倪江濤

摘要：雙饋風力發(fā)電機組在長期的運行過程中，因地理條件、氣候環(huán)境、設備老化等因素的影響，導致運行效率低下。雙饋風力發(fā)電機組在風力發(fā)電中被普遍應用，發(fā)電機軸承作為關鍵部件，在長期使用過程中，由于維護不到位，會引起多種故障，比較常見的有磨損、電蝕、變形、剝落等，這些問題需要在日常維護中多加注意，針對發(fā)電機出現故障的原因，采取相應的有效處理措施，實時掌握軸承的運行狀況，及早發(fā)現軸承故障的征兆，在故障的發(fā)展初期，及時的進行維護，保證雙饋風力發(fā)電機組處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

關鍵詞：雙饋風電機;電機組;發(fā)電機軸承

風力發(fā)電作為可再生的清潔能源，很好的緩解了我國能源緊張狀況，我國大力開發(fā)風力資源，將風力資源轉化為人們需要的電能，創(chuàng)造了巨大的經濟價值，也保護了生態(tài)環(huán)境。為了保證風力發(fā)電機組長期穩(wěn)定的運行，需要對發(fā)電機組進行必要的日常維護，尤其是耗損較大的軸承，軸承在發(fā)電機中長期處于滾動狀態(tài)，極易發(fā)生故障，在風力發(fā)電機組日常維護中，著重檢測軸承的各個零件，判斷軸承的工作狀態(tài)，及時排除軸承的潛在隱患。

一、雙饋風電機組發(fā)電機軸承常見的故障

1、疲勞剝落

風電發(fā)電機處于長時間的運行狀態(tài)，發(fā)電機軸承長期超負荷運行，在滾動過程中，與內外圈之間進行相對運動，會使接觸表面發(fā)生疲勞點蝕問題，最后導致軸承接觸面的金屬剝落。發(fā)生疲勞剝落的主要原因是軸承持續(xù)性疲勞滾動，在交變應力的作用下，軸承表面金屬呈片狀剝落，形成這個問題的根本原因是潤滑不良，或者是軸承與接觸構件應力集中，造成金屬的剝落，金屬碎片掉至軸承滾道上，將進一步擴大軸承的受損程度，會出現非常明顯的沖擊信號，發(fā)展下去會出現噪音和設備發(fā)熱問題。

2、磨損、擦傷

發(fā)電機軸承構件內部進入異物，或者是軸承長時間的滾動，都會引起軸承的磨損，軸承安裝不夠準確，潤滑操作不當，也會引起軸承的磨損和擦傷，如果沒有及時的維護，受損面積將會擴大，增加軸承滾動體和內外圈之間的縫隙，影響軸承的滾動精度，會發(fā)出噪音，出現振動的狀況。

3、斷裂、變形

如果軸承的滾道表面出現了劃痕和壓痕，會引起軸承出現沖擊載荷，對破損位置造成進一步的損害，導致劃傷構件表面金屬剝離，由此會引起軸承塑性變形;當軸承構件受到過大應力的作用，超過本身材料的承受范圍，會使軸承內部或表面出現斷裂，產生裂紋的原因有很多種，第一，軸承長期處于過載的工作狀態(tài);第二，本身質量問題，使用的材料質量不過關;第三，熱處理問題;第四，軸承安裝不合理，軸承和主軸之間裝配過盈。

4、電蝕、腐蝕

當發(fā)電機中的無絕緣體被高壓擊穿時，形成擊穿電流，引起軸承滾道或者是接觸點出現電火花，電火花在軸承上產生了電蝕損傷，如果軸承密封不夠嚴密，會有水或者是異物進入軸承內部，與軸承金屬材料發(fā)生化學反應，形成化學腐蝕。

5、壓痕

軸承在過載運行時，軸承滾動體和內外圈接觸表面會發(fā)生塑性形變，在接觸表面產生麻點坑洼，發(fā)電機最直接的表現是劇烈的震動，發(fā)出噪音。有異物進入也會引起軸承接觸面的壓痕問題。

二、雙饋風電機組發(fā)電機軸承維護

1、調整風電機組加油方式

風電機組一般處于偏遠的地理位置，氣候條件相對惡劣，在潮濕、高溫、低溫的環(huán)境中，致使風電機組出現故障的可能性較高，由于軸承排油孔設置問題，會引起軸承的潤滑不當，導致軸承失效。在軸承日常維護中，除了要遵守風機維護手冊，還要根據實際情況進行加油量和加油次數的調整，在風機維護手冊中，對軸承加油制定了標準，手冊中要求每6 個月，加油75g，但在實際的軸承維護工作中發(fā)現，被損壞軸承的潤滑狀況不好，滾子和滾槽表面潤滑效果差，有些干澀，達不到手冊中的潤滑標準，在加油過程中，使用手動黃油槍加注，75g的潤滑油，加注了2 分鐘，在加油過程中，維護人員關閉發(fā)電機，或者是讓軸承低速運轉，潤滑油加注的時間過短，而且加注量不夠，沒有均勻的分布到軸承滾子和滾子槽道表面，軸承的潤滑狀況沒有完全得到改善。維護人員已經遵照風機維護手冊進行加油維護，但是軸承潤滑狀況沒有明顯的改善，經過長時間的滾動，潤滑失效，導致軸承磨損。所以要對加油方式進行調整，調整加油間隔，改為每3個月加油1 次，每次加油150g，在加油時，開啟發(fā)電機，加注時間調整為3分鐘，通過加油方式的調整，使軸承得到足夠的潤滑油，解決潤滑油失效故障。

2、碳刷日常維護措施

風電機組在維護過程中，會使用碳刷清除碳粉，風電場使用的碳刷品牌有好幾種，在進行維護時，一臺發(fā)電機會使用不同品牌的碳刷，對集電環(huán)進行清理，由于碳刷品牌的不同，在集電環(huán)表面形成的碳刷磨損不均，但是碳粉必須要定期清理，如果碳粉堆積過多，會威脅到軸承的使用安全，碳粉會從細縫落到軸承表面，或者是內部滾道，所以要使用同一品牌的碳刷，清理集電環(huán)，要求維護人員定期清理風電機組，尤其是集電環(huán)室下的通風口，務必要清理干凈，清除風電機組的碳粉，防止碳粉引起軸承失效。

3、使用絕緣軸承

發(fā)電機在出廠時，配有兩個軸承，一個進行了絕緣處理，在軸承內圈和軸承接觸點，都使用了絕緣介質，也就是絕緣軸承;另一個是非絕緣軸承，使用的是端蓋結構，在實際使用過程中，存在感應電流，容易產生電蝕問題，電流會對軸承的潤滑脂、滾動體、管道都會造成電腐蝕的傷害，不利于軸承的正常運行，所以在更換軸承時，一定要使用絕緣軸承，防止非絕緣軸承的電流危害。

4、規(guī)范化軸承更換

風電機組使用的是深溝球軸承，使用的裝配方法有兩種，一種是過盈配合，另一種是加熱裝配，在軸承更換時，維護人員沒有按照操作標準進行更換，直接把軸承放在液壓站油中，然后使用電磁爐加熱，維護人員不能準確的判斷出軸承溫度，溫度控制不力，導致軸承加熱不均，軸承內部還存在液壓油的殘留，影響到軸承的潤滑效果，如果加熱的溫度過高，會降低軸承的硬度，減少軸承的使用壽命，極易發(fā)生磨損和剝落。所以要規(guī)范化軸承更換操作，使用專業(yè)的軸承加熱器，將軸承準確的放置到加熱器上，加熱溫度不可超過120℃，盡量避免再次加熱，要一次加熱更換完畢。

5、接地系統(tǒng)改進措施

風電機組使用的是雙饋式異步發(fā)電機，轉子需要的電力，是由變頻器IGBT提供，保證了發(fā)電機的電能質量。軸承在轉動的過程中，會有靜電放電問題，以及發(fā)電機磁場的不對稱，使發(fā)電機的軸承產生電流，這些電流通過集電環(huán)上的接地碳刷導入大地。軸承長時間的運行，一直有電流的產生，增加電腐蝕發(fā)生的概率，集電環(huán)上的碳刷只是單一的接地，碳刷表面有碳粉，以及運行過程中產生的磨損，會導致碳刷的接地不良，軸承中的電流不能快速的導入大地，失去了電腐蝕的防范作用。要改進軸承的接地系統(tǒng)，在齒輪箱側的軸承上，安裝轉軸接地，使軸承具有了兩組接地系統(tǒng)，兩組同時接地，加快電流導入大地的速度，將轉子中的電流排除，實現軸承電腐蝕的安全防護。

三、結語

引起發(fā)電機軸承故障的原因較多，作為發(fā)電機內部的重要部件，發(fā)生故障后，會影響到發(fā)電機組的正常運行，引起故障的原因可以總結為潤滑失效、過載運行、安裝拆卸問題、密封不嚴、電蝕等，在風電廠的日常工作中，需要對發(fā)電機軸承進行定期的維護，根據引起故障的原因，采取相應的維護措施，保證風電機組的高質量運行。

參考文獻：

[1]?? 史記.淺談雙饋風電機組發(fā)電機軸承維護[J].中國新技術新產品，2018，（6）：76-77.

[2]?? 趙鐵印.雙饋式風力發(fā)電機組發(fā)電機滾動軸承狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷方法的分析[J].科技風，2018，（19）：195-195.

[3]?? 張銘繼，米興社.雙饋風力發(fā)電機軸承振動加速度超差原因及對策分析[J].風能，2018（7）：94-96.