风力发电机组的故障处理和运维措施

茆春俊

（上海闸北发电厂，上海 200438）

0 引言

上海奉贤海湾风力发电场坐落于美丽的杭州湾畔，一期工程于2003年10月安装了4台西班牙GAMESA G52－850kW的风力发电机组（机组编号为1～4），一期工程扩容于2010年4月安装了1台上海万德的1.25MW直驱机组、1台上海万德的1.5MW直驱机组和8台大连华锐的1.5MW机组（机组编号为5～14）。2010年5月投入运行。截至2013年4月底，已经发电121.9GWh。

在日常的运行维护中，对风机的故障处理，一般按照先查看微机屏幕上的故障信息，再根据故障手册所述内容进行针对性分析，最后到现场排查隐患，直至故障处理完毕。本文主要介绍在处理风机故障时的一些技术分析和处理方法的体会。

1 分析故障时要整体考虑

1.1 案例一，只查液压系统

1）故障现象 4号风机曾在一段时期内出现液压系统油温，常常要比其他3台同型号机组高出10℃左右；在夏季高风速发电时，常因油温高达65℃而引发停机，造成发电量的大量损失。

2）排查隐患分析 当时对发生故障的原因只从液压系统入手做了综合判断，包括检测液压油质、安全阀及电磁阀的密闭性、PT100温度传感器的可靠性、比例阀对风速的响应和反馈特性，基本都集中在对液压系统的分析上，着力寻找引发变桨系统频繁动作，导致油温过高的主要原因。

3）消缺措施 在对相关部件进行备品更换后，故障依旧。

1.2 案例二，彻查关联系统

1）分析日报数据 通过追溯运行日报发现，液压系统存在一个油温升高的特征分界点，即风速在8m／s以上持续时，油温会逐步上升，直至65℃停机；如果风速在8m／s以下持续时，油温则与其他3台机组差不多，即使起始油温在60℃以上，也会逐步降至正常油温；风速在8m／s以上持续时，变桨角度在同等风速下要比其他3台风机大，而且角度变化和液压泵启停也比其他3台风机频繁一些。

2）故障原因 通过对液压系统外的相关系统展开排查隐患，最终找到故障症结是发电机编码器的联轴器部件损坏所致，如见图1所示。联轴器部件损坏后（即部件松动，但仍可工作），引起控制系统在高风速时接收到的发电机转速值不准确，从而使变桨系统工作出现偏差所致。

图1 联轴器部件损坏

3）故障分析 从故障处理结果和现场观察可知，联轴器部件损坏后，控制系统通过编码器得到的数值与实际数值有误差，但在低风速时（8m／s以下），转速相对较低，误差值可能较小，所以未对变桨系统造成重大影响。在高风速时（8m／s以上），发电机已经处于超同步运行状态，同步转速在1 500r／min以上，导致误差值增大，但又未达到故障停机限定值，于是控制系统根据不准确的测速值给出了不准确的变桨角度（角度偏大），使得在同等风速下，4号风机比其他3台风机吸收的风能要少，造成高风速时发电量也少。

因为联轴器部件损坏，使得测出的转速值不稳定，导致控制系统频繁给出变桨调节信号，引起变桨系统频繁动作，液压泵动作时间缩短，使液压油温逐步升高，再加上夏季机舱温度偏高，散热不佳，最终导致油温高而停机。

1.3 运行维护体会

通过此次故障处理可以看到，看似液压系统元件有问题，但是最终结果却是1个小小的联轴器损坏所致。这说明在解决风电机组的一些故障时，需要从整个系统考虑，因为系统间相互控制反馈，其他系统部件的损坏也会影响到液压系统的工作状况。另外，在平时检修与维护中，对小型部件的维护也不能掉以轻心，小部件往往会引发大问题。

2 日常巡检要精细化

风场的定期预防性保养维护为半年1次，但平时的定期巡回检查（特别是登塔检查）对防止故障发生同样具有重要意义。

1）故障现象 2号风机曾因齿轮箱油位低而多次停机，登塔查看发现齿轮油大幅度泄漏，油管磨损开裂漏油如图2所示。

图2 油管磨损漏油

2）故障原因 排查后发现竟然是由于齿轮箱油泵电动机至冷却风扇的油管，因长期与机舱底盘坚韧处碰撞共振，导致油管破裂引起漏油。

3）消缺措施 更换油管和补油后，故障解除。

4）运行维护体会 故障处理后对所有风机的油管进行了排查，发现多处碰撞振动的老化油管存在磨损隐患，及时给予了处理。另外，在巡检中发现3号风机偏航减速器有漏油现象，也给予了及时处理。这说明防止风机设备故障，不能光指望定期预防性保养、维护和故障报警，日常巡检一样很重要。

3 巡检分析要全面和科学

大部分的故障都可以根据故障报警及故障手册来进行处理，但是有些故障光靠故障信息也不一定就能及时处理，需要通过运行分析来解决。

1）故障现象 风电场投产后，曾经一度出现所有风电机都因故障报警“机舱顶部和地面通信错误”而停机，但在现场复位后即可恢复运行。当时根据故障手册所述内容，曾对故障原因做过一些推测，现场也做过一些处理，包括更换光缆和光纤接头等，但都无济于事，故障照样频发，一时间故障原因似乎无从查找。

2）故障原因 通过深度排查和结合运行日报进行综合分析，发现大部分故障发生的时间，基本上都集中在上午八点至九点间。于是对风电场周围环境展开排摸，检查有无外部通信设备对风电机通信造成干扰。结果得知在离风电场不远处有大型雷达设备，上午八点至九点间会开启雷达工作，因发射功率很强，对风电机通信造成了干扰。

3）消缺措施 在风电机的通信模块上覆盖铜丝布加强屏蔽，提高了信号抗干扰效果，消除了故障。

4）运行维护体会 处理故障不能光靠故障信息，还必须认真做好运维工作，多分析情况，多总结经验，多寻找规律，才能全面地处理好故障。

4 结语

风机厂商在故障手册中提供给客户的处理方法，在一定程度上只是一种处理故障的指导意见，不可能面面俱到。故障的原因是多种多样的，若要正确地处理各种故障，还需要全面、科学的考虑问题，到实践中去学习、处理和总结。