風力發電機組定期維護應用分析

王 海　李黑眼

河南豫能電力工程有限責任公司

風力發電機組定期維護應用分析

王 海李黑眼

河南豫能電力工程有限責任公司

在風電場中，風力發電機組的定期維護對降低風電機組的故障發生率以及提高風電機組的發電量起到了重要作用。本文主要針對風力發電機組定期維護應用技術的分析。

風電機組；定期維護；日常維護

風力發電機組是集電氣、機械、空氣動力學等各學科于一體的綜合產品，各部分緊密聯系，息息相關。風力發電機定期維護的好壞直接影響到發電量的多少和經濟效益的高低；風力發電機本身性能的好壞，也要通過維護檢修來保持，維護工作及時有效可以發現故障隱患，減少故障的發生，提高風機效率。

一、風電機組檢修維護

（一）電變槳風電機組變槳系統

相對于液壓驅動變槳系統，電動變槳系統在國內應用較多，國內渠道培養及發展的時間也較長，可選擇度也較大。由于電動行業在國內發展較好，各部件的國產化率較高，但在高可靠性、高穩定性的部件上進口產品仍居主導位置。

在風機變槳機構上采用3個變槳電機實現三支葉片同步變槳和單只葉片的獨立變槳。在維護方面不存在漏油隱患，但是變槳角度要求精度較液壓變槳較高，因此當某一個變槳電機與其他兩個電機變槳角度偏差到達一定范圍內時觸發故障，相對增加了變槳系統故障率的提高：那么為降低此類故障的發生次數是可以在定檢維護中來實現的；因為引發此類故障的原因一般有兩種：1、總站發出變槳信號后會通過中轉站（變槳滑環）傳送到每一個變槳控制器，由于在風機正常運行時滑環是不斷旋轉的，在長期的旋轉過程中會導致滑環滑道內產生雜物進而干擾電信號的傳輸，導致變槳信號錯誤。2、長期運行變槳齒圈上有較多附著物，當變槳時會對電機產生阻力，導致三個變槳控制器采集到的變槳信號不一致而報故障。 對于以上兩種情況解決辦法為：除了正常的消缺外，應該在每次風機的定期維護中對滑環進行檢查，必要時應將滑環拆卸進行滑道清理。還應在定檢中對變槳齒圈上的雜物等進行清理，并進行涂抹足夠油脂潤滑齒圈，可有效降低風機故障率。

（二）液壓變槳風電機組變槳系統

液壓變槳控制系統具有強大的驅動力、緊湊型結構、分布式信息指令、高動態性能、長使用壽命以及高可靠性等特點。

液壓系統的可靠性，在很大程度上取決于液壓系統密封的設計和密封件的選擇，由于設計中密封結構選用不合理，密封件的選用不合乎規范，在設計中沒有考慮到液壓油與密封材料的相容型式、負載情況、極限壓力、工作速度大小、環境溫度的變化等。這些都在不同程度上直接或間接造成液壓系統泄漏。另外，由于工程機械的使用環境中具有塵埃和雜質，所以在設計中要選用合適的防塵密封，避免塵埃等污物進入系統破壞密封、污染油液，從而產生泄漏。

密封件是由耐油橡膠等材料制成，由于長時間的使用發生老化、龜裂、損傷等都會引起系統泄漏。如果零件在工作過程中受碰撞而損傷，會劃傷密封元件，從而造成泄漏。為避免油液的泄漏在定期維護中應加強對液壓系統各個閥體、連接管路等進行仔細排查，對發現的問題及時得到解決。同時在常規缺陷處理過程中也應對這些部分進行詳細檢查。

以下表格是兩種不同變槳技術的優劣比較

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從上表可以看出在基本功能上，兩種變槳系統沒有實質性的差距，二者幾乎一致。在細節方面還是各有利弊的。但總體上來說液壓變槳技術從整體構成上來看比電動變槳技術要略微簡潔一些。液壓變槳技術可以將液壓剎車功能整合在同一個液壓系統中來實現這個分支功能。而電動變槳技術還要配置額外的液壓制動系統來實現這一分支功能。

二、風機維護可分為定期檢修和日常排故維護兩種方式。

定期的維護保養可以讓設備保持最佳期的狀態，并延長風機的使用壽命。定期檢修維護工作的主要內容有：風機聯接件之間的螺栓力矩檢查（包括電氣連接），各傳動部件之間的潤滑和各項功能測試。 定期維護的功能測試主要有超速測試，緊急停機測試，液壓系統各元件定值測試，振動開關測試，扭纜開關測試。還可以對控制器的極限定值進行一些常規測試。定期維護除以上三大項以外，還要檢查液壓油位，各傳感器有無損壞，傳感器的電源是否可靠工作，閘片及閘盤的磨損情況等方面。風機在正常運行中時，各聯接部件的螺栓長期運行在各種振動的合力當中，極易使其松動，為了不使其在松動后導致局部螺栓受力不均而斷裂，我們必須定期對其進行螺栓力矩的檢查。在環境溫度低于-5℃時，應使其力矩下降到額定力矩的80%進行緊固，并在溫度高于-5℃后進行復查。我們一般對螺栓的緊固檢查都安排在無風或風小的夏季，以避開風機的高出力季節。風機的潤滑系統主要有稀油潤滑（或稱礦物油潤滑）和干油潤滑（或稱潤滑脂潤滑）兩種方式。風機的齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用的是稀油潤滑方式，其維護方法是補加和采樣化驗，若化驗結果表明該潤滑油已無法再使用，則進行更換。干油潤滑部件有發電機軸承，偏航軸承，偏航齒等。這些部件由于運行溫度較高，極易變質，導致軸承磨損，定期維護時，必須每次都對其進行補加。另外，發電機軸承的補加劑量一定要按要求數量加入，不可過多，防止太多后擠入電機繞組，使電機燒壞。

風機在運行當中，也會出現一些故障必須我們到現場處理，這樣我們就可順便進行一下常規維護。首先要仔細觀察風機內的安全平臺和梯子是否牢固，有無連接螺栓松動，控制柜內有無糊味，電纜線有無位移，夾板是否松動，扭纜傳感器是否損壞，偏航齒的潤滑是否足夠，偏航齒輪箱、液壓油及齒輪箱油位是否正常，液壓站的表計壓力是否正常，轉動部件與旋轉部件之間有無磨損，看各油管接頭有無滲漏，齒輪油及液壓油的濾清器的指示是否在正常位置等。第二是聽，聽一下控制柜里是否有放電的聲音，有聲音就可能是有接線端子松動，或接觸不良，須仔細檢查，聽偏航時的聲音是否正常，有無干磨的聲響，聽發電機軸承有無異響，聽齒輪箱有無異響，聽閘盤與閘墊之間有無異響，聽葉片的切風聲音是否正常。第三，清理干凈自己的工作現場，并將液壓站各元件及管接頭擦凈，以便于今后觀察有無泄漏。

三、結語

雖然上述的常規維護項目并不是很完全，但我們只要每次都能做到認真、仔細，一定能防止出現故障隱患，提高設備的完好率和可利用率。要想運行維護好風力發電機組，在平時還要對風機相關理論知識進行深入地研究和學習，認真做好各種維護記錄并存檔，對庫存的備件進行定時清點，對各類風機的多發性故障進行深入細致分析，并力求對其做出有效預防。只有防患于未然，才是我們運行維護的最高境界。

［1］任玉亭.振動監測技術在風力發電機組的應用［J］.內蒙古電力技術.2010（02）

［2］王瑞闖，林富洪.風力發電機在線監測與診斷系統研究［J］.華東電力.2009（01）