《风力发电机组原理与应用》最新版精品课件第10章.ppt

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第九章风力发电机组的维护,第一节维护周期及常用工具第二节风力机的维护第三节发电系统的维护第四节主传动与制动系统的维护第五节变桨距、偏航及辅助系统的维护第六节控制系统的故障与防护第七节支撑体系的维护第八节定期维护内容,第一节维护周期及常用工具,一、维护周期1）风力发电机组安装调试完运行一个月后，需要进行全面维护，包括所有螺栓连接的紧固、各个润滑点的润滑，以及其他需要检查的项目。

2）最初运行一个月的维护完成后，风力发电机组的正常维护分为间隔半年维护和间隔一年维护。

间隔半年维护主要是检查风力发电机组的运行状况以及向各个润滑点加注润滑脂；间隔一年维护还需抽查螺栓力矩，如发现松动现象，则应对该处全部螺栓进行检查校正。

二、维修所需的常用工具,1）各种扳手：

液压扳手、扭力扳手（如：

1500Nm、600Nm、300Nm）、敲击扳手、各种呆扳手、各种梅开棘轮扳手、各种套筒、活动扳手、内六角扳手、钩子扳手、加长杆。

2）旋具：

旋具套筒、一字螺钉旋具、十字螺钉旋具。

3）各种通用和专用油枪。

4）测量用品：

数字是万用表、卷尺等。

5）清洁用品：

毛刷、卫生纸、抹布、垃圾袋。

6）安全用品：

安全带、安全帽、安全靴、绝缘手套、防护眼镜、保暖衣、止跌扣、加长绳（带缓冲）等。

其他如线滚子、对讲机、手电筒、望远镜等。

第二节风力机的维护,一、叶片的维护1.叶片表面砂眼,2.叶片表面裂纹,3.叶尖的磨损及开裂,4.盐雾和污垢对叶片的影响,沿海地区的风力机叶片运行两三年后，会出现发暗现象，这是盐雾结晶。

盐雾的主要成分是强酸性金属盐和金属氧化物，使海水蒸发的盐分与空气中污物混合而成，颜色为灰白色结晶体，显冰凌角形且不易溶解。

解决方案是采用非离子表面活性剂重复清洗，待溶解出叶片原始底面后再用清水冲洗。

5.雷电对叶片的损坏,6.叶片的修补,根据叶片损坏情况，可采取修补措施对叶片进行维护。

对玻璃纤维增强塑料叶片的修补可采取如下步骤：

从维修部位去除损坏的和不再完整的粘接材料，对维修范围作彻底的清洁和打磨。

在邻接损坏区域的部位用玻璃纤维编结布进行层接，每次层接至少要做3层，纤维的顺序和方向应与原来的层压材料相同。

涂抹浸渍加强材料必须要彻底（避免空气侵入）。

表面防护采用精细树脂材料层，保证层压材料的固化。

树脂材料经充分固化之后，才能将维修过的部件再次投入使用。

二、叶片轴承的维护根据生产厂家要求定时定量向叶片轴承加油脂。

加油脂时在各油嘴处均匀压入等量润滑脂,在注入新油脂时,出脂孔需要打开，同时最好一边旋转一边加油脂。

三、轮毂的维护,第三节发电系统的维护,一、发电机的维护及故障分析运行维护

（1）年度维护根据发电机运行环境，每年进行一次整体清洁维护；检查所有紧固件（螺栓、垫圈等）连接是否良好；检查绝缘电阻是否满足要求。

（2）检测绝缘电阻第一次启动之前或长时间放置启动前，应测量绕组绝缘电阻值（包括绕组对地绝缘电阻和绕组之间的绝缘电阻）。

原因是经过运输、存放或装机之后，可能会有潮气侵入，而造成电阻值降到最小绝缘电阻以下。

如果最小绝缘电阻达不到发电机使用说明书的要求，不要启动电机，应对绕组进行干燥处理。

（3）轴承的维护（4）电刷的维护（5）集电环的维护（6）清洗集尘器：

每年清洗集尘器一次。

集电环室下面的通风处有一个集尘器，用来收集电刷碳粉。

松开集尘器螺栓，卸掉盖子，拆掉过滤板，清扫或更换过滤棉，保证集尘器通风顺畅。

2.发电机的故障分析,

（1）绝缘电阻低；

（2）振动、噪声大；造成发电机振动、噪声大的可能原因有：

转子系统（包括与发电机相联的变速箱齿轮、联轴器）动不平衡，转子笼条有断裂、开焊、假焊或缩孔，轴径不圆，轴弯曲、变形，齿轮箱发电机系统轴线没对准，安装不紧固，基础不好或有共振，转子与定子相摩擦等。

（3）轴承过热、失效；（4）绕组断路、短路接地。

二、变流系统的维护及故障处理,1.变流系统的功能测试2.变流系统接线及接地检查3.对变流系统保护设定值的检查4.水冷系统检查和维护5.水冷系统冷却水和防冻剂6.水冷系统密封性检查7.散热器、过滤器及水冷管路的清洗8.变流器的参数设置,9.变流器常见故障及处理,

（1）参数设置类故障处理

（2）变流器过电压1）输入交流电源过电压2）发电类过电压（3）变流器过电流（4）变流器过载（5）变流器欠电压（6）变流器温度过高,三、变压器的维护,变压器的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路、断线以及铁心的烧毁和套管、引出线的故障。

当变压器外部发生故障时，由于其绕组中将流过较大的短路电流，会使变压器温度上升，变压器长时间过负荷过励磁运行，也将引起绕组和铁心的过热和绝缘损坏。

第四节主传动与制动系统的维护,一、齿轮箱的使用及维护1安装与空载试运转在安装齿轮箱时，齿轮箱轴线和与之相联接的部件的轴线应保证同心，齿轮箱安装后用人工盘动应灵活，无卡滞现象。

打开观察窗盖检查箱体内部机件应无锈蚀现象。

用涂色法检验，齿面接触斑点应达到技术条件的要求。

2日常维护风力发电机组齿轮箱的日常运行维护内容主要包括：

设备外观检查、噪音测试、油位检查、油温、电气接线检查等。

3定期维护即2500h和5000h维护。

2500h维护主要内容：

润滑油脂的加注、传感器功能测试、传动部件的紧固；5000h维护主要包括：

力矩检查、传感器功能测试、机组常见故障的排除等。

4更换润滑油齿轮箱在投入运行前，应加注厂家规定的润滑油品，润滑油品第一次更换和其后更换的时间间隔，由风力发电机组实际运行工况条件来决定。

5润滑油净化和温控系统的使用及其维护,1）润滑系统初始运行前的准备工作2）电机液压泵单元的使用及其维护3）过滤器组的维护主要是滤芯的更换4）冷却器的维护,二、齿轮箱常见故障及排除,1齿轮损伤齿轮损伤的影响因素很多，包括选材、设计、加工、热处理、安装调试、润滑和使用维护等。

常见的齿轮损伤有齿面损伤和轮齿折断两类。

轮齿折断（断齿）：

过载折断（包括冲击折断）疲劳折断随机断裂齿面损伤：

齿面疲劳胶合,齿面疲劳表现形式有,早期点蚀破坏性点蚀齿面剥落表面压碎等。

齿面胶合,胶合是相啮合齿面在啮合处的边界膜受到破坏，导致接触齿面金属融焊而撕落齿面上金属的现象,2轴承失效轴承在运转过程中，内、外圈与滚动体表面之间经受交变载荷的反复作用，产生点蚀、裂纹、表面剥落等缺陷，使轴承失效，从而使齿轮副和箱体产生损坏。

通常在齿轮箱上设置了轴承温控报警点，对轴承异常高温现象进行监控，要随时随地检查润滑油的变化，发现异常立即停机处理。

3断轴大多是在制造中没有消除应力集中因素，在过载或交变应力的作用下，超出了材料的疲劳极限。

4齿轮箱油温高长时间出力过高散热系统工作不正常5润滑液压泵出口油压低液压泵失效油液泄漏,6齿轮箱油位低应及时登机检查：

齿轮箱及润滑管路是否渗漏油位开关工作是否正常，接线是否有松动7润滑液压泵过载齿轮箱加热元件不能完全加热润滑油品，造成润滑油品粘度变大,三、联轴器的维护,联轴器的维修保养周期应该与整机的检修周期保持一致，但至少6个月一次。

低速轴所用的胀套式联轴器出厂时由制造商安装并测试合格。

严禁拆卸缩紧盘的螺栓。

在联轴器投入使用后，每个整机检修周期都必须检查螺栓、行星架，如有异常（如出现裂纹、螺栓松动等），就应检查其拧紧力矩、查找故障原因。

要注意检查高速轴联轴器的安装偏差的变化。

由于齿轮箱，发电机的底座为弹性支撑，随着风机运行时间的延长，有必要检验联轴器的安装对中度是否出现变化；对于膜片联轴器，万一单片膜片破裂就必须更换整个膜片组，并且检查相应的连接法兰确保没有损坏。

激光校准位置,四、制动机构的维护及故障排除制动机构可能的故障以及解决方案,第五节变桨距、偏航及辅助系统的维护一、变桨距系统的维护,1.液压变桨距执行机构的检查与维护1）定期检查项目：

变桨杆是否正常，有无磨损及变形；活塞杆表面有无损伤，液压缸有无泄漏；测量液压缸支架的轴承间隙，校准液压缸位置；变距轴承是否正常，密封有无泄漏；变距液压缸正负方向的流量是否正常；变桨距系统的正弦相应是否正常。

2）定期维护项目：

润滑变距轴承座导向环；润滑活塞杆的连接轴承；润滑变距轴承；润滑液压缸安装支架轴承。

2.伺服三相异步电动机的维护,

（1）控制电路电器元件检查

（2）检查线路1）对照原理图、接线图逐线检查，核对线号，防止接线错误和漏接。

2）检查所有端子接线接触情况，排除虚接现象。

（3）试车,3.电动变距减速器的维护,变桨减速器的润滑方式一般是浸油润滑加油脂润滑。

在运行每6个月后，对油质进行如下检查：

观察油液中有无水和乳状物；检查油液粘度，如与原来相比差值超过20%或减少15%，说明油液失效；检查不溶解物，不能超过0.2%，进行抗乳化能力检验以发现油液是否变质；检查添加剂成份是否下降。

如有问题则应换油或过滤。

换油时由放油孔将油放出,然后再向注油孔注油,安装螺塞时应在螺纹处涂螺纹胶。

4.低压配电盘的安装与维修,低压配电盘首先应根据电气接线图来确定开关、熔断器、电气元件和仪表等的数量，然后根据这些电器的主次关系和控制关系，将其均匀对称地排列在盘面上。

并要求盘面上的电器排列整齐美观、便于监视、操作和维修。

通常将仪表和信号灯居上，经常操作的开关设备居中，较重的电器居下。

各种电器之间应保持足够的距离，以保证安全。

5.自动润滑系统维护,变桨距系统常采用递进式集中润滑系统，对变距轴承和齿轮副进行自动润滑。

系统运行和间隔时间可调。

当自动润滑系统不能按要求输出油脂时，可能的故障原因是：

电源未接通；油箱无油脂；油脂中有气泡；是用了不适当的油脂；泵的吸油口被堵死；泵芯磨损；泵芯的单向阀损坏或卡死。

二、偏航系统的维护及常见故障,1.偏航制动器必须定期进行检查，偏航制动器在制动过程中不得有异常噪声；应注意制动器壳体和制动摩擦片的磨损情况，如有必要，进行更换；检查是否有漏油现象；制动器联接螺栓的紧固力矩是否正确；制动器的额定压力是否正常，最大工作压力是否为机组的设定值；偏航时偏航制动器的阻尼压力是否正常；每月检查制动盘和摩擦片的清洁度，以防制动失效；定期清洁制动盘和摩擦片。

2.偏航轴承,必须定期进行检查，应注意轴承齿圈的啮合齿轮副是否需要喷润滑油，如果需要，喷规定型号的润滑油；检查轮齿齿面的磨损情况；检查啮合齿轮副的侧隙是否正常；检查轴承是否需要加注润滑脂，如需要则加注规定型号的润滑脂；检查是否有非正常的噪声；检查联接螺栓的紧固力矩是否正确。

3.偏航驱动装置,在日常巡视检查和维护时，应当注意观察偏航减速器的运行状态，必须定期检查减速器齿轮箱的油位，如低于正常油位应补充规定型号的润滑油到正常油位；定期测试偏航制动释放功能和偏航电动机热继电器的功能，避免偏航减速器长期重载或过载运行。

偏航减速器的润滑可参照变桨减速器的润滑。

4.偏航系统的常见故障,

（1）齿圈齿面磨损

（2）液压管路或制动器渗漏（3）偏航压力不稳（4）异常噪声（5）偏航定位不准确（6）偏航计数器故障,三、液压系统的维护及常见故障,1.设备的检查在起动前的检查项目有：

油位是否正常，行程开关和限位块是否紧固，手动和自动循环是否正常，电磁阀是否处在原始状态等。

在设备运行中监视工况的项目有：

系统压力是否稳定并在规定范围内，设备有无异常振动和噪声，油温是否在允许的范围内（一般为3555范围内，不得大于60），有无漏油，电压是否保持在额定值的+5%-15%的范围内等。

定期检查的项目有：

螺钉和管接头的检查和紧固，10MPa以上的系统每月一次，10MPa以下的系统每三个月一次。

过滤器和空气滤清器的检查，每月一次。

定期进行油液污染度检验，对新换油，经1000h使用后应取样化验，取油样需用专用容器，并保证不受污染，取样应取正在使用的“热油”，不取静止油，取样数量为300500mL/次，按油料化验单化验，油料化验单应纳入设备档案。

2.液压油,液压系统的介质是液压油，一般采用专门用于液压系统的矿物油。

液压系统的液压油应该与生产企业指定的牌号相符。

在正常工作温度下液压油粘度范围一般为当环境温度较低时选用粘度较低的油液。

对于液压系统，油液的清洁十分重要。

液压系统中的油液或添加到液压系统中的油液必须经常过滤，即使是初次用的新油也要过滤。

不同品牌或型号液压油混合可能引起化学反应，例如出现沉淀和胶质等。

液压系统中的油液改变型号之前应该对系统进行彻底的冲洗。

并得到生产企业同意。

液压油的使用寿命：

矿物油8000或至少每年更换一次。

3.清洗过滤器和空气滤清器,过滤器堵塞时会发出信号，需要进行清洗。

清洗时要确保电机未启动，电磁阀未通电。

在拔下插头、卸下配件前，要清洁液压单元表面的灰尘。

打开过滤器后，取出滤心清洗。

若滤芯损坏，必须更换。

清洁过滤器后，应检查油位，必要时要加足油液。

在没收到堵塞信号的情况下，至少每6个月清洗一次过滤器。

在正常环境下每1000h清洗一次空气滤清器；在灰尘较大的环境下每500h清洗一次空气滤清器。

4.故障排除和更换元件,大部分故障可以通过更换元件解决，通常由生产厂家来完成修理工作或更换新元件。

如果用户有这方面的知识或有合适设备（如测试台架）自己也可以进行维修。

维修前应阅读使用说明书和液压原理图。

液压系统最常见的问题是泄漏，导管接口处的泄露可以通过拧紧来解决，元件发生的泄露则必须更换密封件。

排除故障后，最主要的是查出故障发生的诱因。

例如，液压元件因油液污染而失效，则必须更换液压油。

5.液压系统的常见故障,

（1）出现异常振动和噪声原因可能是：

旋转轴连接不同心；液压泵超载或吸油受阻；管路松动；液压阀出现自激振荡；液面低；油液黏度高；过滤器堵塞；油液中混有空气等。

（2）输出压力不足原因可能是：

液压泵失效；吸油口漏气；油路有较大的泄漏；液压阀调节不当；液压缸内泄等。

（3）油温过高原因可能是：

系统内泄漏过大；工作压力过高；系统的冷却能力不足；在保压期间液压泵没泄荷；系统的油液不足；冷却水阀不起作用；温控器设置过高；没有冷却水或制冷风扇失效；冷却水的温度过高；周围环境温度过高；系统散热条件不好。

（4）液压泵的起停太频繁原因可能是：

系统内泄漏过大；在蓄能系统中，蓄能器和泵的参数不匹配；蓄能器充气压力过低；气囊（或薄膜）失效；压力继电器设置错误等。

（5）建压超时原因可能是：

元件有泄漏；液压阀失效；压力传感器差错；电器元件失效。

第六节控制系统的故障与防护,一、控制系统的常见故障1.硬件故障

（1）电气元件故障

（2）机械故障（3）传感器故障造成控制系统硬件故障的因素

（1）使用不当

（2）环境因素的影响（3）结构及工艺上的原因2.软件故障软件故障主要来自设计。

例如：

编程中的错误；规范错误；性能错误；中断与堆栈操作错误等。

有一些硬件问题也会影响到软件。

二、减小故障的方法,1.元器件的合理选择2.降额使用3.可靠的电路设计和冗余设计4.降低环境影响,第七节支撑体系的维护,一、连接件的维护支撑体系中有大量连接件。

例如，塔架内外连接螺栓、平台吊板螺栓、塔梯联接螺栓、电缆梯联接螺栓、钢梁联接件等。

要定期检查螺栓连接情况，检查是否有损坏、松动和锈蚀。

发现松动的应及时用力矩扳手拧紧，拧紧力矩应达到规定值；发现损伤和锈蚀严重的要立即更换，更换时螺纹和螺母的支撑面应涂二硫化钼，多个连接件需要更换时，应逐一进行。

换季或温度变化大时，应对螺栓进行相对等分拧紧，拧紧力矩应满足规定要求，同时对螺栓螺母进行涂油防腐。

二、结构件的维护,定期对结构件外观进行检查，查看部件表面是否存在涂漆层脱落、锈蚀、外伤和变形问题。

对局部涂漆层脱落、锈蚀应及时处理，处理时应首先进行清理打磨，出现金属光面后进行两次补底漆（用环氧富锌底漆）和两次涂面漆处理。

对焊道处的外观进行重点检查与处理。

例如，塔筒焊道、安装支座焊道、平台吊板焊道、塔梯焊道、电缆梯焊道和型钢吊板焊道等。

三、电缆和电缆夹块,对各类电缆线路进行检查，要注意查看电缆是否扭曲，电缆表面是否有裂纹，电缆是否有向下滑的迹象。

尤其注意对偏航纽缆处电缆进行重点检查。

四、塔基水平度检测,应定期（每月）和随机（大风、暴雨后）对塔基水平度进行检测。

检测方法：

在下塔筒外法兰盘上选取4个检测点（如图9-10所示的A、B、C、D），进行纵向与横向水平检测。

对比相关数据，不应有突变和趋势性变化现象。

检测点应有标志，检测面应进行保护。

检测结果应进行记录，记录表包括检测日期、检测人员、各检测点的横向与纵向水平度等。

五、塔筒标识的维护塔筒内外标识应清晰，并按规定进行管理，塔筒内不得放置无关物品。

定期对塔筒内外标识进行维护，确保标识清晰。

六、接地装置的维护1.接地装置的安全检查周期2.检查内容3.接地装置保护措施第八节定期维护内容,