風(fēng)力發(fā)電機(jī)組批量性故障分析及處理

白海存

摘 要：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障分為常規(guī)性簡(jiǎn)單故障、批量性故障、大部件損壞等，而機(jī)組批量性故障、大部件損壞是機(jī)組穩(wěn)定安全可靠運(yùn)行的重要影響因素，導(dǎo)致實(shí)際可利用率低，維修維護(hù)費(fèi)用升高，運(yùn)營(yíng)成本增加，且批量性故障、大部件損壞直接影響發(fā)電量的重要方面。文章針對(duì)某風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)的一些典型批量性故障進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，提出了處理及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：批量性故障；分析處理；預(yù)防措施

1 概述

通常將五臺(tái)及以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組在一段時(shí)間內(nèi)頻繁出現(xiàn)同一故障稱為批量性故障。批量性故障產(chǎn)生的原因有以下幾種：（1）部分部套廠家設(shè)計(jì)更改后，未通知相關(guān)廠家，造成配套的元器件不匹配而引發(fā)批量性故障；（2）同批次元器件存在質(zhì)量隱患，在運(yùn)行一段時(shí)間后，將陸續(xù)出現(xiàn)批量性故障；（3）機(jī)組同部位零件因安裝或維護(hù)不到位，長(zhǎng)期運(yùn)行易導(dǎo)致批量性故障產(chǎn)生等。

批量性故障發(fā)生后，將造成機(jī)組批量頻繁出現(xiàn)相同故障而停機(jī)，使實(shí)際可利用率降低，維修維護(hù)費(fèi)用升高，運(yùn)營(yíng)成本增加，并導(dǎo)致用戶滿意度下降。

文章主要針對(duì)某風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組投運(yùn)后，因部套廠家設(shè)計(jì)更改原因及安裝維護(hù)不到位等原因?qū)е碌呐啃怨收线M(jìn)行分析，并提出處理及預(yù)防措施，如：發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1批量性故障、貝克注油小齒輪脫落批量性故障。

2 批量性故障處理流程

建立機(jī)組運(yùn)行、故障檔案臺(tái)賬，記錄機(jī)組運(yùn)行、故障、消缺、維護(hù)、巡檢、整改等各項(xiàng)工作情況做為數(shù)據(jù)支撐庫(kù)，便于機(jī)組運(yùn)行情況掌握、匯總統(tǒng)計(jì)、分析并得出的批量性故障，進(jìn)而分析故障原因、制定處理方案及預(yù)防措施。

批量性故障處理的基本程序：

（1）熟悉系統(tǒng)：要詳細(xì)了解系統(tǒng)狀態(tài)及各種參數(shù)、工藝流程圖或布置圖。

（2）調(diào)查故障現(xiàn)象：收集故障案例，進(jìn)行故障詳細(xì)描述并統(tǒng)計(jì)。

（3）調(diào)查故障原因：調(diào)查與故障有關(guān)的所有原因事件和各種因素?；蚋鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和事故案例進(jìn)行分析。按其邏輯關(guān)系，逐級(jí)找出直接原因的事件，直至所要分析的深度。

（4）制定處理方案及計(jì)劃：以可行性為標(biāo)準(zhǔn)。

（5）采取的預(yù)防性措施：通過(guò)機(jī)組運(yùn)行、故障檔案臺(tái)賬統(tǒng)計(jì)出故障發(fā)生的頻次及時(shí)間驗(yàn)證措施的效果。按已有的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作和執(zhí)行，處理方案或預(yù)防措施是在按標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)發(fā)生故障后分析并實(shí)施。

3 案例：發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1故障分析及處理

3.1 故障現(xiàn)象

在2012年，某風(fēng)電場(chǎng)陸續(xù)有10臺(tái)機(jī)組頻繁報(bào)“發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1”故障，主控柜發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1的Q3.1繼電器跳開(kāi)，造成機(jī)組停機(jī)。

3.2 故障檢查及原因分析

經(jīng)對(duì)上述報(bào)“發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1”故障的機(jī)組進(jìn)行檢查，除了主控柜發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1的Q3.1繼電器跳開(kāi)外，其它控制線路、發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1的電機(jī)內(nèi)阻均正常。發(fā)生故障的東風(fēng)發(fā)電機(jī)散熱風(fēng)扇為單風(fēng)扇。

根據(jù)檢查情況，分析其故障原因如下：

發(fā)電機(jī)單風(fēng)扇電機(jī)在690VAC工作電壓時(shí)額定電流為6.41A，而主控柜設(shè)計(jì)Q3.1繼電器最大保護(hù)電流為6.3A，小于發(fā)電機(jī)風(fēng)扇電機(jī)額定電流值，在機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)且處于滿載運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，造成了Q3.1繼電器跳開(kāi)，機(jī)組報(bào)故障停機(jī)。

3.3 改造方案選擇

根據(jù)檢查情況和故障原因分析，其改造方案有兩種：

方案1、重新選擇并更換Q3.1繼電器。

方案2、就地取材，尋找可替換繼電器：將偏航24的繼電器Q2.6（最大保護(hù)電流為10A，實(shí)際其控制1個(gè)偏航電機(jī)，工作時(shí)額電流為3.03A）與發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1的繼電器Q3.1繼電器互換。

方案1需采購(gòu)新的繼電器且數(shù)量大（100臺(tái)左右的機(jī)組），而方案2因偏航24的繼電器Q2.6只接有1臺(tái)偏航電機(jī)2，其Q3.1繼電器可滿足偏航電機(jī)的使用要求。

故選擇方案2進(jìn)行改造。

3.4 改造方案實(shí)施

將偏航24的繼電器Q2.6與發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1繼電器Q3.1繼電器接線互換，后調(diào)整整定值。

具體操作步驟如下：

（1）斷開(kāi)Q2.6與Q3.1繼電器開(kāi)關(guān)后，使用萬(wàn)用表確認(rèn)繼電器下部無(wú)690VAC后進(jìn)行操作。

（2）接線互換2步如下所示：按順序依次將Q2.6繼電器下端2、4、6端子排的32、33、34號(hào)線與Q3.1繼電器下端2、4、6端子排的44、45、46號(hào)線互換。

將Q2.6繼電器上輔助13端子排的361號(hào)線與Q3.1繼電器上輔助13端子排的349號(hào)線互換。

注：緊固線路時(shí)規(guī)范操作，防止電擊危險(xiǎn)、虛接打火或滑絲

（3）將Q2.6與Q3.1繼電器標(biāo)簽互換

在互換標(biāo)簽后，重新設(shè)定發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1的繼電器整定值為8.5A，偏航24的繼電器整定值為6A。

（4）進(jìn)入控制面板通關(guān)軟件控制檢查發(fā)電機(jī)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向是否正確，斷開(kāi)偏航1、3電機(jī)Q2.1和Q2.2繼電器，手動(dòng)順時(shí)針只運(yùn)行偏航電機(jī)2，檢查偏航電機(jī)2實(shí)際是否為順時(shí)針?lè)较?，?yàn)證控制與實(shí)際運(yùn)行方向保持一致。

（5）如Q2.6繼電器與Q3.1繼電器接線互換線路不夠長(zhǎng)，可直接互換Q2.6繼電器與Q3.1繼電器位置，從第3步不再開(kāi)始執(zhí)行。

3.5 改造效果

對(duì)100臺(tái)采用單風(fēng)扇發(fā)電機(jī)的機(jī)組進(jìn)行改造后，再未出現(xiàn)“發(fā)電機(jī)風(fēng)扇1”故障。

4 案例：貝克注油小齒輪脫落故障分析及檢查預(yù)防措施

4.1 故障現(xiàn)象

某風(fēng)電場(chǎng)有10臺(tái)機(jī)組陸續(xù)報(bào)“變槳電機(jī)電流不對(duì)稱”等故障停機(jī)。

在進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)上述10臺(tái)機(jī)組均為注油小齒輪安裝板偏移，固定螺栓斷裂，注油小齒輪脫落，其中有3臺(tái)機(jī)組輪轂內(nèi)的B編碼器損壞或輪轂內(nèi)其它部件被脫落的注油小齒輪砸壞等一系列相關(guān)故障發(fā)生。檢查剩余98臺(tái)機(jī)組，其注油小齒輪均存在偏移情況，具有故障安全隱患。

4.2 故障原因分析

檢查故障貝克注油小齒輪的結(jié)構(gòu)及其安裝位置情況，發(fā)現(xiàn)貝克注油小齒輪為純金屬件；其有可調(diào)節(jié)位置的腰形安裝孔。

根據(jù)檢查情況，分析其故障產(chǎn)生的原因有以下兩種：（1）安裝位置不當(dāng)，注油小齒輪與變槳軸承大齒圈不同心或間隙未調(diào)整好。（2）固定螺栓的力矩未達(dá)到要求。

4.3 檢查預(yù)防措施及調(diào)整方法

經(jīng)分析，貝克注油小齒輪的脫落故障發(fā)生前，注油小齒輪安裝板將出現(xiàn)偏移過(guò)程，因此，通過(guò)對(duì)機(jī)組的日常巡檢和定期維護(hù)時(shí)，檢查注油小齒輪的安裝板是否偏移并對(duì)已發(fā)生偏移的注油小齒輪安裝板按要求進(jìn)行調(diào)整，能預(yù)防貝克注油小齒輪的脫落故障發(fā)生。

檢查預(yù)防措施：（1）檢查注油小齒輪安裝板位置是否偏移。（2）檢查注油小齒輪與變槳軸承大齒圈是否同心，間隙是否正常。（3）檢查安裝板固定螺栓力矩是否符合要求。

4.4 效果

按預(yù)防檢查措施對(duì)貝克注油小齒輪進(jìn)行檢查調(diào)整后，經(jīng)過(guò)風(fēng)場(chǎng)為期一年的機(jī)組運(yùn)行驗(yàn)證，再?zèng)]發(fā)生貝克注油小齒輪脫落等故障。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)處理批量性故障使技術(shù)人員提高了檢查統(tǒng)計(jì)、分析及解決問(wèn)題的有效方法，了解批量故障處理的流程，為解決處理其它故障積攢經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]FD82B風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣原理圖[Z].