风力发电机组定期维护应用分析

王 海　李黑眼

河南豫能电力工程有限责任公司

风力发电机组定期维护应用分析

王 海李黑眼

河南豫能电力工程有限责任公司

在风电场中，风力发电机组的定期维护对降低风电机组的故障发生率以及提高风电机组的发电量起到了重要作用。本文主要针对风力发电机组定期维护应用技术的分析。

风电机组；定期维护；日常维护

风力发电机组是集电气、机械、空气动力学等各学科于一体的综合产品，各部分紧密联系，息息相关。风力发电机定期维护的好坏直接影响到发电量的多少和经济效益的高低；风力发电机本身性能的好坏，也要通过维护检修来保持，维护工作及时有效可以发现故障隐患，减少故障的发生，提高风机效率。

一、风电机组检修维护

（一）电变桨风电机组变桨系统

相对于液压驱动变桨系统，电动变桨系统在国内应用较多，国内渠道培养及发展的时间也较长，可选择度也较大。由于电动行业在国内发展较好，各部件的国产化率较高，但在高可靠性、高稳定性的部件上进口产品仍居主导位置。

在风机变桨机构上采用3个变桨电机实现三支叶片同步变桨和单只叶片的独立变桨。在维护方面不存在漏油隐患，但是变桨角度要求精度较液压变桨较高，因此当某一个变桨电机与其他两个电机变桨角度偏差到达一定范围内时触发故障，相对增加了变桨系统故障率的提高：那么为降低此类故障的发生次数是可以在定检维护中来实现的；因为引发此类故障的原因一般有两种：1、总站发出变桨信号后会通过中转站（变桨滑环）传送到每一个变桨控制器，由于在风机正常运行时滑环是不断旋转的，在长期的旋转过程中会导致滑环滑道内产生杂物进而干扰电信号的传输，导致变桨信号错误。2、长期运行变桨齿圈上有较多附着物，当变桨时会对电机产生阻力，导致三个变桨控制器采集到的变桨信号不一致而报故障。 对于以上两种情况解决办法为：除了正常的消缺外，应该在每次风机的定期维护中对滑环进行检查，必要时应将滑环拆卸进行滑道清理。还应在定检中对变桨齿圈上的杂物等进行清理，并进行涂抹足够油脂润滑齿圈，可有效降低风机故障率。

（二）液压变桨风电机组变桨系统

液压变桨控制系统具有强大的驱动力、紧凑型结构、分布式信息指令、高动态性能、长使用寿命以及高可靠性等特点。

液压系统的可靠性，在很大程度上取决于液压系统密封的设计和密封件的选择，由于设计中密封结构选用不合理，密封件的选用不合乎规范，在设计中没有考虑到液压油与密封材料的相容型式、负载情况、极限压力、工作速度大小、环境温度的变化等。这些都在不同程度上直接或间接造成液压系统泄漏。另外，由于工程机械的使用环境中具有尘埃和杂质，所以在设计中要选用合适的防尘密封，避免尘埃等污物进入系统破坏密封、污染油液，从而产生泄漏。

密封件是由耐油橡胶等材料制成，由于长时间的使用发生老化、龟裂、损伤等都会引起系统泄漏。如果零件在工作过程中受碰撞而损伤，会划伤密封元件，从而造成泄漏。为避免油液的泄漏在定期维护中应加强对液压系统各个阀体、连接管路等进行仔细排查，对发现的问题及时得到解决。同时在常规缺陷处理过程中也应对这些部分进行详细检查。

以下表格是两种不同变桨技术的优劣比较

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从上表可以看出在基本功能上，两种变桨系统没有实质性的差距，二者几乎一致。在细节方面还是各有利弊的。但总体上来说液压变桨技术从整体构成上来看比电动变桨技术要略微简洁一些。液压变桨技术可以将液压刹车功能整合在同一个液压系统中来实现这个分支功能。而电动变桨技术还要配置额外的液压制动系统来实现这一分支功能。

二、风机维护可分为定期检修和日常排故维护两种方式。

定期的维护保养可以让设备保持最佳期的状态，并延长风机的使用寿命。定期检修维护工作的主要内容有：风机联接件之间的螺栓力矩检查（包括电气连接），各传动部件之间的润滑和各项功能测试。 定期维护的功能测试主要有超速测试，紧急停机测试，液压系统各元件定值测试，振动开关测试，扭缆开关测试。还可以对控制器的极限定值进行一些常规测试。定期维护除以上三大项以外，还要检查液压油位，各传感器有无损坏，传感器的电源是否可靠工作，闸片及闸盘的磨损情况等方面。风机在正常运行中时，各联接部件的螺栓长期运行在各种振动的合力当中，极易使其松动，为了不使其在松动后导致局部螺栓受力不均而断裂，我们必须定期对其进行螺栓力矩的检查。在环境温度低于-5℃时，应使其力矩下降到额定力矩的80%进行紧固，并在温度高于-5℃后进行复查。我们一般对螺栓的紧固检查都安排在无风或风小的夏季，以避开风机的高出力季节。风机的润滑系统主要有稀油润滑（或称矿物油润滑）和干油润滑（或称润滑脂润滑）两种方式。风机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱采用的是稀油润滑方式，其维护方法是补加和采样化验，若化验结果表明该润滑油已无法再使用，则进行更换。干油润滑部件有发电机轴承，偏航轴承，偏航齿等。这些部件由于运行温度较高，极易变质，导致轴承磨损，定期维护时，必须每次都对其进行补加。另外，发电机轴承的补加剂量一定要按要求数量加入，不可过多，防止太多后挤入电机绕组，使电机烧坏。

风机在运行当中，也会出现一些故障必须我们到现场处理，这样我们就可顺便进行一下常规维护。首先要仔细观察风机内的安全平台和梯子是否牢固，有无连接螺栓松动，控制柜内有无糊味，电缆线有无位移，夹板是否松动，扭缆传感器是否损坏，偏航齿的润滑是否足够，偏航齿轮箱、液压油及齿轮箱油位是否正常，液压站的表计压力是否正常，转动部件与旋转部件之间有无磨损，看各油管接头有无渗漏，齿轮油及液压油的滤清器的指示是否在正常位置等。第二是听，听一下控制柜里是否有放电的声音，有声音就可能是有接线端子松动，或接触不良，须仔细检查，听偏航时的声音是否正常，有无干磨的声响，听发电机轴承有无异响，听齿轮箱有无异响，听闸盘与闸垫之间有无异响，听叶片的切风声音是否正常。第三，清理干净自己的工作现场，并将液压站各元件及管接头擦净，以便于今后观察有无泄漏。

三、结语

虽然上述的常规维护项目并不是很完全，但我们只要每次都能做到认真、仔细，一定能防止出现故障隐患，提高设备的完好率和可利用率。要想运行维护好风力发电机组，在平时还要对风机相关理论知识进行深入地研究和学习，认真做好各种维护记录并存档，对库存的备件进行定时清点，对各类风机的多发性故障进行深入细致分析，并力求对其做出有效预防。只有防患于未然，才是我们运行维护的最高境界。

［1］任玉亭.振动监测技术在风力发电机组的应用［J］.内蒙古电力技术.2010（02）

［2］王瑞闯，林富洪.风力发电机在线监测与诊断系统研究［J］.华东电力.2009（01）