風(fēng)能是一種取之不盡用之不竭的可再生能源，是人與自然的和諧，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新能源。隨著人們?cè)絹?lái)越關(guān)注氣候問(wèn)題，風(fēng)力發(fā)電正在快速發(fā)展，特別是在印度和中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家。與傳統(tǒng)發(fā)電相比，風(fēng)力發(fā)電具有效率高、環(huán)境污染少的優(yōu)點(diǎn)，既符合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，又保障了人們的生活和工作。合理利用發(fā)電技術(shù)來(lái)避免發(fā)電是每個(gè)實(shí)踐者都需要關(guān)注的問(wèn)題。接下來(lái)，筆者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障處理進(jìn)行了如下探討。
1. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組概述
1.1風(fēng)力機(jī)的組成
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是指將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)電設(shè)備，它由風(fēng)輪、風(fēng)裝置、前座和旋轉(zhuǎn)體、調(diào)速裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)器、發(fā)電機(jī)等設(shè)備組成。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在科技、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防等方面都可以得到廣泛應(yīng)用。發(fā)電機(jī)有多種形式,但其原則是基于電磁力定律,電磁感應(yīng)法,所以它的建設(shè)原則是:用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料,磁性材料構(gòu)成互感電路和磁路,從而產(chǎn)生電磁功率,達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的影響。
1.2風(fēng)力機(jī)工作方式
當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，必須保證輸出的電頻率是恒定的。這對(duì)于風(fēng)力互補(bǔ)發(fā)電或風(fēng)電并網(wǎng)發(fā)電是必要的。為了確保恒定頻率,一方面,發(fā)電機(jī)的速度必須是穩(wěn)定的,也就是說(shuō),恒定頻率和恒速運(yùn)行,因?yàn)橥ㄟ^(guò)傳動(dòng)裝置的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行,所以它必須維持一個(gè)恒定的速度,以免影響風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率。另一方面，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著風(fēng)速的變化而變化，采用其他手段保證電能頻率恒定，即變速恒頻運(yùn)行。風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)與葉尖速比有直接的關(guān)系，為了使CP值最大化，有特定的葉尖速比。因此，在恒變速運(yùn)行的情況下，發(fā)電機(jī)和風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速雖然有所變化，但并不影響輸出的頻率。
1.3風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)
風(fēng)電是一種新能源，無(wú)論是技術(shù)上還是成本上，都與傳統(tǒng)水電、火電有很大的不同，需要政策的大力支持才能快速發(fā)展。
根據(jù)分析，光伏太陽(yáng)能風(fēng)電具有以下優(yōu)勢(shì):
(1)風(fēng)是大氣中太陽(yáng)輻射引起的空氣對(duì)流，可以說(shuō)是太陽(yáng)能的另一種形式。風(fēng)能是大自然的產(chǎn)物，不需要任何處理，不污染大氣，可以直接使用。與火力發(fā)電相比，它具有可再生、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。
(2)現(xiàn)階段，尤其是在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成熟的國(guó)家，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)能夠批量生產(chǎn)。2MW、5MW高容量機(jī)組已正式投產(chǎn)。相比之下，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展空間較大。
(3)風(fēng)電占地面積小，建設(shè)周期短，成本低，發(fā)電量大。它可以在不同的環(huán)境中靈活使用，不受地形的限制。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程控制可以實(shí)現(xiàn)。
2. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障分析
2.1發(fā)電機(jī)故障
在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，由于各種原因，出現(xiàn)各種故障。不管故障的大小，我們都應(yīng)該采取有效的措施來(lái)消除，并在故障處理前切斷機(jī)組的電源，以免造成安全事故。
根據(jù)分析，發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障有:
(1)軸承發(fā)熱或異常噪聲。油脂過(guò)多或不足，軸承磨損燒損，油脂變質(zhì)或含異物，軸承內(nèi)圈、外圈松動(dòng)等，都會(huì)導(dǎo)致軸承聲音或發(fā)熱異常。
(2)軸承漏油。原因與潤(rùn)滑脂稀化、軸承受熱、密封間隙過(guò)大或損壞、潤(rùn)滑脂等有關(guān)。
(3)發(fā)電機(jī)噪聲或振動(dòng)。機(jī)組軸向串聯(lián)運(yùn)動(dòng)，葉片角度不同，機(jī)組與發(fā)電機(jī)共振，安裝不穩(wěn)定，軸承損壞等，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)振動(dòng)頻繁，噪音巨大。
(4)發(fā)電機(jī)失磁。故障后，系統(tǒng)電壓和定子電壓會(huì)降低，定子電流會(huì)增大。點(diǎn)亮失磁保護(hù)動(dòng)作卡，使無(wú)功功率表指示為負(fù)值，其他單位不情愿動(dòng)作。
發(fā)電機(jī)著火了。發(fā)電機(jī)周?chē)幸还山固康臍馕叮┒丝諝饫涫矣谢穑l(fā)電機(jī)差動(dòng)、接地等保護(hù)措施可動(dòng)作。定子鐵芯溫度升高，磁針擺動(dòng)。
2.2換槳系統(tǒng)故障
換槳系統(tǒng)的故障一般包括以下幾個(gè)方面:
(1)變槳葉開(kāi)度通信故障。主控變槳通信的連接線有:通信CM202、too通信防雷、主控過(guò)載、滑環(huán)、變槳過(guò)載B1、變槳防雷、EPEC控制。只要任何一行或組件出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的故障。
(2)螺旋槳軸傳動(dòng)故障。變槳驅(qū)動(dòng)器由軸模塊、濾波模塊和電源模塊組成。常見(jiàn)故障模塊為軸模塊。
(3)軸變槳葉超時(shí)故障。分析表明，故障原因與驅(qū)動(dòng)輸出電壓降低、電機(jī)編碼器問(wèn)題、電機(jī)自身問(wèn)題有關(guān)。
2.3變頻器系統(tǒng)故障
在變頻器系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，常見(jiàn)故障主要有:
(1)轉(zhuǎn)換器CANOpen通訊故障。當(dāng)風(fēng)機(jī)主控制器與控制器之間的通信中斷時(shí)，風(fēng)機(jī)控制器發(fā)出變頻器通信失敗的警告。分析表明，故障與通信線路虛擬連接、通信參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、串口引腳焊接錯(cuò)誤等因素有關(guān)。
(2)電流互感器跳閘。若換流風(fēng)機(jī)主控未向換流器發(fā)出離網(wǎng)指令，而是直接由控制器發(fā)出指令，則在檢測(cè)到換流器離網(wǎng)時(shí)發(fā)出故障跳閘。其原因與變頻器側(cè)故障、風(fēng)機(jī)側(cè)故障及外部環(huán)境惡劣有關(guān)。
(3)網(wǎng)絡(luò)連接超時(shí)。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)1250 RPM時(shí)，風(fēng)機(jī)主發(fā)出指令啟動(dòng)變頻器，然后關(guān)閉開(kāi)關(guān)。正常情況下，并網(wǎng)超時(shí)故障是由風(fēng)速不穩(wěn)定、變流器充電電路故障、并網(wǎng)開(kāi)關(guān)故障、電源模塊內(nèi)部故障等原因造成的。
2.4偏航系統(tǒng)故障
在風(fēng)力機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，偏航系統(tǒng)故障是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為:
(1)偏航噪聲大。在偏航系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通常會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲。如果噪聲過(guò)高，不僅會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，還會(huì)影響整個(gè)機(jī)組的安全。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)與驅(qū)動(dòng)小齒輪、軸承齒圈嚙合異常、偏航制動(dòng)與制動(dòng)盤(pán)摩擦、機(jī)械結(jié)構(gòu)干擾等因素有關(guān)。
(2)偏航減速齒輪箱齒。如今,盡管偏航驅(qū)動(dòng)齒輪箱已經(jīng)在中國(guó)制造,產(chǎn)品質(zhì)量趨于穩(wěn)定,一些發(fā)電機(jī)還有驅(qū)動(dòng)變速箱齒撞擊的現(xiàn)象,其中的原因是與外部負(fù)載的影響在偏航剎車(chē),缺陷引起的齒輪加工或加熱,和變速箱漏油。
(3)軸承斷齒和滾道脫落。受主動(dòng)齒輪加工、沖擊等因素的影響，偏航軸承齒圈缺陷，從而導(dǎo)致斷齒、滾道脫落的問(wèn)題。
(4)剎車(chē)盤(pán)磨損。偏航制動(dòng)偏航壓力大，長(zhǎng)時(shí)間的磨損使制動(dòng)盤(pán)不能滿足制動(dòng)要求;制動(dòng)器摩擦片磨損時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致液壓缸與制動(dòng)器直接接觸。
3.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障處理措施
3.1發(fā)電機(jī)故障處理
對(duì)于發(fā)電機(jī)的故障處理，主要表現(xiàn)為:
(1)清除或補(bǔ)充潤(rùn)滑脂，清洗或更換軸承，擰緊圓形螺母和螺栓。
加厚或更換密封，更換軸承，及時(shí)消除軸承加熱故障。
(3)讓發(fā)電機(jī)在規(guī)定的功率范圍內(nèi)運(yùn)行，檢查墊圈，發(fā)現(xiàn)損壞后及時(shí)更換。調(diào)整發(fā)電機(jī)的振動(dòng)周期，修理或更換損壞的部件。
(4)若發(fā)電機(jī)失磁是由于FMK跳車(chē)引起的，且發(fā)電機(jī)的出口開(kāi)關(guān)未跳閘，則應(yīng)立即移開(kāi)相應(yīng)的跳板，關(guān)閉FMK開(kāi)關(guān)。如果燈關(guān)不上，你需要通知總站。另一方面，發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動(dòng)作，失活輕跳閘，可根據(jù)輸出變量進(jìn)行輕跳閘處理。
(5)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后，立即打開(kāi)FMK開(kāi)關(guān)，電源變壓器出線開(kāi)關(guān)，保證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為每分鐘300轉(zhuǎn)。使用滅火器滅火，并繼續(xù)使用冷水，直到火被撲滅。在滅火過(guò)程中，保持每分鐘300轉(zhuǎn)的速度不變。
3.2換槳系統(tǒng)故障處理
可變槳葉系統(tǒng)的故障處理可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行:
(1)檢查軸承表面及密封情況，檢查是否有腐蝕、噪音、斷齒等情況，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)修復(fù)，或更換轉(zhuǎn)子軸承。增加檢查、定期維護(hù)和保養(yǎng)，同時(shí)增加潤(rùn)滑油。
(2)定期檢查變速箱油位是否正常、是否漏油、油色是否渾濁等，手動(dòng)更換換檔檢查是否卡死。
(3)為避免滑環(huán)變流器故障，保證其潤(rùn)滑性和低電阻，需定期加潤(rùn)滑油，日常維護(hù)時(shí)清除內(nèi)部污垢，并擰緊接線。若滑環(huán)式變頻器損壞，應(yīng)立即更換，并在通電前測(cè)試絕緣電阻。
3.3變頻器系統(tǒng)故障處理
對(duì)于變頻器系統(tǒng)的故障處理，可以從以下幾點(diǎn)開(kāi)始:
(1)檢查主控及變頻器通道電纜是否壓好，及時(shí)更換變頻器I/O膨脹板控制板，檢查電機(jī)負(fù)載是否過(guò)大，變頻器轉(zhuǎn)矩參數(shù)是否合理。
(2)當(dāng)發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)板連接不正確時(shí)，首先手動(dòng)停止風(fēng)機(jī)，然后關(guān)閉變頻器電源，打開(kāi)no。1,沒(méi)有。2 .將變頻器的機(jī)柜移開(kāi)驅(qū)動(dòng)線，清除插座和插頭上的灰塵，最后將插頭插回。
(3)檢查風(fēng)機(jī)是否正常運(yùn)行。如不能使用，請(qǐng)立即與廠家聯(lián)系更換;如風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，無(wú)故障，檢查反饋線是否為no。1 .機(jī)柜正常。如果線路也是正常的，則可以更換轉(zhuǎn)子側(cè)的電路板。
3.4偏航系統(tǒng)故障處理
為防止偏航系統(tǒng)故障的發(fā)生，在設(shè)置制動(dòng)器偏航壓力時(shí)，應(yīng)根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際情況確定偏航壓力值。使用摩擦板前，應(yīng)全面檢查。在設(shè)計(jì)偏航制動(dòng)盤(pán)時(shí)，應(yīng)保證其表面粗糙度滿足要求。加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程特別是關(guān)鍵工藝流程的控制。為了保證整機(jī)的偏航穩(wěn)定性，需要選擇合適的制動(dòng)力矩。偏航軸承,除了考慮軸承的關(guān)鍵部件的安全系數(shù)在設(shè)計(jì)期間,疲勞壽命和軸承的承載力應(yīng)該根據(jù)具體情況模擬和分析的風(fēng)力發(fā)電站,以確保一個(gè)好的跑道戒指。同時(shí)，嚴(yán)格控制產(chǎn)品的加工工藝，提高軸承的可靠性。為了防止穿出的制動(dòng)盤(pán),制動(dòng)壓力應(yīng)該合理設(shè)計(jì),材料應(yīng)選擇具有良好的耐磨性,檢查網(wǎng)站應(yīng)該檢查,和受損的摩擦板應(yīng)及時(shí)更換,以免影響整個(gè)偏航系統(tǒng)的操作。
4. 結(jié)論綜上所述，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)作為一種新興技術(shù)，當(dāng)前仍存在諸多問(wèn)題，影響發(fā)電效率，引發(fā)安全事故。因此，相關(guān)人員需要深入分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障問(wèn)題，采用有效措施進(jìn)行處理，同時(shí)加大作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的管理力度，降低故障發(fā)生率，延長(zhǎng)整個(gè)機(jī)組的使用壽命。
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