摘要：风力发电作为绿色能源，其推广和使用也是越来越广泛，但风力发电机由于其工作环境所限，风力发电机的故障检修工作也显得越发难以进行，本文就常见的九大故障进行分析，并提出处理意见。
关键词：风力；发电机；故障
1引言
风能是当今可再生能源典型，是目前石化能源的主要代替品。近几年，随着我国不断的提升风能利用能力和相关风能设备逐渐成熟，风力发电厂在国内各地也是不断地被建造，也在不断扩大风电机组所具有的规模。随着风力发电机组规模和数量的日益增加，也不断加大了各种故障的发生可能性，同时风电场发电机组的维修费用也是逐渐增多。经有关数据统计得出，发电机组维护费用在风力发电厂的总成本中已将占到了五分之一以上。因此为了更好的确保风力发电机组的稳定、安全、经济运行，研究风力发电机运行特征显得意义重大。
2风电场的生产特征
盛行风地带是当前我国大部分风电场的建造地带，且这些地区都具有盛行风约半年以上。这些地区的电能总量风力发电总量就占到3/4以上，甚至在无风时期的电能供应都不成问题。就风电场的生产经营而言，它在正式投入运行中主要的运营成本包含了设备的折旧费、人工成本、银行利息、检修费用等，其中最为突出是检修费用，这一点往往是最容易控制的一环。
3风电场风力发电机故障特点
对于一个风力发电厂的电力机组而言，不少于20种常见故障都会在任何一组机组体现出来[1]，产品质量问题是造成这种现象的重要因素。一般来看，风力发电机组的从属设备不会因为内部故障而造成威胁，整个发电机组的安全也不会因为这种故障问题的存在而造成威胁，因此进行检修必须是在负荷率非常低的情况下才能够进行，甚至不少机组生产商更是明文规定这类故障进行检修必须只有在设备停止运行的状况下进行。因此，风力发电机组的故障大多数因为内部构件在故障状态运行进一步恶化造成的，容易恶化和扩大往往是由于传动系统的故障而造成的。经过巡检往往不能够发现这种故障，那么则只能通过振动谱或是者优质化验结果来进行分析。
4风电场风力发电机故障检修与处理措施
4.1风力发电机故障原因
风电机工作原理是：机械能是通过风电机组风轮将风能进一步转化获得的，再利用其他传动系统和发电机进进一步将机械能转为电能。风力发电机组一般设在高处约离地面50至80米，工作环境恶劣，机组具有较复杂的受力情况。风速决定着桨叶的转速，由于风速的不稳定致使叶片受到不断变化的冲击力度，然后再传递到其他各个部件，主轮、齿轮箱、发电机等较容易出现故障是因为风轮与其刚性链接所造成的。
4.2风力发电机九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，可能因为叶片开裂、机舱罩松动或松动后与转动件相碰撞所造成成的；齿轮箱轴承松动或增速器异常；轴承损坏或者由于风轮轴承座松动；制动器、发电机、联轴器松动或损坏。
处理方法：检查是否有开裂的叶片；机舱罩的螺栓应对其进行紧固处理；风轮轴和增速器的同轴度应重新调整，固定螺栓应重新紧固；制动器重新固定及刹车片间隙重新调整。发电机的同轴度进行调整并将紧固螺栓紧固牢靠。如果出现联轴器损坏的情况则需要更换联轴器；在轴承已经损坏的情况下，则必须进行轴承的更换，并重新安装轴承底座；轴承及油封更换后，重新安装增速器。
2）风度达到额定风速以上，但风轮转速达不到额定值，额定电压不能被发电机输出时，故障原因可能为[2]：风向标不对风；风轮、增速器、变桨距轴承可能损坏；发电机转子和定子发生接触摩擦现象；刹车片半制动状态是由于刹车片回位弹簧失效所导致的；微机调速发生失灵情况；变桨距同步器的损坏。
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处理方法：为了使之正对风向需调整或更换风向标；驱动系统卡滞的位置需要进行检查，卡滞现象如果发生需采取相应的措施进行消除；若发生液压驱动变桨距的油缸堵塞不通或漏油的现象，需进行油缸更换或使漏油问题得到解决；刹车片出现间隙调需更换弹簧，将调整至合适距离；如果发电机轴承已经损坏，需更换新的；发电机轴承弯曲，需在拆下转子的情况下进行校直或更换；检查更换速度传感器；更换轴承；变桨距同步器进行更换或修理；微机输出信号需要进一步检查，系统故障得以排除与控制。
3）不能调向或调向不灵，常见原因为：偏航刹车片具有太大的阻尼；带病运转或调向电机失控或其轴承损坏；测速发电机或风速计有误；微机下达指令有误，调向失灵。
处理方法：调整偏航刹车液压系统压力，使之运行符合要求；电机轴承或启动调向电机电控设备如果已损坏需进行更换的；转盘轴承的尘土和油渍进行清洗，油封进行更换；如果转盘轴承坏掉，需进行一次彻底检修并进行所有轴承及润滑油更换；如果是调向电机定子部分的线路问题，需要进行检查，线路重新布置，短路或断路的情况避免发生；风向标已坏的情况需进行更坏；偏航控制模块、程序需查看是否正常，如已损坏的，应立即更换，有误的程序进行修改。
4）若风轮转动但发电机不能正常发电时，故障原因可能为：励磁发电机转子的绕组线路出现断路或短路现象、断路或断路在其他线路部分发生；；励磁绕组线断开、发电机无剩磁、晶闸管不能正常工作、未连通发电机励磁路，故障出现在电刷与滑环连接处或烧坏了碳刷发生断路。
处理方法：停机捡修，励磁回路断线或接触不良，查出接好；刷表面烧坏应更换，对滑环表面应清洗、磨圆；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；有刷励磁应检查电刷、滑环，接触不良应调整刷握弹簧；检查修理触发线路；励磁发电机转子的绕组线路或其他线路进行检查，如出现断路短路部分进行重新绕线或更换新的线组。
5） 发电机电压不稳，可能原因为：不稳定电网电压所造成的，发电机励磁具有异常的电流，电刷发生接触不良，没有连接好发电机输出线，碳刷和集电环损坏。
处理方法：在电网电压不稳出现时，应汇报电网调度及时进行并进行操作时需按调度要求；变频器输出励磁电流需检查是否正常，变频器程序异常需进行修复或进行变频器内IGBT模块的更换；碳刷检查是否正常，碳刷位置需调整，如果出现磨损状况则需更换；如果电刷跳动需要更换弹簧，拧紧螺栓，或者更换已磨损电刷。
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：变桨系统控制模块信号及电压需进行检查是否正常，控制模块发生损坏需进行更换；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；变桨驱动电机供电电压检查是否正常，损坏的供电组件需进行更换，如果变桨电机发生损坏则需要进行更换。
7） 发电机过热原因：负载太重；发电机轴承可能造成损坏或磨损严重，定子相互间发生碰撞；散热状况不好。
处理方法：减轻负荷；轴承进行更换，发电机重新安装；如果是因为冷却空气不流通，需通风管道进行清洗。
8） 发电机机舱振动原因：可变桨距轴承损坏；风轮轴承座可能发生松动；转盘上推轴承间隙太大。
处理方法：停机检查，风轮轴承座拧紧固定螺栓；变桨轴承进行更换；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。
5结语
人们环保意识的不断提高和化石能源的不断消耗，风力发电的作用和地位将显得更加重要，风力场发电的核心设备就是风力发电机组，发电机组的故障检修的策略被掌握是保证风力场正常、稳定发电的基础，因此，在现有的检修策略的基础上技术人员应该进一步研发风力发电机组检修策略使其更合理有效。
参考文献:
[1] 张新燕,何山,张晓波等.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.
[2] 张磊,罗伟伟.关于风力发电机常见故障统计及分析[C].全国风力发电技术协作网第六届年会论文集,2012
论文作者:孔繁达
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：发电机论文; 轴承论文; 风轮论文; 故障论文; 机组论文; 发生论文; 螺栓论文; 《电力设备》2018年第19期论文;