风电机组传动系统维护与故障诊断分析

风电机组传动系统维护与故障诊断分析

发表时间：2019-08-06T09:20:10.360Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：顾鹏程

[导读] 摘要：风力发电主要是合理的运用风电机组的传动系统，将风能转化为动能，利用动能产生的能量来维持发电机发电，以此来实现风能向电能的转化过程。

大唐新能源试验研究院内蒙古赤峰市 024000

摘要：风力发电主要是合理的运用风电机组的传动系统，将风能转化为动能，利用动能产生的能量来维持发电机发电，以此来实现风能向电能的转化过程。我国当前对风力发电机组传动系统的维护和故障诊断方面还有缺陷。本文通过对风电机组传动系统中的故障以及系统中部件的保养工作进行探讨，希望能对日后的风电机组传动系统保养工作有所帮助。

关键词：风电机组；传动系统；维护；故障诊断

引言

风电机组主要是通过主轴-齿箱传动装置来将风能转化为动能以实现风力发电。因此，风电机组的传动系统直接关系着风电厂的发电效率与质量。在日常作业中，由于受到各方面的影响，传动系统不可避免的会产生各种各样的故障，如果这些故障没有得到及时排查与解决，则很容易给相关部门造成绝大的损失。因此，如何对风电机组传动系统进行故障诊断与维护则显得至关重要。

1风电机组传动系统维修与故障诊断的意义

风力发电主要依靠的是风电机组传动系统间各个程序的相互配合，其也是风力发电工程的主要工作体系，风电机组传动系统运行过程以及运行模式时时刻刻都会对风力发电的速率以及效率产生影响。风电机组系统内部如果发生故障未得到及时的处理，很有可能会对整个机组造成零部件的损坏，降低其使用寿命，严重的还可能会对齿轮组或者主轴承等大型关键性零件造成散落或者零碎，最终导致风电机组系统瘫痪，无法正常使用，所以，对风电机组传动系统的维修与故障分析诊断工作一定要有条理性，有时效性，要严格控制好风电机组系统的稳定程度，及时发现故障位置，降低故障发生风险，是对风电机组保护的重要方法，也是提高能源利用率和能源产生速率的有效手段。

2风电机组传动机构常见故障诊断

2.1齿轮箱故障诊断

第一，齿轮故障类型。齿轮箱故障按照类型不同可以分为齿轮故障和轮体故障两类，风电机组的主要故障形式则包含：（1）齿面损耗。风电机组的齿面损耗其主要是齿轮的磨损和腐蚀。磨损是风电机组机械传动由于润滑不足和异物进入导致齿轮的轮廓发生改变、间隙增加等问题。腐蚀则主要是由于一些腐蚀性气体或者液体等引起化学腐蚀，齿轮的咬合是发生电火花或者电弧引起机械电蚀。（2）齿面胶合。风电机组传动系统中的齿轮高速运转，如果齿轮箱中的润滑环境较差，很可能引起齿轮中间油膜消失，齿轮间的高温造成齿轮面发生熔焊。（3）齿轮变形。齿轮的变形主要是指塑性变形问题，齿轮箱的齿轮长时间处于重载工作状态时，齿轮承受的载荷消失之后恢复形变，从而发生塑性形变。第二，齿轮箱的诊断。若齿轮箱箱体温度过高或出现大量水珠，则可通过分析确定其为油泄漏导致的污染破坏，应对油位和油温进行检查。这种故障发生的概率较低，但是一旦发生影响较为严重，因此必须加强防御。检修人员应根据经验确定出现这一现象的原因是否为温度引起，并确定温度异常的具体位置在进行维修，否则会造成不必要的损害。若在检查过程中，发现温度升高较快，检查人员对齿轮箱运行过程中的噪音等因素和其他部位进行逐一排查，发现温度偏高位置为中箱体，进一步确定缩小范围并进行排查和维修。总之风力发电过程中，齿轮箱故障的诊断十分重要，温度升高或异常是其运行中重大问题之一，应尽早进行排查，准确的找到温度异常具体位置，这样可以防止损害面扩大，避免和减少不必要的经济损失。

2.2主轴轴承故障诊断

第一，轴承失效。由于轴承工作部位不同，其发生失效的形式与原因也各不相同。①行星架轴承失效。这往往是因为刹车时，主轴有可能会与后面连接的行星架发生窜动，如若窜动量过大，则会强烈冲击到圆柱滚子轴承，从而使其发生损害而导致行星架轴承失效。②行星轮轴承失效。这通常是因为行星内孔与轴承外圈间缺乏足够的过盈配合量，或是因为齿轮发生变形，而使得二者接触面积下降而导致的。③高速轴轴承失效。在低载或高速情况下，圆柱滚子轴承极易发生滚道滑伤或是滚子打滑的现象，这使得球轴承出现轻微剥落或滑伤的现象，从而影响其正常的轴承运转工作。第二，润滑不良。在风电机组传动系统中，润滑条件与主轴轴承的故障发生率有很大关系。一方面表现在，外界温度偏低，导致润滑剂凝固，使得其难以达到需要润滑的部位从而造成磨损。一方面，由于润滑剂散热较差，容易发生过热现象，这往往使得润滑剂提前失效，从而造成啮合表面损坏。一方面由于油位传感器污染、滤芯堵塞而造成的润滑剂“中毒”现象，使得润滑剂失效从而引发的主轴轴承磨损现象。轻则出现异常噪音、降低轴承传递功率、污染润滑剂或是轴承内外圈或滚动体损坏，重则致使风电机组停机。

3风电机组传动系统的日常维护

3.1齿轮箱的维护与保养

风电机组齿轮箱的日常维护内容主要包括：设备外观检查、润滑油位检查、电气接线检查等。具体工作任务包括：运维人员对齿轮箱箱体表面进行清洁，检查箱体及润滑管路有无渗漏现象，注意箱底放油阀有无松动和渗漏，避免放油阀松动和渗漏导致的齿轮油大量外泄。通过油标尺或油位窗检查油位及油色是否正常，发现油位偏低应及时补充，若发现油色明显变深发黑时，应进行油质检验，并加强机组的运行监视。遇有滤清器堵塞报警时应及时检查处理，在更换滤芯时应彻底清洗滤清器内部，有条件最好将滤清器总成拆下在车间进行清洗、检查。检查齿轮油位、温度、压力、压差、轴承温度等传感器和加热器、散热器的接线是否正常，导线有无磨损。在日常巡视检查时还应当注意机组的噪音有无异常，及时发现故障隐患。此外，还要定期对齿轮箱进行检修和维护，定期检修和维护的周期除根据当地的自然环境开展外，其检修维护项目还要根据齿轮箱制造厂家要求、风电场业主要求及风机运行维护手册具体制定，在此不再累述。

3.2主轴轴承的日常维护及保养

在日常运维中，常采用听、摸、看的检查方法，同时要了解轴承在生产、运转过程中的原理和保养维护常识。在日常巡检工作中，要做到以下几点：①听，利用听针等工具，对设备运转中的卡涩现象、有无杂音、运转是否平稳等进行检测；②摸，可用测温仪测温度，也可用手摸轴承的外壳温度，是否在可控量程技术规范数值要求内；③看，润滑油位的高度、油色及粘度，检查加油记录时间，油品，油脂添加的量及每台设备轴承用油的型号规格是否正确；④此外，还要对轴承链接面进行清理，保证干净，没有杂物，轴承支座需要加固紧