风机技术培训-滑环部分

风力发电机组精密导电滑环技术概论摘要滑环是风力发电机组的重要部件，本文结合试验和实际分析研究了滑环的绝缘性能、接触电阻、动态阻值波动、防护等级、抗电磁干扰性能、耐磨性能、抗高低温交变能力、抗瞬断能力。

主题词：滑环接触电阻瞬断0 引言风力发电机组精密导电滑环（以下简称“滑环”）是实现相对旋转的轮毂舱和主机舱之间的动力电源、控制信号和通讯信号传输的精密输电装置，可以在轮毂舱360度无限制连续旋转时保证上述传输的连续性、稳定性、可靠性。

1 技术指标分析滑环的主要技术指标有：绝缘性能、接触电阻、动态阻值波动、防护等级、抗电磁干扰性能、耐磨性能、抗高低温交变能力、抗瞬断能力。

1．1 滑环的绝缘性能滑环由许多环道组成，环间距离过大会导致滑环的总体尺寸太长，距离过小会导致绝缘、耐压低，一般取1.5～3mm为宜。

根据风电机组对滑环环道的不同类型要求，滑环的绝缘、耐压可以分组进行。

如表1所示。

表1 绝缘、耐压要求动力环1000 1000控制环500 500通讯环250 1001．2 滑环的接触电阻滑环的接触电阻越大，接触压降越大，通过电流时的温升就越高，甚至会熔毁刷丝和滑环，还会信息传输效果，因此接触电阻越小越好。

影响接触电阻的原因有：摩擦副的材质、摩擦副的接触形式、摩擦副的接触压力以及滑环的转动速度。

1．2．1 摩擦副的材质摩擦副要求具有良好的导电、导热性，并且要具有抗氧化和抗硫化等特性，耐磨性和抗熔焊性好，并具有防电弧功能。

风电用滑环的环道一般采用电镀金、刷丝一般是金镍合金。

1．2．2 摩擦副的接触形式图1 风电滑环摩擦副的接触形式一般是点式接触。

摩擦副组合有两种（见图1），第一种是单丝和“V”型环道组成的、第二种是刷束和“Ⅱ”型环道组成的。

第一种接触形式每根丝只有两个接触点接触面积极小，传输的电流很有限；第二种接触形式每束丝有很多个接触点，接触面积大，所以传输的电流很大。

由于风电机组的功率越来越大，相应的变桨电机的功率也在增大，所以滑环的动力环要求传输的电流也越大，这就表明在大功率机组中第二种接触形式会占据上风。

海装风电技术培训总结风电项目已进入生产筹备阶段，为促使全体生产运维人员全面掌握风电机组的设计理念、结构原理、控制策略、调试维护、日常操作及故障处理等方面的技能知识；特组织人员赴海装风电培训学习，现将本人近期工作做如下总结：一、培训内容概述：1、项目采用海装风电H93L-2.0MW型风电机组，是变桨变速功率调节、三叶片、上风向、水平轴、双馈式并网型风力发电设备。

2、本次培训分三个阶段，在盛天风电场、哈密组装车间及重庆公司三处分别以集中授课、疑难解答、现场讲解等方式进行。

3、本次培训旨在夯实丰富人员新机型知识，深入细化掌握机组概况，保证机组吊装、调试、验收、运行、检修工作的顺利开展。

二、培训内容：1、控制系统；1)机组采用科凯前卫研发的KK控制系统，控制、监控机组运行状态。

分布式控制，由塔基控制柜、机舱控制柜等组成，通过现场总线与变频器和变桨系统通讯。

主要包含CPU、I/O模块、断路器、继电器、熔断器、保护开关以及传感器和供电设备等部件，在电网掉电时，可通过UPS供电。

2)塔基控制柜位于塔筒底部平台，内部配置辅助变压器，机组内部用电均由柜内690/400V辅助变压器提供。

柜内配置光纤环网交换机，提供与远程监控系统通信的光纤接口；机舱控制柜位于机舱内，从属于底部控制柜的控制。

通过总线与塔基控制柜通信。

控制信号传输到机舱控制器后，通过相应的I/O模块传递给执行机构。

3)在控制面板上配有紧急停机按钮，可以断开安全链，启动机组紧急停机程序。

在系统控制面板上，可以用手动按钮来完成风电机组的启动、停机和复位，也可借助旋钮开关切换到维护模式，以激活维护程序。

2、远程监控说明；1)远程监控系统(SCADA)是以计算机网络为基础对风场中的风电机组进行远程控制、监测的自动化系统，由中央监控系统、远程监视系统组成。

2)中央监控系统完成风电机组的远程数据采集存储、远程控制、信号报警、统计以及生成报表等功能，可对测风塔、箱式变压器等进行监视。

1.5MW双馈风力发电机组滑环论述作者：贾春雁来源：《中国科技纵横》2016年第18期【摘要】风电作为节能、安全、环保和可再生的清洁资源受到世界关注，随着技术的日趋成熟和规模效应初步显现，风电已经成为最具潜力和活力的新能源之一。

从整体上看，风力发电机组可分为风轮、机舱、塔架和基础几个部分，其中风轮由叶片和轮毂组成。

风轮为转动部分，即运动部分，机舱内电气件包括控制柜等为固定部分，即静止部分。

在静止部分和运动部分之间电气连接至关重要，目前风电机组采用滑环作为静止和运动部分之间连接的核心部件，对风力发电机组稳定运行起关键作用。

本文针对这一关键连接部件滑环进行总体介绍，并在此基础上进行扩展，增加了滑环组合部分防雷功能的介绍，对风力发电机组研发和实际应用有一定的作用。

【关键词】风力发电滑环运动静止能源是经济和社会发展的重要基础，是人类生产和生活必需的基本物质保障，也是我国现代化建设的战略重点。

新能源是未来能源发展的方向，风能作为新能源重要的一部分，利用技术相对成熟，生产过程中不产生污染和无废弃物排放，且储量大，永不枯竭，是21世纪最有发展前途的绿色能源和人类社会经济持续发展新动力之一。

风电机组稳定运行尤为关键，涉及因素众多，地理环境、气候环境等自然因素，发电机组自身的故障因素等。

为保证风力发电机组的稳定运行，机舱内各部件的可靠性更加尤为关键。

1 风力发电机组机舱内滑环结构组成滑环是用来将一系统中的动力电流和电信号从静止端（定子）传输到旋转端（转子）的部件。

基本上滑环主要由定子，转子和轴承组成。

有些特殊情况也可仅提供滑环模块滑动刷块由用户自行组装。

转子模块可由一个或多个滑环模块组成。

滑环模块由主轴、经过特殊加工表面的金环、绝缘片组成。

随着转子转动，装在定子上的刷块（丝）始终与模块的金属表面接触，形成电路。

刷块触点由贵金属合金刷制成。

刷块经过特殊设计与模块保持一定的压力，以此来保证滑环的长寿命和连续稳定的信号传输。

导电滑环内部结构导电滑环是一种用于电气转动接口的装置，常用于需要传输电力、信号和数据的旋转系统中。

它由一个固定部分（通常安装在机器或设备的架构上）和一个旋转部分（通常安装在旋转部件上）组成。

固定部分和旋转部分之间通过接触面和导电材料之间的接触实现电力和信号传输。

导电滑环的内部结构包括以下几个主要部分：1.导电环：导电环是导电滑环的核心部件，通常由金属制成。

它具有环形结构，可以在固定部分和旋转部分之间旋转。

导电环上通过导电材料形成环形的导电接触面，用于传输电力和信号。

导电环的数量可以根据需要进行调整，以满足不同的传输需求。

2.碳刷：碳刷是与导电环接触的部件，通常由碳材料制成。

它位于导电环的固定部分上，并通过碳刷架连接到外部电源或信号源。

碳刷用于将电力和信号传输到导电环上，并保持与导电环的良好接触。

由于碳刷与导电环之间的接触，会产生摩擦和磨损，因此定期更换碳刷是必要的。

3.导电材料：导电滑环中使用的导电材料主要有铜、银和金等。

这些导电材料具有良好的导电性能，并且可以耐受较高的电流和电压。

导电材料在导电环的接触面上形成一层薄膜，以确保良好的电力和信号传输。

4.轴承和密封：导电滑环内部还包括轴承和密封部件，用于支撑和保护导电环的旋转运动。

轴承通常由滚珠轴承或滑动轴承构成，可以减小导电环的摩擦阻力和磨损。

密封部件用于防止灰尘、湿气和其他杂质进入导电滑环的内部，以保证其正常运行和使用寿命。

以上是导电滑环的主要内部结构部件。

根据实际需求和应用场景的不同，导电滑环还可以配备其他附件和特殊设计，例如防护罩、冷却系统和信号分配器等，以满足各种特殊要求。

导电滑环在许多领域都得到广泛应用，包括工业自动化、机器人技术、电动机、医疗设备和石油钻机等。

风力发电机中的滑环技术风力发电机的寿命一般可以达到20年。

但大部分风力发电机的质保范围只是风力发电机整个运行寿命最初的两到五年。

随着风力发电机系统的老化，未必所有的风电场业主都做好了对风力发电机进行维护的准备。

其中部分情况是缺乏维护工作所需的技术人员。

况且即使配备了满足风电场日常维修要求的技术人员，计划外的维护还是会明显影响到风电场的收入。

风电场业主、工程师、技术人员和风力发电机制造商可以通过这样一种方法来降低计划外维护的风险，即考虑采用那些维护要求低的、甚至能提前告知何时会失效的部件。

听上去有些不切实际，但事实并非如此。

体形虽小，作用不小纤维刷滑环就是这样一种产品。

尽管在总成本和风力发电机设计中只是微不足道的一小部分，但滑环对运行起着关键作用。

滑环安装在风力发电机机舱罩中，通常用于提供变桨功率和控制所需的电气信号和能量。

滑环通过一个旋转的接口输送电功率和信号。

滑环的工作原理：滑动触点通过滑环总成里的旋转接口传输电气信号和能量。

电刷（或接触电刷）在旋转的滑环上滑动，并在其旋转过程中保持不间断接触。

这就是说，为确保正确无误的电气信号传输，静止的的电刷和旋转的滑环之间需要有“金属间的接触”。

纤维刷滑环能够为风力发电机业主提供至少1亿转次的工作寿命而无需维护，这意味着在风力发电机20年的工作寿命中技术人员可能仅需拆换滑环一次。

但并不是所有的滑环都能达到这个要求。

实际上，要了解滑环总成的设计和结构才能评估它们的维护需求。

市场分类市场上约有10%的风力发电机滑环是纤维刷滑环，这种滑环只需要很少量的维护。

大部分（约60％）滑环是由复合金属电刷制成，一般是金属和石墨烧结而成的导电块。

即使这种复合金属刷滑环如其制造商所声称的具备高达7500万转次的工作寿命，它们也需要频繁的维护。

剩余30％的风力发电机滑环采用单线贵金属电刷（通常由黄金制成）。

复合金属电刷滑环和单线电刷滑环所需的维护量都远远大于纤维刷滑环。

原因在于：复合电刷的设计即是优先磨损电刷以避免滑环磨损，且需要足够长的电刷才能最大限度地延长电刷更换周期。

关于利用滑环技术提升风力发电机效力技术探究摘要：在风力发电系统中，滑环作为一个体形虽小，作用极大的产品，并且在风力发电机的总成本中只占据了微不足道的一小部分，但其对整个风机的运行起着十分关键的作用。

风电机组的电气滑环是负责轮毂变桨系统供电、传输控制信号和数据的功能，其使用的寿命，运行和可靠性、准确性和抗干扰性都将直接影响风机发电机组的性能。

关键词：风力发电；滑环技术；发电效率引言滑环安装于整个风力发电机的机舱罩中，其通常作用是为变桨功率和控制提供所需的电气信号以及足够的能量，也就是通过旋转接口输送电功率和信号。

在此基础上，通过运用滑环的滑动触电让滑环总成中的旋转接口传输电气信号和能量;同时接触电刷在旋转滑环上滚动，持续的在旋转过程中于接触面保持不间断接触。

也就是说，为了确保正确无误的电气信号传输，滑环静止端的电刷于旋转滑环之间需要保持有“金属间的接触”。

滑环线是机舱和轮毂信号连接和传输的重要部件，其耐用性、抗干扰性能、折弯能力、耐磨性、可靠性等对风机运行产生巨大影响。

1案例导入某风电场1.5MW早期生产的东汽机组滑环线内部构成一般包括400V交流动力线、UPS电源线、滑环加热线、通信线等，这是一个强弱电信号混合、动力线通信线耦合的复杂线束。

另外，由于传统的滑环线均是多根电线独立包装，通过纤维胶带等包层绞合在一起，既不耐用，又不美观，还比较杂乱。

又由于中国风场所处位置分布较广泛，各地条件、气候、海拔、电网环境等各不相同，这些复杂的工况对滑环线的适应特性、抗扰能力、可靠性等有较高的要求。

一般的风机是按2000米海拔以内、常温、电网质量正常等条件来设计满载参数的；对于滑环线这种高磨损性、多信号混合的线束，其线束材质、承载能力、机械电气性能等必须综合考虑、多加冗余处理。

实践表明，运行至今，滑环线束属于故障率高的部件，在环境条件恶劣的风场，特别是运行时间较长的风场，滑环线束损坏严重，造成信号传输不畅，风机停机。

【SWT-4.0-130风机液压及变桨系统技术培训】风机变桨**SWT-4.0-130机型风机液压及变桨系统培训编写：** ** 2019年3月5日目录一、概述1 二、电动变桨的原理及应用2 三、液压变桨系统的原理与结构3 四、液压变桨系统和电动变桨系统的对比分析4 五、SWT-4.0-130变桨系统介绍5 5.1. 风机变桨调节的两种工况 5 5.2. 液压变桨系统 6 5.2.1. 液压变桨系统的结构 6 5.3. 主要设备参数7 5.3.1. 变桨轴承润滑采用中央润滑系统7 5.3.2. 变桨液压润滑采用液压油系统7 5.3.3. 主液压站电机8 5.3.4. 主液压站油泵8 5.4. 基本操作8 5.4.1. 变桨轴承润滑8 5.4.2. 更换轮毂中以及变桨的液压油8 5.4.3. 检查蓄能器(106A) 和(106B) 上的预压力9 5.4.4. 重新给蓄能器加注氮气10 5.4.5. 检查阀门(103) 和(120) 10 5.4.6. 检查阀门(119) 和(109) 11 5.4.7. 检查阀门(116) 和加压阀(26) 12 5.4.8. 检查压力传感器(107) 12 5.4.9. 叶片的偏置校准12 5.5. 常见故障13 5.6. 技术图纸15 六、高速刹车17 6.1. 辅助液压设备（高速轴刹车系统）18 6.2. 建压曲线18 6.3. 正常停机，抱闸抱死19 6.4. 紧急停机时19 6.5. 高速刹车的优点20 一、概述并网型风力发电机组是将风的动能转换成机械能，再把机械能转换成电能并入电网。

由于风速随时发生变化，因此长期运行在野外的风力发电机组承受着十分复杂恶劣的交变载荷。

所以风力发电机组各个部件的疲劳强度、材料结构和控制策略是影响风力发电机组寿命的主要因素。

叶轮是扑捉风能的关键部件，叶轮是由叶片和轮毂组成。

叶片具有空气动力外形，在气流的作用下产生力矩驱动叶轮转动，通过轮毂和主轴将扭矩传递到齿轮箱增速来驱动发电机，再经过变流器把电压转换成和电网电压频率，幅值和相位完全一致后经箱变并入电网，由此完成能量的变换。

风电场风机变桨系统故障分析与措施摘要：虽然市场经济的蓬勃发展给国家提供了很多的机会,但是同时也造成了部分现象,特别是空气污染和能源浪费现象比较严重,同时由于国家能源资源一直存在着相对匮乏的问题,因此国家有关单位也开始加大了对于洁净能源的研究发展,而利用风能发电就是其中一个重点工作,不过因为风电场的装置一般都比较复杂,而且技术难度比较大,也就增加了风电场内各种装置的破损情况,特别是在风电场风机变桨系统中发生故障的情况也比较多,文章将对风电场风机变桨系统的常见故障进行剖析,并给出了具体的改善方案。

关键词：风电场风机；变桨系统故障；措施引言：近几年风力发电系统得到了快速的发展,为缓解我国资源短缺问题提供了大力支持,而风电场也逐渐在全国各地得到了大力推广及建设,为缓解我国的电力资源紧缺问题作出了突出贡献。

但由于工程技术人员的水平问题,以及政府对国家部门的支持力度不足,便会导致了风电场在建设过程中存在着一定的安全隐患,这也就加大了风电场各项设备在运行过程中出现故障的可能性,尤其是风机以及变桨系统出现问题的几率。

一、风电场风机变桨系统简述风电变桨装置主要指利用驾驭设备和驱动装置来调节风机轮叶桨距角尺寸、叶片气动特性等进行调节的装置[1]。

此外,组成变桨装置的小单元还很多,例如,变桨马达、变桨小齿轮、变桨滚动轴承等所构成。

当风机启动工作后,就会对整个变桨系统进行调节工作,同时变桨角也将从顺桨的90°转变到了15°,同时也随着整个变桨设备的运行速度逐步地往减小。

但如果在此过程中,变桨角随着风机频率而进行调节,就必须对整个变桨设备进行同步调节,以适应系统工作的需要。

二、风电场风机及变桨装置的常见故障解析(一)变频器问题电机在风机变桨过程中主要通过控制变桨电机的速度,以便调节其转速达到整个系统工作的需要,使其所产生的能耗减至最低,也能够通过控制电机的转速而达到节能减排的效果,同时还可以进行恒压、恒流的控制。

励磁机滑环结构及安全运行1、特别是机组停机检修时，要把励磁机滑环上上的风道、风孔、风槽清理干净。

2、碳刷滑环操作注意事项：2.1运行中在发电机滑环上工作时工作人员应穿绝缘鞋或站在绝缘垫上，使用绝缘良好的工具并应采取防止短路及接地的措施；工作时应穿工作服，禁止穿短袖衣服或把衣袖卷起来。

衣袖要小，并在手腕处扣住。

女工还应将辫子或长发卷在帽子里；工作中不得同时接触不同极性的导体，或一处触及导体另一处触及接地部分。

2.2 更换或清扫碳刷时，应确认其它碳刷接触良好，不得两人同时进行，需一人操作，一人监护；一次只能取下一组碳刷，且同一时间每组刷架上只能更换1～2块碳刷；新旧碳刷型号应一致，新碳刷和滑环接触面在80%以上，不允许把碳刷放在刷握内用加大压力的方法在滑环上研磨。

2.3 碳刷和刷握之间应保持0.1～0.2mm的距离, 使碳刷在刷握内活动自如。

刷握下边沿至滑环表面的距离应保持3mm以上的合适间距。

3、滑环、碳刷检查注意事项：滑环碳刷应按照规定严格执行检查制度，每班检查两次，环境温度或励磁电流较高时，适当增加检查次数，检查内容包括：有无火花、跳动、断刷、断辩、滑环及碳刷温度、碳刷长度是否小于4CM及大轴接地碳刷情况等，当碳刷长度较短、断刷、断辩、刷辩与刷体之间连接松动时及时联系检修更换，发生异常情况及时分析、处理，必要时降负荷，当有个别碳刷温度较高或有轻微火花时（做闭灯检查）及时联系检修清灰，防止负荷分配不匀现象进一步发展，清灰时应将碳刷取下后进行，防止异物掉落卡在动、静部分之间，磨伤滑环表面。

*特别是励磁电流增加时要加强测温监视。

4.励磁滑环碳刷常见异常及处理：4.1励磁滑环或碳刷发热、火花、火环的处理：(1)发现碳刷温度高或有轻微火花时，将温度不高的碳刷在刷握内来回活动数次（2）联系检修进行吹扫。

（3）打开滑环小室的门，加强空气流通有利换热。

（4）经上述处理无法缓解时，申请退出AVC，适当降低发电机无功，减少励磁电流。

风机技术培训滑环部分关键信息项：1、培训内容：风机滑环相关技术知识和操作技能。

2、培训方式：理论讲解与实际操作相结合。

3、培训时间：具体日期和时长。

4、培训地点：详细地址。

5、培训费用：金额及支付方式。

6、培训师资：专业资质和经验。

7、考核方式：理论考试和实践考核。

8、证书颁发：条件和流程。

1、培训背景11 随着风机技术的不断发展，滑环作为风机的重要组成部分，其技术的掌握对于风机的稳定运行和维护至关重要。

12 为了提高相关人员在风机滑环方面的技术水平，特开展本次培训。

2、培训目标21 使学员全面了解风机滑环的工作原理、结构组成和性能特点。

22 掌握风机滑环的安装、调试、维护和故障排除等操作技能。

23 培养学员的安全意识和规范操作习惯。

3、培训内容31 风机滑环的基本原理311 讲解滑环在风机系统中的作用和工作原理。

312 介绍滑环的电气参数和机械特性。

32 风机滑环的结构组成321 剖析滑环的内部结构，包括导电环、电刷、绝缘材料等部件。

322 展示不同类型风机滑环的结构差异。

33 风机滑环的安装与调试331 详细说明滑环安装的步骤和注意事项。

332 进行实际安装操作演示，并指导学员进行练习。

333 讲解滑环调试的方法和标准，让学员掌握调试技巧。

34 风机滑环的维护与保养341 介绍滑环日常维护的要点和周期。

342 传授滑环保养的方法和使用的工具。

35 风机滑环的故障诊断与排除351 分析常见故障的类型和原因，如接触不良、磨损、短路等。

352 讲解故障诊断的方法和工具的使用。

353 进行实际故障排除操作演示，培养学员的应急处理能力。

4、培训方式41 理论讲解411 由专业讲师通过课堂授课的方式，系统讲解风机滑环的相关知识。

412 利用多媒体资料，如图片、视频等辅助教学，增强学员的理解。

42 实践操作421 在专门的实训场地，让学员亲自动手进行滑环的安装、调试、维护和故障排除等操作。

422 培训师资在旁指导，及时纠正学员的错误操作，确保安全和正确的操作流程。

****风电场运维员技术培训考试试卷姓名: 满分100分考试时间:1小时得分一、选择题(每小题1╳20)1、双馈异步发电机超同步运行状态的转差率为(B)。

A、0＜s＜1B、s＜0C、s＞1D、s＝02、平均风速相应与有限时段内风速的平均值,通常指2min或min的平均值。

(C)。

A、4B、8C、10D、153、就是衡量风速随高度变化快慢的指标。

( A )A、风切变指数B、粗糙度C、叶尖速比D、风轮实度4、主在标准条件下齿轮箱的机械效率应达到大于( C )。

A、95%;B、96%;C、97%;D、98%。

5、齿轮箱油温最高不应超过80℃,不同轴承间的温差不得超过( A )℃。

A、15;B、20;C、25;D、30。

6、润滑油的( D )就是选择润滑油时的一个主要性能指标。

A、外观;B、酸值;C、闪点;D、黏度。

7、一般情况下,发电机轴承转动灵活无异音,温升不超过( D )℃。

A、25;B、35;C、45;D、55。

8、绝缘轴承的电气绝缘一般要求耐受( C )KV工频电压1min。

A、1;B、2;C、3;D、4。

9、滑环室安装在电机外部的非传动端,防护等级为IP23,由三个绝缘滑环与一个( )的轴接地环组成,绝缘电阻大于( )兆欧姆。

( D )A、有绝缘、200;B、有绝缘、500;C、没有绝缘、200;D、没有绝缘、500。

10、齿轮油的使用年限一般为( C )年。

A、1到2;B、2到3;C、3到4;D、4到5。

11、在风力发电机组中通常在低速轴端选用联轴器。

(A)A、刚性;B、弹性;C、轮胎;D、十字节。

12、风能利用率Cp最大值可达。

(B)A、45%;B、59%;C、65%;D、80%。

13、风力机的功率大小与( D )有关。

A、风力机的型式B、风速C、风轮直径D、风速、风轮直径14、风力发电机组的机械保护不包括(D)A、温度升高保护B、振动超限保护C、转速升高保护D、过电流保护15、风机底部接地引出线与避雷带焊接相连不少于(C)处A、1B、2C、3D、416、开关、刀闸、母线、电缆线路等接头,温度一般不得高于(B)℃A、65B、70C、75D、8017、以下不属于日常巡视的就是(D)A、至少每日全站巡视一次B、每周定期定时进行升压站设备夜间熄灯巡视检查一次C、交接班时,交接班组值班长共同对现场设备巡视检查D、风电场出现大风情况或基本满发时。