風(fēng)力發(fā)電機(jī)冷卻器故障及防范措施

唐澤容 張鐵峰 晏關(guān)忠

【摘? 要】? 本文描述風(fēng)力發(fā)電機(jī)冷卻器在風(fēng)場出現(xiàn)的故障，進(jìn)行原因分析，制定針對性的防范措施。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電機(jī) 冷卻器 風(fēng)機(jī) 故障 扇葉 原因 措施

0 引言

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵部件之一。目前，國內(nèi)功率2.5MW及以下雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)為主要機(jī)型，大多采用空空冷卻方式，電機(jī)主要結(jié)構(gòu)為主體+冷卻器。冷卻器的風(fēng)機(jī)與扇葉一起轉(zhuǎn)動， 將外部較低溫度的環(huán)境空氣與內(nèi)部熱空氣（電機(jī)內(nèi)部發(fā)熱）進(jìn)行熱交換達(dá)到冷卻發(fā)電機(jī)本體的效果，一般采用離心式和軸流風(fēng)機(jī)，頂驅(qū)風(fēng)機(jī)加速內(nèi)部熱空氣循環(huán)，軸向風(fēng)機(jī)將熱空氣帶走。

從風(fēng)場反饋的風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障來看，冷卻器故障率為發(fā)電機(jī)故障為15%，占有重要的成分。尤其是風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，輕者引起發(fā)電機(jī)短時過熱;重者出現(xiàn)風(fēng)機(jī)燒毀、停機(jī)斷電，造成經(jīng)濟(jì)損失和影響聲譽(yù)。

1 主要故障

統(tǒng)計風(fēng)場的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的冷卻器故障主要有四類：①風(fēng)機(jī)燒毀②空氣開關(guān)跳閘③葉片脫落、刮蹭、斷裂④軸承故障、異音。

2 原因分析

2.1 風(fēng)機(jī)燒毀

① 空開單相接線處有發(fā)黑痕跡。測量線路發(fā)現(xiàn)，此相已經(jīng)斷路，缺相燒毀風(fēng)機(jī)。

無論在風(fēng)機(jī)起動還運(yùn)行過程中，缺相都會引起線路過電流，直至燒毀風(fēng)機(jī)。

缺相引起的原因有以下幾種：供電回路中接觸不良，接觸電阻大，在電壓相同的情況下，此相電流大，在接觸處熱量集中直到燒斷。機(jī)械損傷，造成線路斷裂。線路中絕緣老化。

② 運(yùn)行一段時間后軸承潤滑油失效，造成軸承潤滑不良，直至抱死，引起電流過大，燒毀風(fēng)機(jī)。

③ 振動大，引起扇葉螺絲松動，扇葉剮蹭，甚至卡死，引起電流過大，直至燒毀風(fēng)機(jī)。

2.2 空氣開關(guān)跳閘

空氣開關(guān)是一種電流超過額定電流就會自動斷開的開關(guān)，對電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、嚴(yán)重過載及欠電壓等進(jìn)行保護(hù)。引起空開跳閘可能的原因如下：

① 空開進(jìn)出線接線不牢固，造成接線處電流大。

② 空開與風(fēng)機(jī)線路匹配不合理。

③ 風(fēng)機(jī)線端子壓接不牢固，造成線路電流大。

④ 線路中絕緣防護(hù)不到位，造成接地故障。

⑤ 風(fēng)機(jī)軸承潤滑不良，轉(zhuǎn)動不靈活，導(dǎo)致線路過流。

⑥ 扇葉剮蹭，增加負(fù)載，導(dǎo)致線路過流。

2.3 葉片脫落、刮蹭、斷裂

① 振動大，螺絲緊固力不夠，扇葉緊固螺絲松動。

② 扇葉緊固螺絲安裝未到位（有浮釘）或過緊、個別扇葉斷裂、偏離。

2.4 軸承故障

① 風(fēng)機(jī)軸承潤滑油失效，運(yùn)行中出現(xiàn)異音，甚至抱死。

② 振動大，損傷軸承零部件。

除以上故障外，還有冷卻器與本體連接螺栓斷裂情況，究其原因有：振動大，螺栓松動，螺栓緊固應(yīng)力集中，造成部分螺栓過緊，引起振動大，受力斷裂。

3防范措施

根據(jù)現(xiàn)場反饋的故障現(xiàn)象來看，嚴(yán)重故障有電機(jī)燒毀、軸承故障、扇葉斷裂等。造成故障的原因有缺相、軸承潤滑油失效、振動大等。可以從細(xì)節(jié)著手、做好零配件的選型、安裝、檢查、測試，現(xiàn)場維護(hù)工作，減少故障發(fā)生，制定防范措施，降低故障的發(fā)生。

3.1組裝

① 冷卻器廠家安裝扇葉時，螺栓定點(diǎn)調(diào)節(jié)做好、科學(xué)緊固，防止偏心造成剮蹭故障;使用防松螺栓，定力矩等措施，運(yùn)行中防止出現(xiàn)扇葉斷裂、脫落等故障。

② 冷卻器安裝前，檢查扇葉是否有剮蹭、異常聲響、轉(zhuǎn)動不靈活等異?，F(xiàn)象。

③ 檢查處理風(fēng)機(jī)線所經(jīng)路線接觸物體表面的毛刺，不光滑表面，尤其是倒角處，連接過渡區(qū)域，可能在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中因振動摩擦損傷絕緣層，造成漏電、斷相的故障。

④ 剪線要留余量，考慮熱脹冷縮、現(xiàn)場振動，防止引起線過緊，造成接線松動、斷裂的故障。

⑤ 風(fēng)機(jī)接線端子制作：剪齊，裝好，壓實(shí)，防止出現(xiàn)虛接隱患。

⑥ 連接接線盒端子連接必須牢固可靠，不能有虛接，松動問題，防止運(yùn)行中出現(xiàn)過流、斷相故障。

3.2測試

發(fā)電機(jī)組裝完成后，在測試階段可驗(yàn)證零部件和組裝的質(zhì)量。

① 測量風(fēng)機(jī)絕緣電阻，排查線路與機(jī)座間是否存在絕緣擊穿故障，排查相與地線接錯的問題。

② 在輔助接線盒出線端測量風(fēng)機(jī)繞組直流電阻，超過要求值，查看電阻高的線路是否存在線路松動、接線不牢固、壓接不牢固等質(zhì)量隱患。

③ 查看風(fēng)機(jī)銘牌，接電源線。送電，查看風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向與標(biāo)識一致，在扇葉端觀察是否為吸風(fēng)，有無扇葉剮蹭現(xiàn)象。監(jiān)聽風(fēng)機(jī)聲音，有無異常聲響。測量連接處是否有振動大的問題。

④ 測量起動波形（記錄起動電流、起動時間），穩(wěn)定運(yùn)行電流（三相電流是否平衡，出現(xiàn)平衡度超出要求，查明原因）;根據(jù)測量的電流選擇配置合適的空氣開關(guān)，避免起動跳閘和運(yùn)行中跳閘的故障。

3.3風(fēng)場安裝

① 按照要求同軸度安裝、調(diào)節(jié)齒輪箱與發(fā)電機(jī)，測試機(jī)組運(yùn)行振動情況，減少振動引起的零部件松動引起的故障發(fā)生率。

② 輔助接線盒內(nèi)風(fēng)機(jī)引出線端UVW與風(fēng)場電源線按UVW順序依次連接，檢查接線牢固后，送電查看風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向是否與標(biāo)識一致，運(yùn)行中注意電機(jī)繞組溫度，是否有異?，F(xiàn)象。

③ 給風(fēng)機(jī)安裝缺相保護(hù)器，可以避免因缺相引起的風(fēng)機(jī)燒毀故障。

④ 積累現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行定期維護(hù)，風(fēng)機(jī)潤滑油失效前更換風(fēng)機(jī)。

此外，風(fēng)機(jī)軸承使用高效軸承潤滑油，可以降低軸承故障。發(fā)電機(jī)組裝后測量各零部件的振動高幅值是否出現(xiàn)在電機(jī)運(yùn)行頻率區(qū)間，若運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)出現(xiàn)共振現(xiàn)象，改制結(jié)構(gòu)。測量各部位容易出現(xiàn)故障的振動情況，排查原因，降低振動引起的故障。

4結(jié)束語

產(chǎn)品質(zhì)量在實(shí)際使用中才能驗(yàn)證是否達(dá)到要求，從零配件、材料的選用、組裝、測試、安裝、調(diào)試、維護(hù)各個環(huán)節(jié)做到精細(xì)，才能共同保證產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。

【參考文獻(xiàn)】

1.才家剛著，電機(jī)試驗(yàn)手冊，中國電力出版社

2.才家剛著，電機(jī)試驗(yàn)技術(shù)及設(shè)備手冊.機(jī)械工業(yè)出版社