风机专题故障分析概要.docx

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风机专题故障分析概要

偏航电机过载故障分析

一、概述（工作原理及结构特点）

一）工作原理（金风S50-750）

风力发电机组的偏航系统也称为对风装置，其作用在于当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。

大中型风力发电机组一般采用电动的偏航系统来调整风轮并使其对准风向。

偏航系统一般包括感应风向的风向标，偏航电机，偏航减速器，偏航轴承等。

其工作原理如下：

风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电机的控制回路的处理器里，经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令，为了减少偏航时的陀螺力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在偏航轴承上，带动风轮偏航对风，当对风完成后，风向标失去电信号，电机停止工作，偏航过程结束。

二）风力发电机组偏航系统的结构、特点

偏航系统有机械和电控两部分组成：

机械部分为偏航减速器、偏航轴承、偏航刹车组成；电控部分为PLC、微断路器、交流接触器、热继电器、偏航电机、电磁刹车组成。

偏航系统都能对风向变化进行自动识别，并进行自动对风。

偏航时保持一定得偏航余压（25bar）在偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，减小偏航过程中因冲击载荷引起的振动对整个系统的影响，减少了起动电流对电机的冲击，并使起动平稳，延长电机寿命。

停止偏航是有两级制动1、偏航刹车保持132bar的系统压力。

2、电磁刹车失电后释放将电机锁死，并附加有偏航电机的手动刹车装置。

二、故障现象。

系统偏航电机过栽信号丢失，SM321模块偏航电机过载指示灯不亮。

热继电器动作、微断路器跳闸。

风机故障停机。

三、故障形成原因分析

1、机组正常运行时偏航电机过栽开关量信号为高电平。

当高电平消失时，报过载故障。

2、偏航过载保护由微断路器与热继电器串联构成。

微断路器或热继电器动作。

3、偏航余压过高。

4、偏航大小轴承过近，阻力矩过大。

5、偏航减速器损坏、机舱存在干涉。

6、偏航电机损坏，电磁刹车、整流块损坏。

7、液压回路电磁阀290或中间继电器K17.3损坏，电磁阀290不动作，是偏航系统始终保持系统压力。

造成偏航阻尼力矩过大。

8、风向标故障导致风机频繁偏航造成过载。

四、处理方法。

１、高电平消失是由于微断路器QF8.3、热继电器FR8.3、8.5辅助触点断开、SM321模块故障以及接线松动所致。

辅助节点损坏时只更换辅助节点即可。

2、偏航电机确实过载主要是由于热继电器整定值过小或者电流确实超过动作值以及交流接触器、微断路器回路缺相造成过载。

3、偏航余压正常为25bar，过大会使偏航阻力过大造成偏航电机过载。

应通过液压站220溢流阀将偏航余压调整为25bar。

4、偏航大小轴承过近，可将其调整至规定间隙（0.4mm～0.8mm）。

偏航轴承附近有异物引起阻力过大也会使偏航电机过载。

5、偏航减速器本身损坏，无法修复的做更换处理。

偏航减速器损害主要是由于缺油或者长期过负荷所致。

6、偏航电机损坏，无法修复时做更换处理。

判断偏航电机损坏可通过测量绝缘电阻值及直流电阻值得出结论。

正常情况下绝缘电阻应在1MΩ以上，直流电阻三相平衡为27.5Ω。

偏航电机电磁刹车整流桥损坏造成电磁刹车无法释放，造成电机过载。

目前因无备用整流桥更换，只是将整流桥拆除并将电磁刹车间隙调至失效状态。

7、检查290电磁阀不动作的原因，如电磁阀卡涩可清理电磁阀内杂物。

并分析液压油内出现杂志的原因。

中间继电器不动作时查明原因，接线松动时进行紧固处理。

如线圈烧坏则需进行更换。

8、偏航过载回路检查无异常，复位后发现风机频繁偏航造成过载。

可判断为风向标故障，更换风向标。

五、改进（预防）措施及其它建议。

针对以往偏航电机过载发生时的处理情况可采取一下措施预防：

1、统一调整偏航余压至规定值（25bar）。

2、巡检过程中检查偏航减速器油位，发现渗漏油现象及时彻底的处理。

并补充油位至规定油位处。

发现有色异常时可手动偏航检查偏航减速器有无异常声音。

3、检查热继电器整定值是否正确2.3A。

4、对接线端子定期经行紧固。

目前处理偏航过载过程中将部分偏航电机整流桥拆除。

无整流桥工作在正常偏航时对偏航减速器冲击较大，长期运行可能会损坏偏航减速器。

正常情况下偏航刹车有两级制动，一级为偏航刹车，一级为偏航电机电磁刹车。

为保证设备安全运行建议不拆除偏航电机电磁刹车整流桥。

在处理偏航过载过程中将大多数偏航余压调整过小，在偏航过程中不能保持一定的阻尼力矩，偏航过程中因冲击载荷引起的振动对整个系统造成一定的影响。

建议用偏航余压表正确调整偏航余压。

针对闸磨损/闸无反馈的故障分析

为能今后更好的进行高速闸的保养和维护，并尽可能的减少闸磨损/闸反馈故障的发生，我们必须很好的撑握高速闸的结构、工作原理、保养和维护方法。

有利于更好的进行故障的判断和处理。

高速闸的结构和工作原理：

一、

结构：

高速制动器为液压钳盘式制动器。

其安装型式：

刹车盘安装在齿轮箱高速轴上（齿轮箱轴线平行于地面），在齿轮箱两侧对称的安装两个制动钳。

制动器包括制动钳二个、刹车盘一块、摩擦片四片。

外形结构如下图所示：

1刹车片

1.4螺母

2弹簧

9.1保持设备

11刹车体

15闸片磨损补偿提示开关

15.5开关防护罩

16.2塞体

17.74调节螺栓

30.1安装螺栓

二、工作原理：

高速制动器制动方式：

采用“失效-安全”原理。

即液压系统加压力油时，制动器松闸；液压系统泄压时，制动器依靠弹簧的弹力制动。

制动力可通过弹簧来调节，当系统失电或液压系统故障时，此套制动系统仍能可靠制动。

液压系统供给高速制动器的压力为：

140bar-160bar,我们属于低温度地区，所使用的液压油为：

道达尔EQUIVISXV32。

三、刹车的控制方式：

1、电气控制：

a、刹车的力量是通过弹簧来获取的。

当电磁阀打开后，一个连接到刹车上的液压动力单元输送一个液压力来促使刹车打开。

当这个电磁阀关闭后就会刹车。

通过内部的磨损补偿系统WACS来自动的调整磨损的位置。

WACS如下图所示：

b、并且刹车安装了一个常开触点在轴承推力螺栓（30.9）。

当刹车接近到刹车盘上开关松开将没有电压（NO:

棕色线和蓝色线，NC:

棕色线和黑色线）

常开和WACS检测开关是同一类型的。

轴承推力螺栓（30.9）推动着2个开关（常开触点和检测触点）。

当刹车盘总体距离小于等于4.5mm时WACS检测开关释放。

他的开状态指示在WACS自动补偿系统工作故障。

当闸盘的总共的接触触发是4.5mm,平均到每一个刹车片一般的间隙为1.25mm左右加上1mm的内部的闸片的厚度。

C、热电阻感应，连接（白色线/蓝色线）了2个热电阻感应（行程开关）到用户的PLC，一个监测线包含在内部。

当刹车片的厚度变为2mm厚的时候将会联结刹车盘。

2、液压控制：

190.1、190.2两个电磁阀通过二条液压油管连接到高速闸体上，通过电磁阀的得电与失电动作。

输送的压力值为：

140-160bar。

（得电时，刹车松闸，失电时，刹车抱闸）。

连接方式如下图所示：

四、闸磨损和闸反馈故障原因

1、闸磨损故障原因：

1）、闸块磨损。

2）、线路问题。

3）、弹簧问题。

2、闸无反馈故障原因：

1）、高速闸调整错误，闸反馈开关量信号未给出。

2）、线路问题。

接线松动或模块损坏。

四、闸磨损处理方法：

程序判断：

闸1磨损信号丢失且持续时间1S

1、闸块磨损达到2mm时，闸磨损信号就会丢失，持续1s后，就会报闸磨损故障。

这种情况就得更换刹车片。

2、当WACS（行程开关）接线端子X5:

1、X5：

2、X5：

3、X5：

4松动时，或模块损坏时，紧固端子或是直接更换模块。

3、调闸时，没有把自动补偿系统投入，随着闸的磨损量增加，动作次数的增加，弹簧长时间的处于拉伸状态。

久而久之，影像弹簧的弹力。

当松闸时，弹簧弹力不够，会产生闸磨损故障。

对于这种故障，如果有备件直接更换弹簧，没有弹簧备件时，把弹簧取下，用钢丝钳剪断二到三圈，再重新安装。

2a:

闸反馈故障处理方法：

程序判断：

闸1释放后无反馈信号或闸1抱死后仍有反馈信号且持续2S

1、闸调整错误，重新调整闸片。

2、安装于高速闸的WACS（行程开关）故障，或是到模块端子接线松动造成。

紧固接线端子。

模块内部故障，直接更换。

为提高设备利用率，加快故障处理速度，处理时准备以下工具：

24mm套筒带棘轮、13mm开口扳子、11mm开口扳子、19mm的开口扳子2个、钢丝钳一把、一字端子启一把、万用表一块、塞尺一把。

五、为了提高机组正常安全的运行，经高速闸研究小组讨论提出以下预防措施建议：

在日常巡检过程中，对高速闸闸片磨损程度及弹簧拉伸程度进行观察。

液压油位低的故障分析与解决方案

一、介绍HYDAC型液压站对机组的作用

　　金风S50/750风力发电机组采用的是HYDAC型液压站，在机舱左部安装一个独立的液压站。

　　液压站：

液压执行元件是把液体的压力能转换成机械能的装置，它驱动机构作直线往复运动或旋转运动，其输出为力和速度或转矩和转速。

机组液压系统构成：

包括叶尖制动、偏航制动、高速闸、过速保护。

原理：

1.叶尖制动

叶尖可绕叶片主轴线旋转74°，产生空气制动力。

当叶轮旋转时，液压压力使叶尖保持在正常运行位置。

当停机时，释放叶尖的液压压力，在离心力和弹簧力的联合作用下，叶尖沿转轴转动到刹车位置，使风机停机。

风机的气动刹车是风机最可靠的保护装置。

2.偏航制动

偏航闸为液压卡钳形式，在偏航刹车时，由液压系统提供140～160bar的压力，使与偏航闸液压缸相连的刹车片紧压在刹车盘上，提供制动力。

偏航时，压力释放但偏航刹车仍保持一定的余压（20～40bar），在偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，减小偏航过程中因冲击载荷引起的振动对整个系统的影响。

3.高速闸

高速闸是高速轴端刹车，由液压系统控制。

该刹车系统装有两套常闭浮动式圆盘闸规，分别与两个液压回路相连，弹簧驱动，失压制动。

制动力可通过弹簧来调节。

当系统失电或液压系统故障时，此套刹车系统仍能可靠制动，可靠性高。

在风力机运行过程中，由液压系统提供140～160bar的压力，克服闸规的弹簧力，使两个高速闸释放。

4．过速保护

飞车”故障会对风机造成毁灭性结果，因此风机采用三个独立的安全系统用于过速保护，保证机组不会出现“飞车”现象：

（1）.控制系统的过速保护

（2）.叶尖空气刹车过速保护

（3）.防爆膜（360）的过速保护

防爆膜（360）是根据爆裂压力来选定型号的特定金属膜，是一个机械的过速保护。

如果上述的两种保护都没有动作，叶轮转速达到23RPM后继续升高，叶尖压力也继续升高，叶尖压力达到127bar时，防爆膜破裂（有一点要注意,防爆膜的设定压力有一个±5bar偏移值,也就是说叶尖压力在122bar～134bar的范围内都会破裂），叶尖压力释放，叶尖立即弹出，计算机指示叶尖压力故障，风机正常停机。

二、故障名称：

液压油位低

故障现象：

机舱柜内的SM321模块上的液压油位信号

故障点：

1、液压油位过低

2、油位计的常开辅助触点（注油后闭合）故障

3、信号回路的接线

处理方法：

1、认真检查各个液压油回路，和轮毂内的叶尖油管，液压缸和四通接头等部位，找出漏油点，进行处理，然后加注液压油。

2、油位计的辅助触点接线不实，可更换油位计。

3、信号回路的接线松动或脱落，导致24V反馈信号丢失，此情况下，可通过测量回路各个接点的电压情况来查找断电情况。

三、改进（预防）措施及其它建议

要在每月例行巡检的时候对液压系统各方面设备认真检查，防止由于冬季与夏季的气温差而造成的油位低，此时应当及时的补充液压油至标准油位。