側(cè)采用減速機(jī)構(gòu)阻尼。其中一臺(tái)投運(yùn)約三年半后輸出軸斷裂，解體發(fā)現(xiàn)行星減速機(jī)構(gòu)部分位置有輕微疲勞裂紋。該機(jī)組輸出軸斷裂前控制器的偏航剎車釋放指令輸出繼電器觸點(diǎn)接觸不良，造成偏航減速器在剎車未釋放狀態(tài)下強(qiáng)行偏航，因故障點(diǎn)較為隱秘，且故障現(xiàn)象不連續(xù)，未能及時(shí)處理解決。故障狀態(tài)時(shí)斷時(shí)續(xù)，持續(xù)了約有二十天左右后解決，約三個(gè)月后出現(xiàn)了輸出軸斷裂故障。經(jīng)分析認(rèn)為，偏航減速器在剎車未釋放狀態(tài)下強(qiáng)行偏航，是導(dǎo)致輸出軸斷裂的主要原因，但從解體結(jié)果來(lái)看，該型風(fēng)電機(jī)組的偏航減速器存在著設(shè)計(jì)余量偏小隱患，有可能進(jìn)一步疲勞損壞。

時(shí)隔一年半后，同型風(fēng)電機(jī)組的偏航減速器在運(yùn)行期間出現(xiàn)異常噪音，輸出軸存在明顯的間隙，解體發(fā)現(xiàn)，減速器內(nèi)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損壞嚴(yán)重，行星輪齒面斷裂，行星架內(nèi)花鍵損傷。經(jīng)初步分析認(rèn)為，減速器內(nèi)部齒輪因疲勞出現(xiàn)斷裂，影響了其余齒輪的嚙合狀態(tài)，進(jìn)一步損壞了整個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)組從最后一次登機(jī)工作到故障發(fā)生間隔不到一個(gè)月，運(yùn)行人員登機(jī)工作時(shí)未發(fā)現(xiàn)偏航系統(tǒng)有異常噪音，且檢查油位正常，其間也未發(fā)生過(guò)偏航電機(jī)過(guò)載故障，這就提醒運(yùn)行人員對(duì)偏航減速器的日常檢查要更加認(rèn)真細(xì)致，力爭(zhēng)做到防患于未然。

綜合兩種型號(hào)偏航減速器的運(yùn)行情況可以看到，單側(cè)偏航減速器驅(qū)動(dòng)的風(fēng)電機(jī)組，偏航減速器的損壞概率較雙側(cè)偏航減速器驅(qū)動(dòng)的風(fēng)電機(jī)組偏高。在日常巡視檢查及維護(hù)保養(yǎng)時(shí)運(yùn)行人員應(yīng)當(dāng)注意觀察偏航減速器的運(yùn)行狀態(tài)，按時(shí)檢查油位，定期檢測(cè)偏航剎車殘壓，測(cè)試偏航剎車釋放功能和偏航電機(jī)熱繼電器的功能，對(duì)于尼龍阻尼的機(jī)組應(yīng)合理調(diào)整接觸面間隙，加強(qiáng)接觸面的潤(rùn)滑，避免出現(xiàn)偏航減速器長(zhǎng)期重載或過(guò)載運(yùn)行。

我們可以分析在我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)常發(fā)生齒輪箱故障可能主要有以下原因：

1、齒輪箱潤(rùn)滑不良造成齒面、軸承過(guò)早磨損

大氣溫度過(guò)低，潤(rùn)滑劑凝固，造成潤(rùn)滑劑無(wú)法到達(dá)需潤(rùn)滑部位而造成磨損潤(rùn)滑劑散熱不好，經(jīng)常過(guò)熱，造成潤(rùn)滑劑提前失效而損壞機(jī)械嚙合表面濾芯堵塞、油位傳感器污染，潤(rùn)滑劑“中毒”而失效。

2、設(shè)計(jì)上存在缺陷

齒輪的承載能力計(jì)算一般按照ISO6336(德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN3990)進(jìn)行。當(dāng)無(wú)法從實(shí)際運(yùn)行得到經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，廠家可能選用的應(yīng)用系數(shù)KA為1.3，但實(shí)際上由于風(fēng)載荷的不穩(wěn)定性，使得設(shè)計(jì)與實(shí)際具有偏差，造成齒輪表面咬傷甚至表面載荷過(guò)大而疲勞破壞。說(shuō)明當(dāng)選擇應(yīng)用系數(shù)KA為1.3時(shí)，齒輪傳動(dòng)鏈中載荷遠(yuǎn)超出按假設(shè)設(shè)計(jì)值。如果軸承選擇不合適，由于軸向載荷相當(dāng)大，而造成軸承損壞。

3、失速調(diào)節(jié)型風(fēng)電機(jī)組安裝角如果設(shè)置過(guò)大時(shí)，冬季就會(huì)出現(xiàn)過(guò)功率現(xiàn)象，過(guò)高載荷影響齒輪箱的壽命。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是采用工業(yè)微處理器進(jìn)行控制，一般都由多個(gè)CPU并列運(yùn)行，其自身的抗干擾能力強(qiáng)，并且通過(guò)通信線路與計(jì)算機(jī)相連，可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這大大降低了運(yùn)行的工作量。

遠(yuǎn)程故障排除

風(fēng)機(jī)的大部分故障都可以進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制和自動(dòng)復(fù)位控制。風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和電網(wǎng)質(zhì)量好壞是息息相關(guān)的，為了進(jìn)行雙向保護(hù)，風(fēng)機(jī)設(shè)置了多重保護(hù)故障，如電網(wǎng)電壓高、低，電網(wǎng)頻率高、低等，這些故障是可自動(dòng)復(fù)位的。由于風(fēng)能的不可控制性，所以過(guò)風(fēng)速的極限值也可自動(dòng)復(fù)位。還有溫度的限定值也可自動(dòng)復(fù)位，如發(fā)電機(jī)溫度高，齒輪箱溫度高、低，環(huán)境溫度低等。風(fēng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷故障也是可自動(dòng)復(fù)位的。

除了自動(dòng)復(fù)位的故障以外，其它可遠(yuǎn)程復(fù)位控制故障引起的原因有以下幾種：

(1)風(fēng)機(jī)控制器誤報(bào)故障;

(2)各檢測(cè)傳感器誤動(dòng)作;

(3)控制器認(rèn)為風(fēng)機(jī)運(yùn)行不可靠。

（來(lái)源：沈工大新能源科學(xué)與工程）