关键词：风电机组；传动链；内部管道；塔上缺陷处理
1引言
我国风电行业经过十余年的规模化发展，建立了多个千万瓦风电基地，总装机容量位于世界前列。从风电机组装机型式上分可分为：双馈型和直驱型。从变桨驱动型式上分可分为液压驱动和电驱动，液压变桨驱动在传动链（叶轮、主轴、齿轮箱）中的传递方式为旋转单元—输油管道—变桨缸体，通过机械压力形式推动叶片旋转，实现叶片的变桨距控制，并通过位置测量元件，达到精准开关桨的目的；电动变桨驱动采用在传动链中的电力传递方式为：变桨旋转滑环—传动链内部管道，通过电缆控制各个驱动机构及信号测量与反馈。
在双馈电动变桨风力发电机组的维护工作中，风机传动链内部管道缺陷会导致风电机组运行期间控制信号时有时无，造成机组频繁停机，降低风电机组发电效率。目前，双馈电动变桨型风电机组传动链内部管道缺陷处理的方案（以下简称方案1）为使用大型吊车将风电机组传动链下塔，再将该传动链运输至修配车间进行解体重新装配，重新装配完毕后再运输至事件风电场，之后使用大型吊车将传动链调至塔架，最后恢复风电机组机舱部位各处电缆接线，并进行设备调试，调试后带电试运。因此，如何合理处理双馈型电动变桨机型传动链中存在的问题成为风机维修中迫切需要解决的问题。
2双馈型电动变桨机型传动链发生缺陷的原因分析
本文以国内某风电场1.5MW双馈电变桨机型为例，对传动链内部连接失效的原因进行分析说明。
2.1风电机组机械结构缺陷
该机型风电机组在机械设计中，变桨滑环与传动链齿轮箱内部管道存在径向位移和轴向窜动。在风电机组正常运转中，变桨滑环与齿轮箱低速输出端同步转动，变桨滑环与传动链齿轮箱内部管道频繁的相对位移会造成齿轮箱内部管道里的传输电缆发生扭断或磨损现象，导致风电机组运转期间控制信号时有时无，机组频繁停机。
2.2传动链内部管道缺陷分析
①传动链内部管道连接方式制造缺陷
齿轮箱内部管道与主轴端连接采用法兰螺栓固定，齿轮箱内部管道与法兰焊接不可靠，存在加工制造缺陷。
②传动链内部管道选材缺陷
选择的管道材料强度不足，在变桨滑环轴承发生损坏时，传动链内部管道受到瞬时扭力冲击会发生扭断、扭裂，甚至造成齿轮箱内部管道与主轴端固定法折断。
3基于双馈风力发电机组传动链内部管道缺陷处理的新方法
本文通过分析风电机组传动链机械结构与尺寸，制定了针对性的处理方案（以下简称方案2）并进行实施，具体如下所示：
3.1机械尺寸测量
风电场检修维护人员对风电机组传动链长度和传动链两端出口管道直径进行测量，并测量轮毂内和发电机侧现有空间长度，最后将测量结果反馈至工件设计人员。
3.2材料加工
①材料选择：采用高强度不锈钢钢管
②工件设计：根据现场提供的尺寸，将传动链内部管道设置为9节，各节之间采购螺纹连接方式，在2个终端管道出口端设置法兰。
3.3现场施工
①在处理前进行齿轮箱放油，将油位低至齿轮箱低速级透盖下边缘。
②拆除齿轮箱变桨滑环固定端低速级端盖，并做好轴承保护措施，在管轴外圆设置4个回油通孔。
③拆出传动链内部线缆。
④在原有的传动链管道内传入加工好的工件，从轮毂侧，逐节安装加工好的钢管，钢管之间直接用螺纹连接，并使用管钳进行紧固，并在钢管两端安装法兰固定，轮毂侧法兰盘打孔，并采用定位销及螺栓固定。
⑤清洁传动链电缆，并使用防磨绝缘材料将传动链电缆进行包裹，再将其穿入新安装钢管内，最后恢复电缆的快速接头。
⑥清理齿轮箱变桨滑环固定侧低速端端盖与箱体端面胶层，并重新设置密封胶，再将低速端端盖恢复至原装。
⑦恢复轮毂内传动链连接电缆，安装滑环。
⑧加注齿轮箱润滑油至正常油位，并进行试运。
4研究应用的意义
本文以目前行业中常见的吊装下塔维修与本文所述处理措施做对比分析，主要从以下几个方面进行:
4.1方案效果分析
方案1处理时间长，需要大型机械设备进场，安全风险高，拆解设备多，需要投入的人力物力大。
本文提出的方案2，在不使用大型机械设备进场的情况下，使用提前准备好的工件，直接在塔上进行处理，具有以下优点：处理时间短，安全风险低，投入人力物力少，处理方案简单，可操作性强。
4.2经济性分析
方案1参照风电大型设备维修费用，使用大型机械设备，以使用10天为例，设备租赁费用约52万元，维修及运输费用约20万元，共计产生直接费用72万元；方案2工件加工及安装费用约3.5万元。方案2较方案1减少直接经济损失68.5万元。
参照1.5MW风电机组的发电能力，考虑各地区风电上网标杆电价的差异，风电机组传动链内部管道缺陷处理期间造成发电量经济损失约0.5万/天；方案1处理时间为10天，造成发电量经济损失约5万元；方案2处理时间为3天，造成发电量经济损失约1.5万元。方案2较方案1减少发电量经济损失3.5万元，合计减少经济损失72万元。
5结束语
综上所述，在处理风电机组传动链内部管道缺陷方面，从措施的制定，影响企业的设备安全运行、经济成本、人力物力投入以及企业的安全生产工作，本文从问题处理可行性、可靠性、经济性等方案考虑，通过对问题的分析与研究，制定了符合现场实际的处理措施，极大的提升了问题处理效率，为后期类似问题处理开拓了处理思路，降低了问题处理中的安全风险和人力财力的投入。
参考文献
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论文作者:南远远 王舒阳
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：传动链论文; 齿轮箱论文; 管道论文; 机组论文; 风电论文; 缺陷论文; 万元论文; 《当代电力文化》2019年11期论文;