故障處理過(guò)程及分析

在輪轂用變槳操縱板轉(zhuǎn)動(dòng)葉片拨扶，故障面葉片從92°～0°調(diào)槳凳鬓，葉片運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn);從0°～92°，葉片采用快速電池收槳該面葉片振動(dòng)明顯患民。

為進(jìn)一步收集故障現(xiàn)象缩举，機(jī)組在故障風(fēng)速段并網(wǎng)運(yùn)行，同時(shí)匹颤，通過(guò)機(jī)艙人機(jī)界面觀察變槳電機(jī)的溫升狀況仅孩，故障面的變槳電機(jī)溫度快速升至90℃以上，迅速超過(guò)變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動(dòng)溫度卡催。然而责名，進(jìn)輪轂發(fā)現(xiàn)，變槳電機(jī)風(fēng)扇并沒(méi)有啟動(dòng)现岗。再檢查變槳電機(jī)插頭端子的風(fēng)扇供電也控，正常。再給故障面的變槳電機(jī)風(fēng)扇外加230V電源辱涨，風(fēng)扇也正常用省。該變槳系統(tǒng)的變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)在變槳電機(jī)內(nèi)。如變槳電機(jī)風(fēng)扇的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)損壞开撤，則需更換變槳電機(jī)败民。

因懷疑變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動(dòng)開(kāi)關(guān)有問(wèn)題，于是更換變槳電機(jī)瞒唇。然而坡驹，更換變槳電機(jī)后，在8～12米/秒風(fēng)速段運(yùn)行服畜，該面的變槳電機(jī)溫度迅速超過(guò)140℃四爹。再追溯以前的維修記錄顾翼，此前，該面葉片曾因此兩次更換變槳電機(jī)奈泪。這就是說(shuō)适贸，已三次更換變槳電機(jī)，均宣布無(wú)效涝桅。

給故障面的變槳軸承手動(dòng)注油以后拜姿，機(jī)組在故障風(fēng)速段并網(wǎng)運(yùn)行，雖然故障面仍比其他兩面的變槳電機(jī)溫度高冯遂，溫度時(shí)常在110～130℃左右蕊肥，但變槳電機(jī)溫度能穩(wěn)定在140℃以下，暫時(shí)不會(huì)報(bào)“變槳電機(jī)溫度高”停機(jī)蛤肌。

綜合幾方面分析：故障面葉片快速電池順槳時(shí)壁却，有異常振動(dòng);三次更換變槳電機(jī)無(wú)效;給故障面的變槳軸承手動(dòng)注油后，變槳電機(jī)溫度高的問(wèn)題有明顯改善寻定∪迓澹可以確定“變槳電機(jī)溫度高”停機(jī)，應(yīng)當(dāng)由變槳軸承損壞造成狼速，而與變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動(dòng)無(wú)關(guān)。要徹底解決“變槳電機(jī)溫度高”問(wèn)題竿饭，需要更換變槳軸承儿戏。

該故障的信息收集與故障分析的難點(diǎn)：故障機(jī)組早在2009年就開(kāi)始投運(yùn)，運(yùn)行時(shí)間已超過(guò)11年不凳。由于各種原因勤驾，三面變槳軸承均有不同程度的損傷，均存在變槳電機(jī)電流偏大腿弛、溫度偏高的問(wèn)題身州，不能僅通過(guò)變槳電機(jī)電流的比較發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。加之躬摆，機(jī)組故障停機(jī)時(shí)值港，風(fēng)速較大，氣溫很低阻洋，變槳電機(jī)很容易降溫和散熱;噪音大绕鸯，很難通過(guò)聲音判斷變槳電機(jī)風(fēng)扇是否啟動(dòng);在操縱葉片、收集故障信息時(shí)败芙，沒(méi)有筆記本電腦;配合處理故障的人員不足鹃壤。

故障處理的啟示與心得

1、準(zhǔn)確地收集故障信息是正確判斷機(jī)組故障的前提壁顶。

第一珠洗，收集的故障信息不準(zhǔn)確造成故障分析溜歪、判斷的偏差，備件和發(fā)電量的損失许蓖。

維修人員在收集故障信息時(shí)蝴猪，觀察變槳電機(jī)的溫度值與進(jìn)輪轂觀察變槳電機(jī)風(fēng)扇是否啟動(dòng)之間存在時(shí)間差。在集控室蛔糯，或機(jī)艙看到變槳電機(jī)溫度很高拯腮，而每次進(jìn)輪轂觀察到的現(xiàn)象是變槳電機(jī)風(fēng)扇沒(méi)有啟動(dòng)。從而造成了誤判蚁飒，并錯(cuò)誤地多次更換變槳電機(jī)动壤，這大大地增加了處理故障的時(shí)間。

該機(jī)組報(bào)故障是冬天淮逻、大風(fēng)季節(jié)琼懊，在機(jī)艙里觀察變槳電機(jī)溫度時(shí)，不能通過(guò)聲音判斷輪轂里的變槳電機(jī)風(fēng)扇是否啟動(dòng);該變槳系統(tǒng)的變槳控制器上沒(méi)有設(shè)計(jì)顯示界面爬早，不便于在輪轂里查看變槳電機(jī)溫度掩纺，通常是在機(jī)艙或集控室察看變槳電機(jī)的溫升狀況。在風(fēng)大期碟姓，鎖輪轂難度大炼注，在機(jī)艙里察看了變槳電機(jī)溫度后，然后再進(jìn)輪轂觀察變槳電機(jī)風(fēng)扇是否啟動(dòng)易传，這之間的時(shí)間差會(huì)進(jìn)一步增大方数。

另一方面，實(shí)際情況是變槳電機(jī)風(fēng)扇的啟動(dòng)臭赃、工作均正常询烤，在機(jī)組停機(jī)后，變槳電機(jī)溫度迅速下降尽舱。再者旷酗，外界氣溫較低，加劇了變槳電機(jī)散熱和傳熱元炭，進(jìn)一步加速了變槳電機(jī)溫度的降低星嗜。當(dāng)維修人員進(jìn)輪轂，變槳電機(jī)溫度已降到較低的溫度昼浦，變槳電機(jī)風(fēng)扇的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)馍资。因此，每次看到的現(xiàn)象都是變槳電機(jī)風(fēng)扇沒(méi)有工作关噪，從而產(chǎn)生誤判鸟蟹。這使得機(jī)組的停機(jī)時(shí)間大大增加。

及時(shí)使兔、準(zhǔn)確地收集信息是正確判斷故障的前提建钥。如果察看變槳電機(jī)溫度與觀察變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行藤韵，那么，維修人員就能觀察到變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動(dòng)的真實(shí)情況熊经，也就不會(huì)產(chǎn)生誤判泽艘。

第二，沒(méi)能借助變槳調(diào)試軟件操縱葉片和收集信息镐依，致使收集的信息出現(xiàn)錯(cuò)誤匹涮。

如果現(xiàn)場(chǎng)人員操縱葉片，不是采用變槳操縱板槐壳，而是運(yùn)用筆記本電腦然低。一方面，在輪轂使用變槳調(diào)試軟件操縱葉片不間斷地轉(zhuǎn)動(dòng)课妙，變槳電機(jī)溫度不斷上升拘挖。另一方面，通過(guò)變槳調(diào)試界面仔細(xì)地觀察故障面變槳電機(jī)的溫升狀況翎钳。當(dāng)變槳電機(jī)溫度升至變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動(dòng)溫度以上時(shí)挑画，自然就能觀察變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動(dòng)的真實(shí)情況。這樣就能極其便捷地知道鸣丝，故障并非是變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動(dòng)所致猎肄。

現(xiàn)場(chǎng)維修人員不能借助調(diào)試軟件檢查機(jī)組及部件故障，會(huì)使收集信息不準(zhǔn)確瘪巡，判斷故障困難叶素，甚至產(chǎn)生誤判。從而大大增加了機(jī)組的維修時(shí)間波媒。有的風(fēng)電場(chǎng)沒(méi)有給現(xiàn)場(chǎng)人員配備足夠的筆記本電腦，大大降低了收集故障信息的準(zhǔn)確性和便捷性枚鸭。

有不少主控腮鹦、整機(jī)廠家沒(méi)有從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維的角度去考慮機(jī)組主控的軟硬件設(shè)計(jì)，以及設(shè)計(jì)出與之配套專(zhuān)門(mén)用于現(xiàn)場(chǎng)維修的主控軟件饵较。給準(zhǔn)確收集機(jī)組信息拍嵌，現(xiàn)場(chǎng)維修、維護(hù)帶來(lái)了極大的不便循诉。有的機(jī)組甚至把機(jī)組絕大部分的基本信息均儲(chǔ)存在后臺(tái)横辆，而不是主控。這不僅使給現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組維修收集故障信息帶來(lái)不便茄猫，而且狈蚤，還可能因數(shù)據(jù)包丟失或環(huán)網(wǎng)通訊中斷，造成機(jī)組基本數(shù)據(jù)的丟失划纽。設(shè)計(jì)者更沒(méi)有考慮提供專(zhuān)門(mén)用于機(jī)組維修脆侮、維護(hù)的主控軟件锌畸。這無(wú)疑給現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確收集信息增加了障礙，帶來(lái)了困難靖避。

2潭枣、不適當(dāng)?shù)墓β士刂品绞健㈠e(cuò)誤的超速參數(shù)設(shè)置縮短了變槳軸承使用壽命幻捏。

當(dāng)機(jī)組報(bào)“變槳電機(jī)溫度高”停機(jī)時(shí)盆犁，還有一個(gè)極其重要的現(xiàn)象，風(fēng)速通常是在8～12米/秒故弟。這就是說(shuō)蘸腾，機(jī)組在8米/秒風(fēng)速以下，或12米/秒以上運(yùn)行時(shí)炮方，機(jī)組很少奖踏，或不會(huì)報(bào)此故障停機(jī)。

究其原因如下：

第一誊批，機(jī)組并網(wǎng)后的葉片運(yùn)動(dòng)方式?jīng)Q定了變槳軸承在某個(gè)位置損傷以后橱泻，不能通過(guò)適當(dāng)措施使故障位置有所偏移。

在通常情況下卦唇，機(jī)組并網(wǎng)后抢坯，葉片度數(shù)固定在最大迎風(fēng)面位置不變，或只在很小范圍內(nèi)做進(jìn)槳欢公、順槳的往復(fù)運(yùn)動(dòng)豫鲁，而不會(huì)做整圈運(yùn)動(dòng)。葉片的某個(gè)度數(shù)與變槳軸承的內(nèi)圈共胎、外圈以及變槳軸承齒圈之間的相對(duì)位置始終是固定不變的凛未。如因機(jī)組葉片在0°～8°之間的區(qū)間范圍內(nèi)頻繁變槳，造成了變槳軸承的嚴(yán)重磨損轧葛，并出現(xiàn)“變槳電機(jī)溫度高”問(wèn)題搂抒，則不能通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞绞棺儤S承的故障位置有所偏移，解決0°～8°區(qū)間范圍內(nèi)的變槳軸承損傷問(wèn)題尿扯。

這就是說(shuō)求晶，在某個(gè)度數(shù)范圍，如因頻繁變槳造成了變槳軸承的內(nèi)外圈之間或變槳軸承齒圈嚴(yán)重磨損衷笋，造成了變槳電機(jī)嚴(yán)重過(guò)流芳杏、異響等問(wèn)題，則只有更換變槳軸承辟宗，才能使問(wèn)題得到根本解決爵赵。

第二，不適當(dāng)功率控制方式使變槳軸承使用壽命縮短。

該82型故障機(jī)組同步轉(zhuǎn)速為1500rpm亚再，并網(wǎng)運(yùn)行范圍1000～2000rpm郭膛。采用的功率控制方式：首先，嚴(yán)格按照葉片設(shè)計(jì)的葉尖最佳速比控制葉輪轉(zhuǎn)速氛悬，風(fēng)速大小決定葉輪轉(zhuǎn)速的高低盏酵。其次，再根據(jù)風(fēng)能大小確定給定扭矩勃撼。因此蚊霞，隨著風(fēng)速的增加，葉輪轉(zhuǎn)速迅速增加鳞集，當(dāng)增加到額定轉(zhuǎn)速以后姆盲，風(fēng)速再繼續(xù)增加，功率控制的目標(biāo)轉(zhuǎn)速將不再變化祷濒。其后盒咪，隨著風(fēng)速的增加，只能增加給定扭矩勘春。

這種功率控制方式瘟麻，隨風(fēng)速的增加，轉(zhuǎn)速上升得很快刹埋。在8米/秒風(fēng)速左右就達(dá)到了額定轉(zhuǎn)速1800rpm钮咱，距機(jī)組的最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速2000rpm，僅有200rpm这敬，此時(shí)航夺，機(jī)組功率還遠(yuǎn)未達(dá)到額定功率1.5MW。如遇極端陣風(fēng)崔涂，就必須順槳阳掐。在陣風(fēng)過(guò)后，又需再次進(jìn)槳冷蚂。在8～12米/秒風(fēng)速段锚烦，順槳、進(jìn)槳頻繁帝雇，從而不可避免地造成變槳軸承使用壽命的縮短。

另一方面蛉拙，超過(guò)8米/秒風(fēng)速尸闸，轉(zhuǎn)速已升至1800rpm，受轉(zhuǎn)速裕度的限制孕锄，不能充分利用葉輪進(jìn)行儲(chǔ)能吮廉，吸收陣風(fēng)帶來(lái)的風(fēng)能。在機(jī)組還未達(dá)到1.5MW滿(mǎn)負(fù)荷發(fā)電時(shí)畸肆，完全可以通過(guò)適當(dāng)功率控制方式使之不變槳宦芦。不僅可以增加發(fā)電量佛雀、延長(zhǎng)變槳軸承壽命，而且哟口，還能延長(zhǎng)變槳系統(tǒng)休眠期逃净，減少變槳系統(tǒng)故障機(jī)率和備件用量。

風(fēng)速在8米/秒以下棠雌，葉輪轉(zhuǎn)速較低萨羽，轉(zhuǎn)速裕度大，陣風(fēng)來(lái)臨通常也不會(huì)變槳旬城。變槳電機(jī)不工作钙径，自然不會(huì)出現(xiàn)“變槳電機(jī)溫度高”的問(wèn)題;當(dāng)風(fēng)速在12米/秒以上，雖然機(jī)組不停地調(diào)槳卒赖，但葉片在這些位置上運(yùn)動(dòng)較少踊嘲，變槳軸承磨損小，因此睡清，也不會(huì)報(bào)“變槳電機(jī)溫度高”停機(jī)疏菩。

以上分析可知，在8～12米/秒風(fēng)速段售碳，機(jī)組報(bào)“變槳電機(jī)溫度高”停機(jī)强重，這與采取的功率控制方式有著必然的聯(lián)系。

第三贸人，該機(jī)型錯(cuò)誤的超速參數(shù)設(shè)置加劇了槳軸承壽命損壞间景。

該機(jī)型因執(zhí)行錯(cuò)誤的超速參數(shù)，必然會(huì)導(dǎo)致機(jī)組報(bào)超速停機(jī)艺智。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升至額定轉(zhuǎn)速1800rpm以后倘要，遇到極端陣風(fēng)會(huì)觸發(fā)超速停機(jī)。為處理該機(jī)型的超速停機(jī)問(wèn)題十拣，只能通過(guò)修改變槳控制參數(shù)等盡可能地把機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1800rpm左右封拧，又進(jìn)一步使機(jī)組的變槳次數(shù)增加。并且夭问，該機(jī)型執(zhí)行錯(cuò)誤的超速參數(shù)設(shè)置已超過(guò)10年泽西，至今仍未得到糾正，從而加劇了變槳軸承的損壞缰趋。

合理的超速參數(shù)捧杉，不僅能保證機(jī)組在極端風(fēng)況條件下不會(huì)報(bào)超速停機(jī)，而且桶辉，還能充分地保證葉輪儲(chǔ)能募型，保護(hù)變槳軸承、變槳電機(jī)等機(jī)組零部件。詳細(xì)的超速參數(shù)設(shè)置原理可參見(jiàn)哀揽，本人去年撰寫(xiě)的論文：《雙饋風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速控制與超速參數(shù)設(shè)置》理斜、《雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速控制與失控分析》和《風(fēng)電機(jī)組超速問(wèn)題案例分析》，分別刊登在《風(fēng)能》2019年第6睬肮、7和8期上伐薯。

3、多年來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明粤搂，Mita主控WP3100所采用的功率控制方式較優(yōu)生凯，值得學(xué)習(xí)和借鑒。

Mita主控WP3100所采用的功率控制方式辜色，除充分考慮跟葉尖最佳速比提高機(jī)組效率之外啥葡，還充分考慮并保證了葉輪儲(chǔ)能所需的轉(zhuǎn)速裕度，保護(hù)變槳軸承等機(jī)組重要部件潜呻。

其功率控制方式是：在機(jī)組到達(dá)額定功率之前政模，機(jī)組轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速的增加而增加。在轉(zhuǎn)速上升的同時(shí)蚂会，扭矩也隨之增加淋样。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速在1600rpm以下時(shí)，葉尖最佳比是功率控制考慮的主要因素胁住，轉(zhuǎn)速上升速率較快趁猴，扭矩上升速率較慢;轉(zhuǎn)速在1600rpm以上時(shí)，隨著風(fēng)速的增加彪见，轉(zhuǎn)速上升速率很慢儡司，扭矩上升速率較快;機(jī)組達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)，功率控制目標(biāo)轉(zhuǎn)速和扭矩均不再增加余指，此時(shí)捕犬，按額定轉(zhuǎn)速和額定扭矩較為穩(wěn)定地控制機(jī)組功率，按滿(mǎn)負(fù)荷功率進(jìn)行變槳調(diào)節(jié)酵镜。

在機(jī)組達(dá)到額定功率之前碉碉，功率控制的目標(biāo)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速值，并且淮韭，在機(jī)組轉(zhuǎn)速較高時(shí)垢粮，隨轉(zhuǎn)速的增加，扭矩急劇增加恐氓，當(dāng)陣風(fēng)來(lái)臨捶卧，機(jī)組增加功率輸出的同時(shí)，增加機(jī)組轉(zhuǎn)速屉馋，這樣可以使葉片一直處于最大迎風(fēng)面位置，不順槳。這樣伶段，即便是在10米/秒風(fēng)速的情況下婴悠，出現(xiàn)極端陣風(fēng)，也可以不順槳汞坚。只有當(dāng)持續(xù)風(fēng)能超過(guò)機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷功率1.5MW時(shí)罐闰，葉輪才會(huì)通過(guò)順槳釋放出過(guò)多的能量。 因此梦立，機(jī)組在額定風(fēng)速之前噪芭，葉片均可由槳電機(jī)剎車(chē)器制動(dòng)，使變槳系統(tǒng)長(zhǎng)期處于休眠狀態(tài)港遇。

就這種葉輪直徑為82米的82型機(jī)組來(lái)說(shuō)楞艾，如果按照Mita主控WP3100的功率控制方式，只有超過(guò)機(jī)組的滿(mǎn)負(fù)風(fēng)速時(shí)龄广，葉片才會(huì)順槳硫眯。這不僅能充分吸收陣風(fēng)帶來(lái)的能量;還能有效地減小陣風(fēng)對(duì)機(jī)組的沖擊;延長(zhǎng)變槳軸承等重要部件的使用壽命;減少變槳系統(tǒng)耗電;降低變槳系統(tǒng)故障機(jī)率和備件用量。

因此择同，我們?cè)趯?shí)施控制功率控制策略時(shí)两入，應(yīng)充分理解，并認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究國(guó)外一流廠家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)敲才。綜合考慮提高機(jī)組效率裹纳、部件壽命以及維護(hù)和維修成本等多種因素，方能在機(jī)組壽命期內(nèi)使度電成本最低紧武。

4剃氧、不正確的注油方式縮短變槳軸承的使用壽命。 

在處理故障時(shí)脏里，當(dāng)變槳軸承手動(dòng)注油以后她我，變槳電機(jī)溫升狀況得到了明顯改善。這說(shuō)明變槳軸承內(nèi)部潤(rùn)滑不足迫横，這是變槳軸承壽命縮短的又一重要因素番舆。

變槳軸承注油方式應(yīng)根據(jù)機(jī)組環(huán)境條件的不同而不同。“常溫型”機(jī)組因機(jī)組所處環(huán)境的氣溫較高飘缨，潤(rùn)滑脂粘性較小吗修，可采用自動(dòng)注油方式;而在內(nèi)蒙古地區(qū)的“低溫型”機(jī)組，冬天氣溫很低很洽，潤(rùn)滑脂粘性很大鼠泊，自動(dòng)潤(rùn)滑油泵很難把潤(rùn)滑油打到變槳軸承內(nèi)，采取手動(dòng)注油更能保證變槳軸承的充分潤(rùn)滑川痛，避免不必要的變槳軸承損壞耽坤。