張睿

摘要：風(fēng)力發(fā)電作為綠色能源隨著近20年的市場(chǎng)發(fā)展，日益擴(kuò)大著在電力能源行業(yè)中的比重，“兩會(huì)”期間，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在政府工作報(bào)告中提出“要求加快推進(jìn)可再生能源并網(wǎng)”要求。因響應(yīng)政府號(hào)召，國(guó)內(nèi)風(fēng)電市場(chǎng)出現(xiàn)了前所未有的風(fēng)電機(jī)組“搶裝潮”。隨之也帶來(lái)了巨大風(fēng)電機(jī)組運(yùn)維市場(chǎng)，而運(yùn)維水平的參差不齊成為一塊行業(yè)詬病，不良的運(yùn)維工作嚴(yán)重影響了機(jī)組可靠性并導(dǎo)致高額經(jīng)濟(jì)損失。本文結(jié)合雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主傳動(dòng)鏈頻繁出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析對(duì)比，以某風(fēng)電場(chǎng)2000型雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為例，淺析主傳動(dòng)鏈的定檢與維護(hù)。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作原理是由風(fēng)能驅(qū)動(dòng)葉輪（葉片輪轂組合）帶動(dòng)主軸，通過(guò)主軸連接的增速齒輪箱將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能繼而傳遞給發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。主傳動(dòng)鏈包括主要設(shè)備為：葉輪系統(tǒng)、主軸設(shè)備、增速齒輪箱、高速聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)。本文主要針對(duì)故障率較高的增速齒輪箱、發(fā)電機(jī)、滑環(huán)、高速聯(lián)軸器進(jìn)行定檢維護(hù)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析說(shuō)明。

增速齒輪箱即為增速增速齒輪箱，不同機(jī)型通過(guò)不同的速比（1：127/1：108/1：118等，根據(jù)風(fēng)速、空氣密度等不同設(shè)計(jì)最秀的速比）將葉輪輸入的低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為高轉(zhuǎn)速。在運(yùn)行過(guò)程中，增速增速齒輪箱易發(fā)生的故障有：①、低速、高速、箱體等漏油;②、箱體開(kāi)裂;③、高速軸竄軸;④、齒面腐蝕、脫落等導(dǎo)致的運(yùn)行卡頓。

究其原因，導(dǎo)致增速齒輪箱損壞的主要原因?yàn)槊芊庑圆蛔?、巡檢不到位、潤(rùn)滑油品失效等，因此增速齒輪箱應(yīng)進(jìn)行定期巡檢及油品檢測(cè)以確保平穩(wěn)運(yùn)行。在日常巡檢及定檢過(guò)程中，運(yùn)維人員應(yīng)及時(shí)使用清洗劑及面紗、棉布等對(duì)增速齒輪箱表面進(jìn)行清理，觀察增速齒輪箱箱體表面、空氣帽口、低速端、高速端等部件是否存在脫漆情況，如脫漆需及時(shí)補(bǔ)漆。

增速齒輪箱的巡檢主要通過(guò)巡視及力矩校驗(yàn)的方式進(jìn)行檢查，主要包括增速齒輪箱加熱器的接線、所有的PT100、壓力傳感器、數(shù)顯表等電氣元件是否連接可靠、數(shù)顯正常。另外，增速齒輪箱彈性支撐屬于增速齒輪箱箱體抗扭矩及減少機(jī)架震動(dòng)的必要設(shè)備，因此檢查彈性支撐是否正常，有無(wú)裂紋、老化及損壞現(xiàn)象為維護(hù)保養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)。

增速齒輪箱潤(rùn)滑油檢查與維護(hù)。潤(rùn)滑油可以在齒輪運(yùn)行中，在齒面保持一層油膜以確保齒面不會(huì)在高速度、高壓強(qiáng)、高接觸應(yīng)力的情況下，避免齒面出現(xiàn)粘連導(dǎo)致的點(diǎn)蝕、麻面等情況。在檢查的過(guò)程中，需確保潤(rùn)滑油位是否正常，油位計(jì)及油壓開(kāi)關(guān)接線是否牢固。

增速齒輪箱潤(rùn)滑油根據(jù)大多數(shù)廠家要求，原則上每5年更換一次。若油液通過(guò)油品取樣分析，確定潤(rùn)滑油的質(zhì)量指標(biāo)仍能滿足使用要求，則可繼續(xù)使用。潤(rùn)滑油更換時(shí)，必須使用和之前相同牌號(hào)的油品，不允許使用混合油或不同廠家的油脂。

在增速齒輪箱與發(fā)電機(jī)之間，由彈性聯(lián)軸器進(jìn)行連接。彈性聯(lián)軸用以抵消發(fā)電機(jī)在風(fēng)電機(jī)組長(zhǎng)期不穩(wěn)定、不規(guī)則擺動(dòng)中產(chǎn)生的輕微位移，如不及時(shí)維護(hù)，則會(huì)對(duì)增速齒輪箱高速軸輸出端、發(fā)電機(jī)輸入端產(chǎn)生嚴(yán)重影響，最終導(dǎo)致增速齒輪箱高速軸制動(dòng)盤(pán)跑偏、摩擦起火、發(fā)電機(jī)輸入端軸承磨損等情況。聯(lián)軸器的維護(hù)方式包括及時(shí)激光對(duì)中、檢查力矩兩種方式。

激光對(duì)中是通過(guò)安裝在發(fā)電機(jī)輸入端及高速軸制動(dòng)盤(pán)上的激光對(duì)中儀進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)核。根據(jù)機(jī)組圖紙所示兩軸端距離尺寸（L=高速輸出軸至發(fā)電機(jī)輸入軸間距離）以及設(shè)計(jì)允許偏差值（本文選型機(jī)組偏差值見(jiàn)下表及圖1）進(jìn)行增速齒輪箱軸和發(fā)電機(jī)軸對(duì)中。若設(shè)備下安裝有減震器，則對(duì)中48小時(shí)后再核對(duì)對(duì)中情況。

聯(lián)軸器固定螺栓的力矩維護(hù)則是通過(guò)檢查聯(lián)軸器固定螺栓是否生銹、損壞，橡膠墊是否磨損、老化進(jìn)行判定。如圖2所示：

在傳動(dòng)鏈的最后一個(gè)設(shè)備，便是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機(jī)設(shè)備。發(fā)電機(jī)一般采用高速永磁或勵(lì)磁方式，一般運(yùn)維人員在運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，只需對(duì)發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑油是否缺少，本體表面是否清潔、導(dǎo)流罩是否完好、散熱風(fēng)道是否清潔、發(fā)電機(jī)地腳螺栓是否存在松動(dòng)情況進(jìn)行檢查。

在年檢定檢中，還需對(duì)發(fā)電機(jī)接線含定轉(zhuǎn)子、地線、外殼接地、前后軸承接地等進(jìn)行檢查及緊固。需要注意的是，測(cè)量被試電機(jī)的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)分別在發(fā)電機(jī)實(shí)際冷狀態(tài)和熱狀態(tài)（或溫升試驗(yàn)后）下進(jìn)行。測(cè)量繞組絕緣電阻時(shí)應(yīng)同時(shí)測(cè)量繞組溫度，但在實(shí)際冷狀態(tài)下測(cè)量時(shí)可取周圍介質(zhì)溫度作為繞組溫度。

兆歐表的選用見(jiàn)下表：

發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子繞組對(duì)機(jī)座的絕緣電阻在熱狀態(tài)或溫升試驗(yàn)后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式應(yīng)不低于0.7MΩ。防冷凝加熱器冷態(tài)絕緣電阻不低于30MΩ，熱態(tài)絕緣電阻不低于2MΩ;溫度傳感器冷態(tài)絕緣電阻不低于30MΩ;軸承熱態(tài)絕緣電阻不低于1MΩ。

在日常的檢查中，碳刷部分的檢查一般是比較容易忽略的一個(gè)位置。當(dāng)碳粉堆積、碳刷磨損短缺、刷架松動(dòng)的情況下，會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子燒毀、點(diǎn)蝕的嚴(yán)重后果。因此在檢查過(guò)程中，需檢查碳刷架有無(wú)松動(dòng)情況，并使用扳手對(duì)碳刷架固定螺栓進(jìn)行緊固;檢查碳刷磨損行程開(kāi)關(guān)是否有效;手動(dòng)觸發(fā)碳刷磨損行程開(kāi)關(guān)，檢查風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障狀態(tài);檢查碳刷和固定器緊密配合情況及碳刷固定后的活動(dòng)性：拉住電刷刷線反復(fù)多次上下拉拔，檢查碳刷固定后的活動(dòng)性，并保證保證恒壓彈簧到位及恒壓圈走圓。清理滑環(huán)室碳粉。發(fā)電機(jī)滑環(huán)室碳粉需要定期清理，運(yùn)行6個(gè)月風(fēng)場(chǎng)，清理碳粉時(shí)候，拆下發(fā)電機(jī)滑環(huán)室維修蓋板，對(duì)發(fā)電機(jī)滑環(huán)室碳粉進(jìn)行清理。

結(jié)論：

不論風(fēng)力發(fā)電機(jī)的任何部件，都需要定期及時(shí)的進(jìn)行檢查、保養(yǎng)與維護(hù)。維護(hù)工作是否到位直接決定了風(fēng)電機(jī)組的可靠性繼而影響風(fēng)電機(jī)組的可利用率，而機(jī)組的可利用率則直接關(guān)乎業(yè)主方的切身收益。因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的維護(hù)工作應(yīng)以預(yù)防性、預(yù)判性維護(hù)為要點(diǎn)，通過(guò)排除“小故障”避免“大隱患”。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉航冶.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社

[2]廖明夫.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)[G].西北工業(yè)大學(xué)出版社