風電機組傳動系統維護與故障診斷研究

榮宇龍（龍源內蒙古風力發電有限公司,呼和浩特　010010）

?

風電機組傳動系統維護與故障診斷研究

榮宇龍
（龍源內蒙古風力發電有限公司,呼和浩特010010）

摘 要：隨著我國科技的發展和經濟水平的提升，在能源利用上為了滿足當前可持續發展的基本國情，國家更加推崇使用無污染、可再生能源來代替煤、石油、天然氣等傳統資源。在這樣的背景下，風力發電逐漸進入了我國新能源研究中心的視線，風能源的開發和利用都在一定程度上得到了社會的好評和人們的認可，但是對風力進行利用過程中，同樣也要意識到，風力發電系統中的運行和維護以及故障診斷都是很重要的，我們也應該及時研究出相應的系統維護和故障修復措施。

關鍵詞：風電機組；傳動系統；維護；故障診斷

0　引言

風力發電主要是合理的運用風電機組的傳動系統，將風能轉化為動能，利用動能產生的能量來維持發電機發電，以此來實現風能向電能的轉化過程。我國當前對風力發電機組傳動系統的維護和故障診斷方面還有缺陷。本文通過對風電機組傳動系統中的故障以及系統中部件的保養工作進行探討，希望能對日后的風電機組傳動系統保養工作有所幫助。

1　風電機組傳動系統維修與故障診斷的意義

風力發電主要依靠的是風電機組傳動系統間各個程序的相互配合，其也是風力發電工程的主要工作體系，風電機組傳動系統運行過程以及運行模式時時刻刻都會對風力發電的速率以及效率產生影響。

風電機組系統內部如果發生故障未得到及時的處理，很有可能會對整個機組造成零部件的損壞，降低其使用壽命，嚴重的還可能會對齒輪組或者主軸承等大型關鍵性零件造成散落或者零碎，最終導致風電機組系統癱瘓，無法正常使用，所以，對風電機組傳動系統的維修與故障分析診斷工作一定要有條理性，有時效性，要嚴格控制好風電機組系統的穩定程度，及時發現故障位置，降低故障發生風險，是對風電機組保護的重要方法，也是提高能源利用率和能源產生速率的有效手段。

2　風電機組傳動系統故障類型以及維修診斷方法

2.1齒輪組的維修以及診斷方法

2.1.1齒輪箱的維護

齒輪箱的檢查工作主要是通過對齒輪箱的一系列內部構造進行監測，包括齒輪箱反映出來的聲音是否存在不和諧部分；油位是否存在泄漏的情況；齒輪箱是否完整以及齒輪是否需要上油。根據以上幾個方面，要做到每個月都對齒輪箱進行檢查，如果發現油量不足則應該先將齒輪箱中齒輪進行逐個清洗，不要在舊油的基礎上再加新油，這樣可能會導致齒輪間摩擦力增大，增加齒輪帶的壓力，長期以此，會導致齒面磨損，無法起到傳輸作用。還要定期對齒輪箱彈性系統進行檢查，及時進行更換或者維修，不要等到磨損嚴重再將其取出，發現有問題應該立刻進行修復或者更換，以免造成齒輪停止運轉，影響電能的供應。

2.1.2齒輪箱故障診斷

齒輪箱經常發生的故障主要是齒輪老化退化和齒輪面脫落以及齒面腐蝕等問題，導致齒輪相互之間咬合不嚴密，導致齒輪脫扣或者齒輪以及腐蝕脫落等現象，對這種情況的處理方法主要就是利用內窺鏡和油液檢測手段按時每半年保證對齒輪咬合程度進行檢測，如果發現有以上現象，應該及時對齒輪咬合度進行修正，必要時可以進行更換，避免因為齒輪咬合松動導致齒輪脫落或脫扣甚至腐蝕等現象。

總而言之，在風電機系統中，齒輪箱發生故障的幾率比較小，但是一旦有了毛病，就會造成很大的損失，所以，技術工作監管人員應該具備高度的責任感和義務，嚴格嚴謹的對齒輪箱的運行狀態進行實時監控。

2.2主軸軸承的應用及故障診斷

2.2.1主軸承的應用和問題

主軸承在風電機內部構造系統中起到支撐曲軸的作用，可以說如果主軸承出現了問題，則整個風電機系統就癱瘓了，目前，我國在應用風電機進行風能轉化的過程中，一般都采用滾動軸承，滾動軸承的好處就是生產效率高，能源利用率大，但是相對的，和其他軸承相比，滾動軸承由于接觸面積大，比較脆弱，容易受到損壞，主要表現為軸承局部磨損、銹蝕，導致轉動結構不靈活，轉動阻力大甚至卡死等嚴重影響風電機正常工作。

2.2.2主軸承運行故障診斷

主軸承發生故障的主要原因就是潤滑工作做的不到位，影響主軸承潤滑的因素有很多，例如溫度、濕度、壓力、接觸面積以及使用時長，這都會導致主軸承上的潤滑油慢慢凝固，導致潤滑作用失效，不僅不能達到指定的運轉速度，而且長期以此還會造成損壞，輕則造成主軸承的磨損，重則嚴重影響風電機內部系統，導致整個機組癱瘓，無法運轉。

其中點腐蝕是主軸承運行過程中經常發生的故障，點腐蝕是由于金屬表面疏松、缺陷或者夾渣等產生微電池作用導致的，點腐蝕一般呈圓形，其周圍沒有裂痕，而且能夠向深處擴展，甚至能穿透金屬，在高接觸應力作用下引起應力集中從而導致表面剝落，最終引起軸承失效。

目前，對于主軸承發生的潤滑工作不到位的問題，相關管理人員應該及時對主軸承的潤滑效果進行排查和對比，要時刻注意在風電機正常運行的過程中，保證主軸承處于正常的工作條件內運行，通過對主軸承油脂的含量和均勻度來判斷油脂的潤滑效果。

在主軸承轉動過程中，還要時刻對其振動效果進行觀測，如果發現振動幅度或振動強度有所變化，應該立即采取相應的維護和護理工作，避免造成大的損失。

3　結束語

我國目前對風力發電技術熟練度還存在著一些實踐上的缺陷，對于風電機的傳統系統來說，齒輪-主軸的維護保養工作是當前對風電機整體系統正常的運行起到關鍵性作用的一步，它關系到整個風力發電系統的效率。相關部門應該加大對風電機組傳動系統維護和故障診斷工作的力度，積極排除疑難問題，在一定程度上可以保證我國能源的可持續發展。

參考文獻：

[1]張照煌,丁顯,劉曼,曾菊瑛.基于小波變換的風電機組傳動系統故障診斷與分析[J].應用基礎與工程科學學報,2011(S1):210-218.

[2]馬婧華,湯寶平,韓延.風電機組傳動系統網絡化狀態監測與故障診斷系統設計[J].重慶大學學報,2015(01):37-44.

[3]申戩林,王靈梅,郭東杰,李德志.基于改進小波包與包絡譜的風電機組傳動系統的故障診斷方法研究[J].太陽能學報,2014(09):1771-1777.

[4]崔勇.小波包變換和RBF網絡在風電機組傳動鏈故障診斷的應用研究[J].組合機床與自動化加工技術,2013(10):95-97.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.209