华仪HW82-1500风电机组频发故障及处理

文 | 狄海龙 苑杰

华仪HW82-1500风电机组频发故障及处理

文 | 狄海龙 苑杰

华仪风能有限公司成立于2002年，专业从事风能资源测量与评估、风电场项目开发与维护、风电机组的制造和销售。华仪HW82－1500型风电机组是华仪风能有限公司与欧洲知名风电机组设计公司德国Aerodyn共同合作研发的一种新型的、适应我国各种气候条件的机组，并通过德国TUV认证。该机型在内蒙古华电玫瑰营风力发电有限公司所辖长春风电场和富丽达风电场调试及运营阶段出现了一些频发故障，双方技术人员共同进行分析，并提出解决方案予以处理。

HW82－1500型风电机组频发故障情况

一、变桨通讯故障

试运行期间，华仪HW82－1500型风电机组频繁发生该故障，表现为变桨通讯经常无规律性发生闪断现象，故障名称为“300400 变桨变频器故障”。2012年9月长春风电场发生8次该故障，占当月故障总数32%；富丽达风电场发生15次该故障，占当月故障总数的34%；2013年1月长春风电场发生15次该故障，占当月故障总数的71%；富丽达风电场发生8次该故障，占当月故障总数25%。初期主要处理方法为：就地检查变桨数据,重点查看蓄电池电压是否正常，对轮毂内的三个变桨轴距进行全面检查，对轮毂到滑环通讯线进行检查。但从故障出现的频次来看，依旧没有找到发生该故障的根本原因。

二、偏航保护故障

试运行期间，华仪HW82－1500型风电机组频繁发生此故障，故障现象为偏航电机供电回路保护开关220Q1跳闸，故障名称为“060200 偏航保护故障”。 长春风电场2012年9月发生6次该故障，占故障总数21%；2013年7月发生4次该故障，占故障总数25%；富丽达风电场2012年7月发生4次该故障，占故障总数14%；2012年 8月发生8次该故障，占故障总数20%。早期采取的处理方法为调整偏航电机电磁刹车间隙，并对偏航系统供电回路开关定值进行适当放大调整，但运行一段时间后该故障又会重复出现。

三、 桨叶位置比较故障

2013年12月，富丽达风电场华仪HW82－1500型风电机组发生9次“300330 桨叶位置比较故障”引起停机，占当月故障总数的47.37%。该故障在变桨电机编码器与桨叶位置编码器角度大于3度时触发安全链停机。风电场和华仪维护人员检查变桨蓄电池电压正常，检查桨叶绝对位置显示错误，判断冗余编码器读数存在闪断现象，对桨叶位置编码器置零，使桨叶恢复至初始位置，机组恢复正常运行，但运行一段时间此故障仍然发生。

四、 振动加速度过大故障

2013年7月－8月，长春风电场HW82－1500型风电机组集中发生“振动加速度过大故障”引起停机，共发生34次该故障，占故障总数53%。初期双方现场技术人员对频繁发生该故障的机组振动传感器进行了检查，未发现异常后复位，风电机组运行一段时间后仍然频繁发生。

五、 齿轮油冷却风扇电机过载

2012年2月富丽达风电场发生3次“80075 齿轮油冷却风扇过载”故障引起停机，占当月故障21%，长春风电场发生3次该故障，占故障总数33%。该故障在齿轮箱油冷却风扇主电源回路空气开关FG387跳闸时触发，初期现场人员对齿轮箱油冷却风扇电机以及供电回路检查正常后，将开关保护定值进行适当增大调整，复位后风扇电机恢复运行，但是运行一段时间后仍然发生该故障停机。

六、导电轨发热故障

玫瑰营公司长春风电场、富丽达风电场所使用的HW82－1500型风电机组机舱至塔底电能传输均采用江苏威腾母线公司制造的导电轨。2013年5月－9月，两个风电场多数风电机组导电轨接头处温度超过设计允许温度70℃，有3台风电机组因导电轨过热引起绝缘降低，最终发电机定子回路导电轨烧损接地，机组因导电轨故障最长停机时间30天。

七、发电机接地碳刷磨损故障

进入运营阶段，富丽达风电场频繁发生发电机接地碳刷磨损故障，该故障为发电机接地碳刷磨损至10mm时触发安全链停机，故障名称为“70070 发电机碳刷磨损故障”。2013年2月发生7次该故障，占当月故障总数的43%；3月发生15次该故障，占当月故障总数的42%。早期处理方法为更换磨损的发电机接地碳刷后恢复机组运行，但是更换完毕后不久又发生该故障。

HW82－1500型风电机组频发故障原因分析及处理

一、 变桨通讯故障

经过现场统计，两个风电场HW82－1500型风电机组有76.8%的变桨通讯故障系轮毂内变桨回路与机舱内控制回路通讯闪断所导致，检查主要故障点在变桨通讯滑环，分析主要故障原因为变桨通讯滑环长时间运行后脏污，使得轮毂内的变桨信号通过电刷与滑环传递时发生闪断。现场维护人员将风电机组变桨滑环进行统一清洗后，频繁发生该类故障的状况得到有效解决。结合生产现场实际情况，该风电场规定每六个月进行一次滑环清洗工作。

二、 偏航保护故障

工程实际中，为了保证偏航稳定性，风电机组在偏航过程中需有一定的偏航余压，用来保障机组在偏航过程中有一定阻尼。风电场和制造厂技术人员分析认为该故障系偏航回路负荷过大导致。两个风电场HW82－1500型风电机组偏航余压设定值为45bar,经过安全技术论证后，确定将偏航余压调整至35bar左右。调整后，频繁发生该故障的状况得到有效解决。

三、 桨叶位置比较故障

两个风电场HW82－1500型风电机组均采用MOOG变桨系统，经风电场、华仪、MOOG三方分析后，认为MOOG变桨系统程序不完善，将程序升级后，长春风电场该故障得到根本解决；富丽达风电场将变桨程序升级后，风电机组仍然频繁发生该故障，检查分析后确认桨叶位置编码器质量不符合使用要求，更换后该故障得到有效解决。

四、 振动加速度过大故障

由于此故障在7月、8月份雷雨天气时频繁发生，判断为电磁干扰所导致。维护人员对振动传感器屏蔽层严格按要求完善接地，重新调整振动传感器的水平度使其符合设计要求，紧固传感器相关模块，此故障频繁发生的现象得到彻底解决。

五、齿轮箱油冷却风扇电机过载故障

经过风电场、华仪、电机制造厂三方人员检查分析，确认该批次电机质量不合格，对全部风电机组内部齿轮箱油冷却风扇电机进行更换，此故障得到有效解决。

六、导电轨发热故障

风电场、华仪、导电轨制造厂三方人员召开技术联络会，确认发热原因为导电轨接头器处接触面积设计偏小，安装工艺不符合设计要求。江苏威腾母线公司重新设计制造加长接头器，安装时在接触面涂抹适量导电膏，并对安装固定螺栓力矩严格把控，更换了全部导电轨接头器。经过后续观察，导电轨过热现象得到彻底处理。

七、发电机接地碳刷磨损故障

风电场、华仪、发电机制造厂三方人员召开技术联络会进行充分论证，确定采取增加发电机主轴冲击电流的释放面积方案。该方案在发电机输入端前轴承处增加一组刷架，每个刷架装设两个12.5mm×25mm×64mm形制接地碳刷。方案实施后，经过观察，发电机接地碳刷磨损故障得到彻底解决。

结论

风电机组是风力发电企业最主要的发电设备。随着我国电力工业的长期发展，电力设备制造行业日益强大，其他发电设备的质量大幅提高，可靠性得到极大提升，稳定风电机组的运行成为保障风力发电企业可靠运行的重要环节。风力发电企业应当对风电机组的频发故障给予极大关注，只有大幅降低风电机组频发故障，风力发电企业才会安全稳定运营，才能够成为电网安全运行的重要支撑，提高利用小时数，不断发展壮大。同时，风电机组制造厂应当具有长远的眼光，在设计阶段即应针对中国国情，针对设备使用地的工况，做好适应性设计；在设备运营阶段，积极配合运营企业开展设备治理，改造设备的不足之处，认真提升产品品质，才能获得更好的市场占有率。

（作者单位：内蒙古华电玫瑰营风力发电有限公司）