摘要：随着我国经济的高速发展，我国风电也得到大力的发展。风电机组是在无人监管下全自动运行，并逐渐成为了现代大型风电机组的设计理念和设计原则。在通常情况下，风电机组除半年、一年次的定检维护外，没有机组大修，在保证机组运行安全的前提下，充分利用现代通讯和网络技术，对机组进行远程检查、故障诊断和处理，尽可能地减少登机次数，减少运维成本。随着海上风电场的发展，减少登机维修次数，对降低机组度电成本具有重要的意义。本文对诊断和分析双馈风电机组的一些常见故障，提出相应处理方法，同时给出风电机组的维护保养建议。
关键词：风电机组；故障；处理措施
1风电机组构成
1.1风轮
风轮是捕获风能的装置，由叶片和轮毂组成。风电机组叶片设计既要满足气动特性的要求，又能符合结构和所用材料的特征。目前叶片主要采用玻璃纤维增强材料制造。轮毂为球墨铸铁件，主要连接叶片和主轴。其作用是将叶片上的交变载荷传递到主轴上。此外，轮毂也为变桨系统，叶片轴承、导流罩、电气部件等提供结构布置。由于风电机组长期工作于雨雪大风等恶劣环境中，易造成风轮不平衡、浆叶和轮毂的腐蚀、损伤等故障。相对而言，叶片和轮毂的故障发生率是比较小的。
1.2制动系统
风电机组的制动系统包括气动制动和高速轴机械制动，气动刹车是通过改变叶片攻角，减小叶片升力，以达到降低叶片转速直至停机；高速轴机械制动是通过制动片与制动盘间摩擦力，实现停机。机械制动是一种制动式减慢旋转负载的装置。在正常停机状态，先启动气动制动，减速至一定转速或时间后，机械制动动作，停机。紧急停机状态下，气动制动和机械制动同时动作，确保风电机组在短时间内停机。其中为了监视机械制动机构的内部状态，制动卡钳内部装有温度传感器和指示制动片厚度的传感器。
1.3电气系统
风电机组的电气系统通过变频器等电气设备与电网连接，向电网输送电能，同时控制电能参数。电气系统零件较多，故障种类较多，发生较为频繁，故障类型主要有短路故障、过电流故障、过载故障、过电压故障、欠电压故障、过温故障、接地故障、无法启动变频器和频繁跳故障等。
1.4控制系统
风电机组控制系统主要完成机组的智能化自动控制、监测和远程通讯等控制功能。它一般包括机舱内的主控系统、轮毂内的变桨控制系统和地面控制系统三部分。控制系统是整个发电过程的大脑指挥中枢，它控制偏航系统偏航对风，通过变桨系统最大限度地捕获风能，控制变流器使发电机输出稳定的电功率。一般采用变流器转子矢量控制策略，灵活调节系统的有功和无功功率，而且对电网起到功率因数补偿的作用。采用先进的控制技术，可抑制谐波，减小开关损耗，提高效率，降低成本。
1.5发电机
风力发电系统的发电机将旋转的机械能转化为电。目前国内外制造商最多采用的是双馈式异步发电机，除了可以在同步转速下运行，也可以在亚同步和超同步转速情况下获得风能最大利用率，具备变转速能力。风电机组的发电机长期运行于电磁环境中，常见故障有发电机振动过大、噪声过大、发电机过热、轴承过热、不正常杂声和绝缘损坏等。
2风机故障简述
大部分的风电机组长期工作在环境恶劣的地方，暴风、沙尘、冰冻、高温等因素使机组的运行可靠性和使用寿命受到了严重考验[2]。同时，随着机组的持续运行，其故障率也会逐渐增加。如果现场机组发出故障警报，可以从主控室的SCADA系统（SupervisoryControlandDataAcquisition，即数据采集与监视控制系统）监控界面观察，然后组织人员进行检修。如果机组距离主控室较远，仅仅检修人员到达故障机组现场就要花费很长的时间。
3故障原因
1）判定故障原因的基本步骤第一步：根据故障代码和故障信息描述，确定可能的故障范围。第二步：检查判定该故障涉及检测组件和检测回路是否正常；这需要检查检测器件本身、信号回路、I/O接口及控制器等部件。第三步：对故障描述的部件或检测组件直接监测的对象进行检查。第四步：对可能影响到故障描述的部件或对直接监测对象造成影响的关联部件进行检查。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（2）确定故障点的基本方法分析检测法：利用仪器仪表对照图纸进行逐项检测，判断出风电机组故障。替换排除法：根据对风电机组故障现象的分析及经验判断，利用完好的备品备件替换试验进行故障处理。一般情况下，可以两种方法同时使用以快速准确地判断故障。
4常见故障分析及处理方式
4.1机舱振动故障
出现机舱振动现象，一般情况下可能是由于刹车盘有异物或是刹车卡钳不能及时松闸、机舱振动传感器接线松动或损坏造成的。处理措施主要有3种：清理刹车盘上异物，检查刹车卡钳灵敏度，紧固振动传感器相关接线。
4.2风轮制动故障
机组的长期运行会磨损风轮制动垫，特别是机组的紧急停机会加速风轮制动垫的磨损。制动垫磨损到一定程度后，刹车卡钳将不能抱死风轮，在大风情况下叶轮会继续转动，甚至可能导致出现飞车现象。如果风轮垫磨损严重，就应该及时更换。
4.3液压系统故障
液压泵不能正常工作有可能是液压泵损坏，相应的控制器出现故障，或者是部分油管堵塞使相关断路器出现跳闸。液压系统出现故障后，应该首先检查油泵电机的控制线路，确认是否有接线松动或者油泵电机损坏的情况。排除这两种情况后，可以判断为油管堵塞造成的故障。这时，应该先泄掉液压站的压力，再清理相关油管堵塞物或者更换油管。如果液压站出现液压油位低或液压油低于警戒线的情况，这时则需要检查液压站，确认打压和泄压能否正常进行。如果没有问题，则再检查液压线路的油路是否有漏油现象。
4.4发电机故障
一旦发电机轴承温度发生变化，则可能的原因有发电机轴承润滑冷却不充分、轴承对中有问题。对中出现问题后，会出现磨损，导致轴承损坏或者是轴承温度传感器故障误报。出现温度异常故障时，应首先检查轴承的润滑情况，是否缺少润滑油脂，润滑油脂添加是否均匀，或者是润滑油脂添加过当，并根据实际情况添加正确品牌的润滑油脂。排除润滑油问题后，再检查轴承冷却风机是否运行正常。如果轴承温度明显偏高，则可能是温度传感器故障。排除了上述问题，则有可能是由轴承损坏引起的。因为振动太大，运行过程中发生摩擦产生高温，此时应更换轴承。如果发电机出现电刷故障，则有可能是发电机前后轴承的碳刷问题。经过长时间的磨损，碳刷的长度可能已经低于临界点的长度。此时必须更换碳刷，否则会给发电机轴承造成更大的损伤。
风电机组除了上述这些常见的故障外，还有一些故障原因需要根据现场的环境因素才能确定，比如现场温度、湿度、风速以及风向变化率等。在北方一些风场，冬天气温特别低，一些仪器必须用加热器加热后才能工作，如机舱外的风速风向传感仪。而在西北一些风场，由于常年风沙较大，仪器上的灰尘较多，所以要定期清理打扫。
5风电机组运维维护
5.1日常维护
风电机组整体以及零部件的可靠性，需要通过维护检修来保证。维护工作能及时有效发现故障隐患减少故障的发生，提高风电机组效率。风电机组在运行当中，也会出现一些故障必须到现场去处理，这样我们同时进行一下常规维护。
5.2状态监控
近两年我国大部分风电机组整机厂家配置振动监控系统，主要监测传动链、齿轮箱、发电机等关键部件的振动状态、润滑油品在线监测、后备电源在线监测等。对于提高机组的可利用率、发电量以及寿命，风电机组的状态监测系统将至关重要。基于状态监测的维护策略采用各种故障分析诊断方法，分析部件的潜在问题及问题的发展趋势，避免或降低故障产生造成的损失。
总结
风电场项目建设验收后，就进入日常运行阶段，根据目前的技术经济水平，这个阶段将长达25年，甚至更长的时间。这个阶段的任务是通过对建成风电场的日常运行、维护、检修，利用已经投资、安装的设备向社会提供清洁、可再生的风能电力，获得经济和社会效益。
参考文献：
[1]《风力发电机组装配和安装规范》（GB/T19568-2004）[S].北京：中国标准出版社，2004.
［2］张鑫．风力发电机及风力发电控制技术综述［J］．工业，2017（02）：222．
论文作者:于海洋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/2
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