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1、风电机组的日常检修维护与故障处理摘要：近年来，随着多个百万千瓦级风电场的陆续开建，陆上风电进入4.0 时代。而海上风电也迈入大容量高速发展阶段，风电场的日常检修和维护工作就 显得尤为关键，同时合理的检修和维护工作也是保障风电机组能够持续稳定的重 要因素。通过对机组进行日常检修，我们能够有效掌握风电机组当前的运行情况， 了解机组各个零部件的运行状况是否存在问题，拟定出针对这一机组的维护计划， 在问题产生的初期就采取合理的维修策略，以避免损害加剧，造成对人身安全的 危害或财产损失。本文分析了风电机组的常见故障和诊断方法，并针对问题提出 对应的检修和故障处理策略，有助于保证风电机组的安全运行，确保机
2、组可利用 率和发电场经济效益的提升。关键词：风电机组；日常检修维护；故障处理引言近年来，在世界范围内能源消耗现象日益严重，各国环境问题日益突出，在 此情况下，我国在发展过程中，大力倡导可持续发展战略，将绿色能源作为能源 发展的重点。结合风力发电技术的应用情况来看，近年来该项技术水平不断提高， 并且有大规模发展潜力，是一种能够提供大量电能的可再生能源技术，从长远角 度来看，此项技术可能会成为我国发展过程中重要的代替能源。但是目前我国风 力发电事业还处于起步阶段。11风电机组的常见故障和诊断方法1.1主控系统常见故障及诊断方法主控系统是风机的大脑，风机的核心部件。风机运行的逻辑判断和动作均由 主控
3、系统控制发出。目前主流的控制系统多为PLC模块化设计，背板总线连接方 式。这类电子器件常见故障主要分为模块本身故障和外部故障。模块本身故障表 现为数字量或模拟量信号输出显示不正常或输入信号无反应、模块指示灯熄灭等 情况。故障处理方式为重新刷新相关程序或进行器件更换。外部故障多在后台监 控SCADA系统中以报警形式提醒。借助报警提示和代码描述，快速定位外部器件 故障点，达到快速处理故障的目的。但在维护过程中，切记不可忽略甚至屏蔽主 控系统报出的与安全相关的故障，将会引起严重的风机安全事故。1.2齿轮箱常见故障及诊断方法齿轮箱位于机舱内。这一部件是双馈机组传动链的重要构成部分之一，用于 连接主轴和
4、发电机。齿轮箱通常组成结构和受力状况较为复杂，尤其是在不同的 运行条件和载荷下工作时，易于产生失效的状况。这一部件常见的故障可分为齿 轮故障和轴承故障。其中，常见的齿轮故障有：断齿、齿面疲劳、粘着等；轴承 故障有：磨损、点蚀、裂纹、表面剥落等。轴承是齿轮箱的重要部件，如果在运 行中出现故障，往往会对齿轮箱造成巨大的破坏。振动监测是当前最为有效且使 用最多的检测方法，是衡量齿轮和轴承是否正常运行的主要指标。而在日常维修 中，需要对齿轮箱管路、中心孔、端盖、冷却器等进行密封性检查，观察是否存 在漏油及损坏情况。定期还要打开齿轮箱观察孔或使用内窥镜，检查喷油管流速 及喷油量是否变小、检查排气管开裂及
5、弯折情况、定期效验传感器及振动测试， 同时齿轮箱弹性支承也是重点检查的地方。和主控、变桨、变流器等电器设备的 不同，齿轮箱、电机等机械部件的日常维护和保养更为重要。2风电机组电气与控制系统检修概述在风电机组运行过程中，可以说控制系统是风电机组的大脑与神经，控制系 统能够对风电机组的运行情况进行全面感知与控制，促使风电机组能够正常运行。 结合风电机组系统的实际运行情况来看，该系统主要由安全链模块、模拟输入模 块AI以及PLC通讯模块、PLC主机等模块组成。在风电机组运行过程中，通信模 块会按照某种通讯协议，将主机传送的信息命令进行传输，使得电气设备能够在 要求下有效运行。保障机组得以安全运行的重
6、要回路为风电机组安全链回路，此 回路主要由多个节点进行串联回路进行连接而成，因此在运行过程中，只要回路 当中的一个节点发生问题，那么安全链中便会发出紧急停止的指令，使得风电机 组尽快停机，避免发生安全事故。2从机组的运行逻辑上来看，安全链的各个 环节逻辑是与的关系，在安全链运行过程中，只有安全链中的各个逻辑量为1， 才能够允许风电机组正常运行。在安全链运行过程中，主要对风电机组当中的紧 急停机按钮、振动、超速、偏航扭缆、PLC主机等设备进行监控。当风电机组在 运行过程中出现故障报警之后，检修人员往往是对故障部位进行针对性的检修， 头痛医头、脚痛医脚，不能够对风电机组进行系统性的检查。对于刚上岗
7、的检修 人员来说，对于风电机组电气设备的认知也不够全面，不能形成系统性、连贯性 的认识，在加上在机组故障报警系统中，往往不能对故障先后顺序进行判别，当 故障总数一次性出现510条之后，这无疑加大了机组电气设备检修实践难度。3风电机组的日常检修维护与故障处理3.1选择采集系统和进行软件设计数据采集系统主要是将各种传感器的信号通过A/D转换成可以接受的信号， 并将信号发送回数据存储模块。采集板卡具有各异的工作方式，巡回采集、同步 采集是常用的两种。前一种即采集卡遵循相应规则，针对性地采集各路信号。后 一种即进行采集卡经多路通道，对于信号进行同时的收取。在实际应用中，采用 同步采集的方式，可以更好地
8、完成对风电机组的监测。在落实设计软件方面上， 系统的软件模块关键性的构成部分就是故障诊断模块、信号预处理模块、特征提 取模块、辅助功能模块。开发此软件时，需要采取面向对象的编程技术，以及建 立在MFC的单文档多视图框架结构基础上，落实界面设计，确保具有良好的保密 性、安全性。3.2风电机组故障诊断重要方面首先，测取振动信号。这项工作主要在测量机组启动加速以及并网发电期间 进行，需要测量不同的振动监测点和周围振动的状态。机组加速期间临界转速区 时，对于机组振动超标的情况进行仔细的观察，包括主轴和齿轮箱等等。如果转 速到达临界值，则会增加转子共振振幅，可能由于轴系质量失衡而出现超标问题， 可作重要
9、的评价机组振动的依据。高转速区时，可以让风电机组实现并网发电的 效果，对于齿轮箱以及主轴、发电机振动频率展开分析，掌握住有无在正常的振 动状态中。其次，对于振动信号进行分析。分析振动信号就是分析振动参数，主 要采取趋势图、波德图、频谱图等。其中，波德图主要可以反映出风电机组启动 加速期间，齿轮箱以及主轴同发电机组振动状态，可以精准的表现出临界转速区 的振动现象。频谱图可以直观有效地反映出机组部件的相关特性情况。趋势图可 以反映机组运行以来的振动变化情况。最后，故障诊断。风电机组的损坏问题， 涉及到了齿面的磨损、轴承磨损以及松动、齿轮断裂等等。如果是初期的磨损， 则振动信号内可以直接的反映出振动
10、状态，依照信号频谱，可以对于特征频率展 开分析，进而得到诊断故障的结果。在故障的中后期阶段，受损位置出现较长的 一段时间内重新的磨合，所以会降低振动特征信号以及增强噪音，具有相对平稳 的温度反应。所以，振动监测诊断对预警早中期的故障问题意义巨大，需要及时 的依照故障的实际情况，实施针对性的维修。结束语：风电机组运行期间，传动系统产生较高的振动故障概率，所以，加强振动监 测及故障诊断工作尤为关键。振动监测系统经合理的采集以及分析各种振动监测 点的振动信号，依照机组相应部件的振动信号特征参数，联系起诊断系统，及时 的分析风电机组主轴以及齿轮箱、发电机组运行异常，并进行正确的诊断，提供 给风电机组维护技术重要的依据，进而将机组运行的可靠性增强。参考文献1包洪印，刘文斌，周博伟，等.风电机组振动在线监测系统研究J.无线互 联科技,2019,16(2):73-74.2胡玉辉.风电机组振动监测和故障诊断J.科学中国人,2017,(19).
