风电机组故障诊断综述

风力发电机组常见故障及诊断方法

摘要：近几年来，能源需求不断增加，不可再生能源逐渐减少，无污染、可再生能源受到各个国家的高度重视。风力发电机组的开发与应用，能够提供清洁能源，减少能源应用给环境造成的破坏。然而，因风力发电机组配套设施的缺乏、运行管理措施不完善等问题，增加了安全隐患的存在。现就风力发电机组运行安全进行分析，提出了一种新型风力联合发电系统及安全运行控制有效措施。

关键词：风力发电；机组；控制措施；运行安全

引言

随着环境污染问题的日益突出，同时为了克服能源危机，风能作为一种绿色可再生能源越来越受到世界各国的重视，风力发电机组(简称风电机组)作为将风能转化为电能的关键装备得到了迅猛的发展。风电机组通常坐落于偏僻的、交通不便的、环境恶劣的远郊地区以及沿海或近海区域，且机舱一般安装在离地面几十米甚至上百米的高空，因此风电机组日常运行状态检测困难，维护成本昂贵。风电机组在工作过程中，转子叶片的转速随风速的变化而变化，当阵风来袭或风作用在不同叶片上的力不平衡时，叶片会受到复杂交变的冲击载荷，这些载荷通过主轴传递到风电机组的其他关键零部件，如轴承、齿轮箱、发电机等，会对风电机组的运行可靠性造成极大的影响。

一、风力发电机组的运行安全分析

风机借助主动对风方式，保证叶轮长期处于迎风状态，将风能转化成机械能，由驱动发电机转化机械能为电能，最终实现电网电能输送，这是风力发电机组工作的主要原理。风力发电机组需要在野外长期运行，工作条件极其恶劣，人为无法控制自然界风能，导致风力发电机组承受不同类型复杂载荷，一旦外界条件发生变化，给风力发电机组运行安全造成严重威胁。

风力发电机组作为一个全天性自动运行设备，在运行期间能够实现自我控制，且与状态检测、自动运行及无人值守需求相符。从现阶段风力发电机组控制系统来看，其核心是可编程控制器，控制器、传感器、PLC及其他执行机构共同构成了控制系统。传感信号充分反映风力发电机组运行状态，一旦某项指标出现变化，在PLC的处理下，控制器将发出指令以对各项进行控制。由此可见，风力发电机组控制系统与运行安全有着密切联系。实现风力发电机组运行安全的方式，不仅可以借助风力发电机组控制系统，还可以在常规运行系统中设置安全链保护系统，这种系统主要运用单回路结构。机组出现过速、电网异常、极限风速、变桨超限等故障时，回路能够自动断开，这样能够确保风力发电机组运行安全。

风力发电液压系统故障诊断研究

摘要：近年来随着风力发电的大规模实施，我国风力发电的规模和数量也在不断地增加，这就对风机的运行、检修和维护工作提出了更好的要求。由于风力发电系统在野外工作时间较长，工作环境较差，容易发生风力发电机故障，因此，对保证机组安全正常运行具有十分重要的意义，需要分析机组故障诊断，及时发现，及时检修，提高运行稳定性和可靠性。基于此，本文就风力发电液压系统故障诊断进行研究，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。

关键词：风力发电机组故障；液压系统；故障诊断

引言

一般情况下，处于同一风电场中的相同型式的风力发电机组,在全年的工作过程中，不少时候都会发生不同的故障，从机械构造上来看，这些风力机组一般包括了二大部份：电力元件和机械部分，前者的损坏一般并没有造成附件的损坏，而后者的损坏却可以引起附件的损坏，所以，对于行人为了确保人身安全,若要登机检查，一般都必须在小风期进行，这种硬性要求从客观上对风力发电设备的检查造成了极大的困难，是无法在强风时进行检查维护的。此外，很多电气元件的工作条件变化，即便进行严格的检查测试，仍然不能及时发现问题，这也是检修风力发电机无法避免的问题所在。

1风力发电机组日常故障处理

(1)风力发电机组测风仪失效。当测风仪发生故障时，应检查测风仪是否灵敏，即风力发电机所呈现的输出功率与其转速有偏差。如果没有异常情况，立即检查传感器和信号侦测电路有没有故障，如果有故障，就应该进行排除处理。当测风仪出现问题，要检验测风仪能否可靠，即风力发电厂所提供的输出功率与其速度之间的误差。如没有异常情况，立即检测传感器的信号检测回路有无问题，一旦发现问题,就必须加以解决处理。(2)异响。风力发电机组在运行过程中发生声响异常，应查明其发出声响的部位。对传动系统出现故障的，应进行位置温度对应、震动状态对应检查，查明原因，明确故障隐患，并进行有的放矢的应对。(3)温度超标。当风力发电机在运行过程中发生装置设备温度超标而自动停机时，即由于发电机、控制箱、晶闸管等装置设备在运行过程中温度过高而定值过高，从而引起的自动保护停机。在此期间，检修人员应对刹车片间隙、冷却系统、润滑油质量等进行检查，并根据风电机的实际情况，明确分析温升的原因，使风电机组重新运转，直到完全排除故障。 (4)桨距的故障。风电机组桨距离调整方式如果出现问题，对各种桨距调整方式来说，都必须把问题根源查找清楚，并根据问题的具体现象，使叶轮在进入轮毂前都能获得最佳的锁止。当调整或改变桨距调整方式时，根据维护手册标准，检查其操作是否可靠规范，并进行桨距调节机构链接尺寸测量和功能测试，结合实际情况进行。

风力发电机组故障处理与运维措施

摘要：风力发电机组稳定运行，为各领域创新发展提供有利条件，使其在各领域中占有重要地位，并逐渐引起各领域关注与重视，相关部门注重基础设施完善的同时，还引进先进技术，对其管理模式多样化创新，组建专业化工作队伍，在研发环节、创新环节中都能优化传统理念.而在风力发电机组实际应用过程中，会因相关因素影响，发生风力发电机组故障问题，影响整体运行质量。对此，要求专业化工作队伍详细探究风力发电机组故障原因，具备完善管理制度，以控制细节质量降低风力发电机组故障频率，从而确保风力发电机组稳定运行。

关键词：风力发电机组；故障处理；运维措施

前言：现阶段煤炭、石油等传统燃料型能源造成的环境污染较大，且不可再生，已经备受各国关注，在开采利用上均采取了严格管控措施，且研究重点开始转变为风能、太阳能和地热能等清洁能源。风力发电可以将风能充分利用起来，近年来我国风电场数量也越来越多，如何提高设备故障诊断水平、做好日常维护保养工作是需要重视的问题。

1风力发电机组构成

风力发电机组属于复杂机械电气结构，分为机械部分与电控系统。机械部分包括可变桨风轮、传动轴、齿轮箱和塔架等，电控系统包括发电机、各类传感器、变压器等，具体结构如图1所示。结合风力发电机组运转、故障统计分析等情况可知，故障一般存在于发电机、传动轴以及齿轮箱等主线设备中，是故障处理与运维工作中的重点。 图1风力发电机组结构示

2风力发电机组故障诊断技术

由于单台风力发电机组发电功率、电能等有限，因此风场会设置多台风力发电机组，且分布于偏远与人口、建筑不密集的区域，在出现故障后对快速响应维修等要求较高，需要结合风力发电机组故障情况，采取先进的预判和诊断技术。当前振动检测法应用较多，或者是根据发电机组的电压、转速、电流等运行参数的机械故障诊断法，不用设置多种传感器，减少了成本，也让维护更加简单，缺点是可以诊断故障较少，传动轴故障判断不够准确。此外，定子电流法为主的齿轮故障诊断、基于粒子群优化BP神经网络风力发电机组齿轮箱故障诊断法等，都可以完成齿轮箱故障预警。

２０１２年２月　第４０卷第３期　机床与液压　

ＭＡＣＨＩＮＥ　ＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＵＣＳ　Ｆｅｂ．２０１２　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．３　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１２．０３．０４６　

风力发电机组齿轮箱故障监测与诊断　

陈文涛　，谢志江　，陈平　

（１．重庆大学机械工程学院，重庆４０００３０；　

２．新疆轻工职业技术学院机电系，新疆乌鲁木齐８３００２１）　

摘要：讨论齿轮故障机理及常用检测诊断方法，通过对某风力发电机组中齿轮箱振动监测数据的分析，判断出齿轮箱　

故障部位与类型，并提出相应的维修措施。　

关键词：齿轮；振动；故障诊断；在线监测　

中图分类号：ＴＨ１６５．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００１—３８８１（２０１２）３—１６７—３　

Ｆａｕｌｔ　Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ａｎｄ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｇｅａｒｂｏｘ　ｏｆ　Ｗｉｎｄ　Ｔｕｒｂｉｎｅ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　

ＣＨＥＮ　Ｗｅｎｔａｏ。　．ＸＩＥ　Ｚｈｉｊｉａｎｇ　。ＣＨＥＮ　Ｐｉｎｇ　

（１．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００３０，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｕｒｕｍｑｉ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ　８３００２１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｊ　．ａｃｔ：Ｔｈｅ　ｆａｕｌｔ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｇｅａｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｆａｕｌｔ　ｏｆ　ｇｅａｒｂｏｘ　ｗｅｒｅ　

ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｓｉｇｎａｌｓ　ｏｆ　ｇｅａｒｂｏｘ　ｆｏｒ　ｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅ　ｒｅｐａｉｒ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｗａｓ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ．