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風電機組常見故障及分析

發(fā)布時間：2025-06-23

在風電場干過運維的都知道，風電機組最常見的故障就是以下幾種：

1、剎車盤的變形

剎車盤先后出現(xiàn)較明顯的變形，直接影響到了低風速下風電機組的并網運行，經與外方技術人員討論后認為，剎車力矩偏大，剎車時間較短，產生的熱量過于集中，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，延長了剎車動作到機組制動的時間，同時更換了卡鉗式彈簧剎車體內的疊簧，降低了剎車力，通過上述改進，新更換的剎車盤，目前未出現(xiàn)變形現(xiàn)象。同時，相對柔軟的剎車過程，也大大降低了整個過程對齒輪箱的沖擊載荷，剎車片的磨損也有所減輕，一定程度上節(jié)約了運行費用。

2、液壓油位低

某臺600kw風電機組一段時間內接連報液壓油位低故障，多次登機檢查未發(fā)現(xiàn)滲漏部位。經分析認為有可能齒輪箱內部的葉尖液壓管路發(fā)生泄漏。運行人員進一步檢查該機組齒輪箱，發(fā)現(xiàn)潤滑油油位偏高且油質改變，經油質化驗發(fā)現(xiàn)潤滑油粘度降低。對齒輪箱內部液壓管路進行的壓力實驗也發(fā)現(xiàn)管路存在輕微滲漏。在對齒輪箱內部液壓管路進行防滲處理之后，機組液壓管路恢復正常。由于故障的發(fā)現(xiàn)和處理較為及時，目測檢查齒輪表面未發(fā)現(xiàn)異�，F(xiàn)象，在重新更換潤滑油后，機組投入正常運行。

3、偏航減速器常見故障處理

偏航減速器的主要作用是驅動機艙旋轉，跟蹤風向的變化，偏航過程結束后又擔任著部分制動機艙的作用。工作特點是間歇工作起停較為頻繁，傳遞扭矩較大，傳動比高。因其工作特點及安裝位置限制，多采用蝸輪蝸桿機構或多級行星減速機構。我場風電機組的偏航減速器較多采用的是多級行星減速機構。由多年的運行經驗來看，采用雙偏航減速器驅動的風電機組，減速器的工作情況較為正常。而采用單電機驅動的風電機組，減速器的工作情況相對較差。經解體檢查發(fā)現(xiàn)部分故障機組的行星機構存在疲勞裂紋或者斷裂損壞。比較典型的有某型150kw風電機組采用單側偏航減速器驅動，約四分之一機組的偏航減速器第二級行星架內花鍵齒根存在不同程度的疲勞裂紋，部分花鍵齒斷裂。此外，偏航電機輸出軸鍵槽變形。經分析認為，該型機組偏航剎車主要依靠偏航電機末端的電磁剎車，輔以尼龍阻尼剎車。機組運行期間整個偏航減速器承擔了大部分沖擊載荷，導致部分薄弱部位出現(xiàn)疲勞損壞。

某型600kw風電機組采用單側偏航速器驅動，對側采用減速機構阻尼。其中一臺投運約三年半后輸出軸斷裂，解體發(fā)現(xiàn)行星減速機構部分位置有輕微疲勞裂紋。該機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接觸不良，造成偏航減速器在剎車未釋放狀態(tài)下強行偏航，因故障點較為隱秘，且故障現(xiàn)象不連續(xù)，未能及時處理解決。故障狀態(tài)時斷時續(xù)，持續(xù)了約有二十天左右后解決，約三個月后出現(xiàn)了輸出軸斷裂故障。經分析認為，偏航減速器在剎車未釋放狀態(tài)下強行偏航，是導致輸出軸斷裂的主要原因，但從解體結果來看，該型風電機組的偏航減速器存在著設計余量偏小隱患，有可能進一步疲勞損壞。

時隔一年半后，同型風電機組的偏航減速器在運行期間出現(xiàn)異常噪音，輸出軸存在明顯的間隙，解體發(fā)現(xiàn)，減速器內齒輪傳動機構損壞嚴重，行星輪齒面斷裂，行星架內花鍵損傷。經初步分析認為，減速器內部齒輪因疲勞出現(xiàn)斷裂，影響了其余齒輪的嚙合狀態(tài)，進一步損壞了整個齒輪傳動機構。該機組從最后一次登機工作到故障發(fā)生間隔不到一個月，運行人員登機工作時未發(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)生過偏航電機過載故障，這就提醒運行人員對偏航減速器的日常檢查要更加認真細致，力爭做到防患于未然。

綜合兩種型號偏航減速器的運行情況可以看到，單側偏航減速器驅動的風電機組，偏航減速器的損壞概率較雙側偏航減速器驅動的風電機組偏高。在日常巡視檢查及維護保養(yǎng)時運行人員應當注意觀察偏航減速器的運行狀態(tài)，按時檢查油位，定期檢測偏航剎車殘壓，測試偏航剎車釋放功能和偏航電機熱繼電器的功能，對于尼龍阻尼的機組應合理調整接觸面間隙，加強接觸面的潤滑，避免出現(xiàn)偏航減速器長期重載或過載運行。

我們可以分析在我國風電場經常發(fā)生齒輪箱故障可能主要有以下原因：

1、齒輪箱潤滑不良造成齒面、軸承過早磨損

大氣溫度過低，潤滑劑凝固，造成潤滑劑無法到達需潤滑部位而造成磨損潤滑劑散熱不好，經常過熱，造成潤滑劑提前失效而損壞機械嚙合表面濾芯堵塞、油位傳感器污染，潤滑劑“中毒”而失效。

2、設計上存在缺陷

齒輪的承載能力計算一般按照ISO6336(德國標準DIN3990)進行。當無法從實際運行得到經驗數(shù)據時，廠家可能選用的應用系數(shù)KA為1.3，但實際上由于風載荷的不穩(wěn)定性，使得設計與實際具有偏差，造成齒輪表面咬傷甚至表面載荷過大而疲勞破壞。說明當選擇應用系數(shù)KA為1.3時，齒輪傳動鏈中載荷遠超出按假設設計值。如果軸承選擇不合適，由于軸向載荷相當大，而造成軸承損壞。

3、失速調節(jié)型風電機組安裝角如果設置過大時，冬季就會出現(xiàn)過功率現(xiàn)象，過高載荷影響齒輪箱的壽命。

風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)是采用工業(yè)微處理器進行控制，一般都由多個CPU并列運行，其自身的抗干擾能力強，并且通過通信線路與計算機相連，可進行遠程控制，這大大降低了運行的工作量。

遠程故障排除

風機的大部分故障都可以進行遠程復位控制和自動復位控制。風機的運行和電網質量好壞是息息相關的，為了進行雙向保護，風機設置了多重保護故障，如電網電壓高、低，電網頻率高、低等，這些故障是可自動復位的。由于風能的不可控制性，所以過風速的極限值也可自動復位。還有溫度的限定值也可自動復位，如發(fā)電機溫度高，齒輪箱溫度高、低，環(huán)境溫度低等。風機的過負荷故障也是可自動復位的。

除了自動復位的故障以外，其它可遠程復位控制故障引起的原因有以下幾種：

(1)風機控制器誤報故障;

(2)各檢測傳感器誤動作;

(3)控制器認為風機運行不可靠。

（來源：沈工大新能源科學與工程）