试析风力发电机故障检修与处理

试析风力发电机故障检修与处理

潘涛

[华润电力风能（烟台）有限公司，山东烟台264000]

摘要：风力发电机在日常使用的过程中，人们必须要对其进行有效的控制管理，以避免在使用的过程中，受到各方面因素的影响，而出现质量问题，从而导致风力发电机的工作性能受到了严重的影响。为此我们就许多对风力发电机故障产生的原因进行分析，从而采用相应的技术手段来对其进行处理，以确保风力发电机的正常运行。

关键词：风力发电机；故障检修；处理

前言

经济的快速发展带来的能源危机和环境污染问题，已经引起了各国的重视。当前经济发展模式已经逐渐向绿色经济、零排放的模式过度。绿色能源的研发和利用也成为当前关注的热点，风能作为绿色能源之一，也受到了国内外的高度重视，我国中长期规划明确支持“重点研究开发大型风力发电设备”，风电装备由此得到迅猛发展。与此同时，风力机高额的维护成本严重影响了风场的经济效益。这主要是因为风场一般地处偏远地区，环境恶劣，给机组的维护工作带来了困难，增加了维护成本，降低风电的效益。为了降低风力发电机的运行危险，减少维护成本，需要大力发展风力发电机的故障检测技术。

1风力发电的概述

在当前我国社会经济发展的过程中，风力放电已经得到了人们的广泛应用，其工作原理主要是通过风力资源来对带动发电设备的运转，从而将风能转变为机械能，再将机械能转化为电能，这样不仅很好的满足了人们的用电需求，还符合当前我国社会经济可持续发展的相关标准，促进我国社会经济建设。近年来，从当前我国风力发电行业发展的实际情况来看，其建设规模也在不断的扩大，这就为我国构建社会主义和谐社会打下了扎实的基础。不过，其风力发电机组在实际使用的过程中，存在着许多的故障问题，这就对风力发电机组的正常运行有着严重的影响，为此我们就像对其故障问题产生的原因进行分析，采用相应的技术手段来对其进行处理，使其工作性能得到有效的保障。

2风力发电机故障检修与处理

2.1风力发电机故障原因

风电机工作原理是：风电机组通过风轮将风能转化为机械能，再利用主轴、齿轮箱等传动系统和发电机将机械能转为电能。风力发电机组一般设在距离地面50至80米的高空，工作环境恶劣，机组的受力情况比较复杂。桨叶的转速由风速决定，不稳定的风速致使叶片受到的冲击力度不断变化，然后传递到其他各个部件，尤其是风轮以及刚性链接的主轮、齿轮箱、发电机等容易出现故障。

2.2风力发电机几大常见故障及处理措施

（1）当故障表现为风轮转动时发出异常声响时，故障原因可能为叶片开裂、机舱罩松动或松动后碰到转动件；风轮轴承座松动或轴承损坏；增速器或齿轮箱轴承松动或损坏；制动器、发电机、联轴器松动或损坏。

处理方法：检查叶片是否有开裂；对机舱罩的螺栓进行紧固处理；重新调整风轮轴和增速器的同轴度，并紧固固定螺栓；当轴承已经损坏时，则应更换轴承，并对轴承底座进行重新安装；更换轴承及油封后，将增速器重新安装；重新固定制动器及调整刹车片间隙。调整发电机的同轴度并将紧固螺栓紧固牢靠。若联轴器损坏则需更换联轴器。

（2）风度达到额定风速以上，但风轮达不到额定转速，发电机不能输出额定电压时，故障原因可能为：风向标不对风；发电机转子和定子接触摩擦；增速器轴承或风轮轴承损坏；刹车片回位弹簧失效致使刹车片半制动状态；微机调速失灵；变桨距轴承损坏；变桨距同步器损坏。

处理方法：调整或更换风向标使之正对风向；检查驱动系统卡滞的位置，采取相应的措施消除卡滞现象；若由于液压驱动变桨距的油缸堵塞不通或漏油，更换油缸或解决漏油；若发电机轴承已经损坏，直接更换；发电机轴承弯曲，拆下转子进行校直或更换；更换弹簧，将刹车片间隙调整到合适距离；检查微机输出信号，排除控制系统故障；检查更换速度传感器；更换轴承；更换或修理变桨距同步器。

（3）偏航不灵或不能偏航，常见原因为：偏航刹车片阻尼太大；偏航电机失控或带病运转或其轴承坏；风速计或测速发电机有误；微机指令有误，调向失灵。

处理方法：调整偏航刹车液压系统压力，使之符合运行要求；更换已坏的启动偏航电机电控设备或电机轴承；对于偏航电机定子部分的线路问题，需要检查，重新布线，避免短路或断路的情况发生；更坏已坏的风向标；清洗转盘轴承的尘土和油渍，更换油封；转盘轴承坏掉的，进行一次彻底检修并更换所有轴承及润滑油；查看偏航控制模块、程序是否正常，已经损坏的，及时更换，修改有误的程序。

（4）若风轮转动但发电机不能正常发电时，故障原因可能为：发电机励磁路未连通，电刷与滑环连接处出现故障或碳刷被烧坏断路；励磁绕组线断开、发电机无剩磁、晶闸管不能正常工作、励磁发电机转子绕组线路出现断路或短路、以及其他线路部分的断路或断路，如发电机定子绕组线、直流发电机转子绕组线和定子，转子输出线等。

处理方法：停机捡修，励磁回路断线或接触不良，查出接好；有刷励磁应检查电刷、滑环，接触不良应调整刷握弹簧；刷表面烧坏应更换，对滑环表面应清洗、磨圆；找出重新接好；检查修理触发线路；更换击穿、断路晶闸管；重新用直流电源励磁，待发电机正常发电再切除直流电源；拆下发电机，再从发电机上拆下励磁机修理好再安装上；拆下发电机，重新下定子绕组，重新安装发电机；更换新发电机或修理转子，重新下线、焊接铜头（换向器）；检查，排除，重新更换线圈。

（5）发电机电压不稳，可能原因为：电网电压不稳定，发电机励磁电流异常，电刷接触不良，发电机输出线没有连接好，集电环和碳刷损坏。

处理方法：出现电网电压不稳时，应及时汇报电网调度并按调度要求进行操作；检查变频器输出励磁电流是否正常，修复变频器程序异常或更换变频器内IGBT模块；电刷跳动可更换弹簧，拧紧螺栓，或者更换已磨损电刷；检查碳刷是否正常，调整碳刷位置，若磨损则需更换。

（6）变桨距风力发电机桨叶不能收回，可能原因为：变桨驱动电机损坏；变桨控制系统异常；变桨传动系统异常。

处理方法：检查变桨驱动电机供电电压是否正常，更换损坏的供电组件，若变桨电机损坏则进行更换；检查变桨系统控制模块电压及信号是否正常，更换损坏的控制模块；检查变桨系统传动齿轮、变桨轴承是否磨损，更换损坏的变桨传动链零部件。

（7）发电机过热原因：负载太重；发电机轴承损坏或磨损严重，定子碰到转子；散热不良。

处理方法：减轻负荷；更换轴承，重新安装发电机；冷却空气不流通，清洗通风管道。

（8）发电机机舱振动原因：风轮轴承座松动；可变桨距轴承损坏；转盘上推轴承间隙太大。

处理方法：停机检查，拧紧风轮轴承座固定螺栓；更换变桨轴承；调整转盘上推轴承间隙使之减小，消除振动。

（9）塔架振动或频繁晃动的原因：塔架基础地脚螺母松动。

处理方法：利用液压扳手紧固塔筒螺栓，使螺栓力矩达到运行标准。

3结语

总而言之，风力发电机在运行的过程中，其故障问题不仅对其工作性能有着严重的影响，还存在着一定的安全隐患，容易对人们的生命财产安全造成损失。为此我们就要采用相应的故障处理办法和运维措施来对其进行处理，以确保风力发电机的正常运行。

参考文献：

[1]张新燕，何山，张晓波．风力发电机组主要部件故障诊断研究[J]．新疆大学学报（自然科学版），2009（02）

[2]李燕楠．风力发电系统中变流器故障的智能诊断算法研究[D]．兰州：兰州理工大学，2012：1-66

[3]张宏宇．考虑大规模风电调峰要求的系统机组检修计划[J]．电力系统自动化,2012（16）