风电设备运维和常见故障处理(崔冬明)

中国中车集团/北车风电有限公司风电设备运维和常见故障处理山东中车风电有限公司2019年10月4日Page2目录1风电机组简介2风电机组维护及常见故障处理3风电机组预防性维护4风电运维技术发展趋势Page3目录1风电机组简介2风电机组维护及常见故障处理3风电机组预防性维护4风电运维技术发展趋势风电机组简介中国中车股份有限公司版权所有20154按风轮转轴与风向的位置关系•水平轴风机•垂直轴风机水平轴风机按风轮与塔筒相对方向•上风向风机•下风向风机传动链是否存在升速装置•直驱风机•非直驱风机风电机组分类山东中车风电有限公司5双馈式风电机组风电机组简介新型风力发电机组中国中车股份有限公司版权所有20156双馈式风电机组发电原理山东中车风电有限公司7直驱式风电机组风电机组简介山东中车风电有限公司8直驱式风电机组发电原理风电机组简介风电机组简介中国中车股份有限公司版权所有20159VortexBladelessGoogleX漂浮涡轮Vestas新型风力发电机组Page10目录1风电机组简介2风电机组维护及常见故障处理3风电机组预防性维护4风电运维技术发展趋势风电机组运维的目的和意义中国中车股份有限公司版权所有201511风电机组运维的目的和意义中国中车股份有限公司版权所有201512目的：保障机组安全运行保障机组可靠运行保障机组运行可利用率和发电量措施：故障处理定期检修预防性维护机组性能分析机组性能提升风电机组维护指导文件中国中车股份有限公司版权所有201513风力发电机组整机说明书风力发电机组维护作业指导书风力发电机组安装验收检查表风力发电机组电气安装作业指导书风力发电机组机械安装作业指导书风力发电机组现场调试手册风电机组现场调试报告风电机组运维周期中国中车股份有限公司版权所有201514•500小时定期维护（针对初次安装）•半年维护•一年维护•5年维护螺栓连接•叶片相关•传动链相关•支撑结构相关•偏航机构相关•塔架相关•其他辅助螺栓电气及通讯连接•视觉检查•传感器•绝缘•连接正确可靠•线缆敷设•信号正确•防雷接地•碳刷磨损液压和润滑•润滑油脂•管路连接•渗漏•过滤装置•泵、阀、风扇•油脂数量•制动器•摩擦片磨损风电机组主要维护概述中国中车股份有限公司版权所有201515各系统外观和卫生•叶片•导流罩及机舱罩•传动链•发电机•电控柜•轮毂卫生•机舱卫生•塔筒卫生轴对中•齿轮箱与发电机轴对中叶片检查山东中车风电有限公司161）外观检查3124中国中车股份有限公司版权所有201517外观检查叶片检查山东中车风电有限公司182）叶根检查叶片检查山东中车风电有限公司193）内部检查叶片检查3124中国中车股份有限公司版权所有201520内部检查叶片检查常见故障处理3142开裂胶粘结合部断裂设计缺陷、疲劳接闪器脱落雷击中国中车股份有限公司版权所有201521常见故障腐蚀、脱漆风沙、雨水、冰冻、工艺缺陷叶片检查电动变桨系统构成轮毂、变桨轴承、变桨减速机、变桨系统中国中车股份有限公司版权所有201522作用•执行主控系统桨距角指令•紧急状态下的启动刹车电动变桨系统山东中车风电有限公司23电动变桨系统维护山东中车风电有限公司241）电机维护电动变桨系统维护山东中车风电有限公司252）冗余编码器维护3）驱动器维护电动变桨系统维护山东中车风电有限公司264）制动电阻维护5）电容器维护电动变桨系统维护山东中车风电有限公司276）柜体维护电动变桨系统常见故障山东中车风电有限公司2812电机故障3电机不运转电机过热震动、噪声过大变桨系统常见故障山东中车风电有限公司291桨叶位置对比故障2B编码器信号跳变信号线缆磨损变桨系统常见故障山东中车风电有限公司30后备电源故障12检测线路故障均压电阻失效3后备电源失效齿轮箱23山东中车风电有限公司31主齿轮箱1变桨齿轮箱偏航齿轮箱维护间隔山东中车风电有限公司32维护表格启动开始后的时间（月）试运转3-8周61218243036漏油●●●●●●●●油位●●●●●●●●油压●●●●●●●●过滤器●●●●●●●●油量●过滤器更换●●●●油样分析●●●●●●●换油●轴承温度●●●●●●●检查齿轮●●●●●检查控制和报警●●●●●震动水平●●●●●●●噪音水平●●●●●●●在机舱内的视觉检查●●●●●●●●中分面及齿圈螺栓●●●●维护项点山东中车风电有限公司331）螺栓力矩检查2）油液泄露检查3）油位检查4）油品检查维护项点山东中车风电有限公司345）齿轮与轴承检查6）空气过滤器更换7）滤芯更换8）润滑冷却系统检查维护项点山东中车风电有限公司359）停机维护齿轮箱常见问题处理山东中车风电有限公司361）箱体及内部齿轮312震动异常常见故障异响漏油齿轮箱常见问题处理山东中车风电有限公司372）润滑冷却系统312入口油温高常见故障系统油压低轴承温度高4油泵噪音大齿轮箱常见问题处理山东中车风电有限公司383）润滑油品质312水分超标常见故障黏度变化悬浮颗粒增加4总酸度上升偏航变桨减速机维护山东中车风电有限公司391）油脂泄露检查2）定期油脂更换3）异响及振动变桨、偏航变桨减速机常见故障处理山东中车风电有限公司40故障现象原因分析处理方法油封漏油油封损坏更换油封润滑油加得过多放出多余的润滑油（至油标中线位置）透气帽漏油润滑油加得过多放出多余的润滑油（至油标中线位置）齿轮箱振动过大、异响内部故障拆箱检查，更换损坏的零部件电机通电后齿轮箱不转电机安装错误检查电机安装制动器处于抱紧状态调整制动器手柄内部故障更换新的电机齿轮箱反转电机电源线接错对电机重新弄接线电机内部相序错误与电机厂家联系齿轮箱转到一定角度时卡死内部故障拆箱检查，更换损坏的零部件发电机主要类型山东中车风电有限公司41异步发电机同步发电机鼠笼电机双馈异步发电机电励磁发电机永磁发电机内转子发电机外转子发电机金风、运达远景、运达、海装、联合动力航天万源湘电金风发电机双馈异步发电机结构山东中车风电有限公司42双馈异步发电机电机定子中国中车股份有限公司版权所有201543电机转子集电滑环空气冷却器双馈异步发电机维护山东中车风电有限公司441）机构检查1结构检查2外观运行状态双馈异步发电机维护山东中车风电有限公司451接线检查2动力电缆信号电缆2）接线检查双馈异步发电机维护山东中车风电有限公司461定转子检查2定子绝缘转子绝缘3）定转子检查3接地碳刷双馈异步发电机维护山东中车风电有限公司471集电滑环检查2滑环本体监控信号3主碳刷4）集电滑环检查双馈异步发电机维护山东中车风电有限公司481润滑系统检查2润滑油位润滑泵试运行3废油清理5）润滑系统检查双馈异步发电机维护山东中车风电有限公司496）冷却系统检查1冷却系统检查2风扇试运行散热管检查3导风筒检查双馈异步发电机常见故障山东中车风电有限公司50312绝缘损坏常见故障绕组温度异常震动异常4轴承损坏永磁直驱风力发电机山东中车风电有限公司51永磁直驱发电机山东中车风电有限公司52直驱发电机维护山东中车风电有限公司53312温度传感器Pt100永磁电机维护外观检查轴承及螺栓4润滑与密封变流器山东中车风电有限公司54维护项点维护间隔6个月12个月柜体检查√线缆检查√冷却系统检查√功率单元检查√控制系统检查√变流器维护项点变流器山东中车风电有限公司55双馈变流器原理图变流器山东中车风电有限公司56双馈变流器构成：从左往右依次是：并网柜、控制柜和功率柜三部分组成。变流器山东中车风电有限公司57全功率变流器原理图变流器山东中车风电有限公司58全功率变流器原理图变流器检查山东中车风电有限公司591）电气检查1.1电缆连接检查1.2UPS电源检查1.3接地检查1.4防雷器件检查1.5滤波单元检查变流器维护项点山东中车风电有限公司602）功率单元检查312电抗器功率单元检查散热器功率单元4断路器变流器常见故障山东中车风电有限公司61故障名称处理方法主断路器闭合失败检查断路器是否断开确认状态反馈信号插接牢固检查断路器储能机构是否正常，必要时更换电感过热使用红外测温仪测量电感表面温度检查电感风扇工作状态测量电感阻值是否正常通讯中断检查与主控通讯线缆有无损伤检查通讯接头是否插接牢固1）外围故障变流器常见故障山东中车风电有限公司62故障名称处理方法A/B/C相模块过流检查网侧模块有无损伤通过后台软件确认发生过过流现象检查过流保护参数设置母线预充电超时/过压/欠压检测直流母线电压实际值检测预充电接触器动作是否正常检查充电电压保护参数主熔断器断开检查容断器反馈信号有无异常检查熔断器通断性，必要时更换2）网侧故障变流器常见故障山东中车风电有限公司63故障名称处理方法IGBT过流检查驱动板指示灯是否点亮检查驱动板是否损坏，必要时更换驱动板检查IGBT是否损坏，必要时更换模组运行欠速/超速检查编码器接线是否松动检查电机编码器安装是否松动并网接触器异常断开检查接触器反馈触点是否正常检查接触器线圈是否正常3）机侧故障主控系统山东中车风电有限公司64维护项点维护间隔6个月12个月柜体检查√整定值检查√线缆检查√环控功能测试√照明检查√开关器件测试√保护测试√主控系统山东中车风电有限公司65保护功能测试安全系统测试各类停机模式测试机组启动及自动运行测试手动功能测试手动偏航手动变桨及变桨后备电源测试手动分步启动、并网和停机测试液压系统山东中车风电有限公司66维护项点维护间隔6个月管路及接头检查√油位检查√回路压力检查√液压系统维护项点液压系统山东中车风电有限公司67液压系统常见故障泵噪音过大电机频繁启动2341系统保压能力差油温过高传感器山东中车风电有限公司68风速风向仪风速偏差过大231风向偏差过大风速风向信号丢失机械式风速风向仪超声波式风速风向仪Page69目录1风电机组简介2风电机组维护及常见故障处理3风电机组预防性维护4风电运维技术发展趋势风电机组预防性维护中国中车股份有限公司版权所有201570预防性维护的意义风电机组预防性维护中国中车股份有限公司版权所有201571预防性维护的主要内容风电机组预防性维护中国中车股份有限公司版权所有201572预防性维护的主要内容风电机组预防性维护中国中车股份有限公司版权所有201573预防性维护的主要内容风电机组预防性维护中国中车股份有限公司版权所有201574预防性维护的主要内容1风电机组简介2风电机组维护及常见故障处理Page75目录3风电机组预防性维护4风电运维技术发展趋势环境自适应风电机组控制策略•基于模糊控制理论的一种模糊自适应整定PID控制系统,以使系统控制器既具备模糊控制的较强适应能力,又拥有PID控制的较高精度。主要解决风电场四季环境变化造成的控制目标差异，提高输出效率。桨叶自动寻优算法•基于遗传算法的风电机组变桨系统桨距角自动寻优算法，使系统能够对桨距角对应的叶片气动升力性能进行自动寻优，消除制造和安全误差，增强风能吸收效率。发电量提升技术中国中车股份有限公司版权所有201576优化的机组偏航控制策略•基于风电场CFD流场模型和前级风机偏航位置，作为后级风机偏航控制前馈输入，提前介入风机偏航对风动作，增大风轮迎风面，增强系统风能捕获能力。风电场级能量调度管理•基于风电场CFD流场模型的风电场级能量管理控制，通过对部分风机偏航、出力等的控制，消减机组尾流对风电场整体机组处理的影响，达到整理处理最高的目的。独立变桨技术•随着长叶片越来越多的应用，风轮上承受的不平衡载荷更加明显。周期性的交变载荷是旋转机械疲劳载荷的主要来源，因此为了有效抑制不平衡载荷，提高机组寿命，机组拟采用独立变桨距技术。基于风速前馈的提前变桨技术•通过风电场CFD流场模型和前级风机风速及发电功率，结合风速传感器数据修正模型，对变桨系统阵风响应进行风速前馈控制，消减阵风对机组载荷的影响。载荷控制技术中国中车股份有限公司版权所有201577风电机组软切出技术•基于风电机组运行载荷模型，在高于切出风速段通过载荷估计，降低风电机组输出功率，延长风机运行风速范围，在高风速段增强发电能力。风电场级能量