華儀HW82-1500風電機組頻發(fā)故障及處理

文 | 狄海龍 苑杰

華儀HW82-1500風電機組頻發(fā)故障及處理

文 | 狄海龍 苑杰

華儀風能有限公司成立于2002年，專業(yè)從事風能資源測量與評估、風電場項目開發(fā)與維護、風電機組的制造和銷售。華儀HW82－1500型風電機組是華儀風能有限公司與歐洲知名風電機組設計公司德國Aerodyn共同合作研發(fā)的一種新型的、適應我國各種氣候條件的機組，并通過德國TUV認證。該機型在內(nèi)蒙古華電玫瑰營風力發(fā)電有限公司所轄長春風電場和富麗達風電場調(diào)試及運營階段出現(xiàn)了一些頻發(fā)故障，雙方技術(shù)人員共同進行分析，并提出解決方案予以處理。

HW82－1500型風電機組頻發(fā)故障情況

一、變槳通訊故障

試運行期間，華儀HW82－1500型風電機組頻繁發(fā)生該故障，表現(xiàn)為變槳通訊經(jīng)常無規(guī)律性發(fā)生閃斷現(xiàn)象，故障名稱為“300400 變槳變頻器故障”。2012年9月長春風電場發(fā)生8次該故障，占當月故障總數(shù)32%；富麗達風電場發(fā)生15次該故障，占當月故障總數(shù)的34%；2013年1月長春風電場發(fā)生15次該故障，占當月故障總數(shù)的71%；富麗達風電場發(fā)生8次該故障，占當月故障總數(shù)25%。初期主要處理方法為：就地檢查變槳數(shù)據(jù),重點查看蓄電池電壓是否正常，對輪轂內(nèi)的三個變槳軸距進行全面檢查，對輪轂到滑環(huán)通訊線進行檢查。但從故障出現(xiàn)的頻次來看，依舊沒有找到發(fā)生該故障的根本原因。

二、偏航保護故障

試運行期間，華儀HW82－1500型風電機組頻繁發(fā)生此故障，故障現(xiàn)象為偏航電機供電回路保護開關(guān)220Q1跳閘，故障名稱為“060200 偏航保護故障”。 長春風電場2012年9月發(fā)生6次該故障，占故障總數(shù)21%；2013年7月發(fā)生4次該故障，占故障總數(shù)25%；富麗達風電場2012年7月發(fā)生4次該故障，占故障總數(shù)14%；2012年 8月發(fā)生8次該故障，占故障總數(shù)20%。早期采取的處理方法為調(diào)整偏航電機電磁剎車間隙，并對偏航系統(tǒng)供電回路開關(guān)定值進行適當放大調(diào)整，但運行一段時間后該故障又會重復出現(xiàn)。

三、 槳葉位置比較故障

2013年12月，富麗達風電場華儀HW82－1500型風電機組發(fā)生9次“300330 槳葉位置比較故障”引起停機，占當月故障總數(shù)的47.37%。該故障在變槳電機編碼器與槳葉位置編碼器角度大于3度時觸發(fā)安全鏈停機。風電場和華儀維護人員檢查變槳蓄電池電壓正常，檢查槳葉絕對位置顯示錯誤，判斷冗余編碼器讀數(shù)存在閃斷現(xiàn)象，對槳葉位置編碼器置零，使槳葉恢復至初始位置，機組恢復正常運行，但運行一段時間此故障仍然發(fā)生。

四、 振動加速度過大故障

2013年7月－8月，長春風電場HW82－1500型風電機組集中發(fā)生“振動加速度過大故障”引起停機，共發(fā)生34次該故障，占故障總數(shù)53%。初期雙方現(xiàn)場技術(shù)人員對頻繁發(fā)生該故障的機組振動傳感器進行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常后復位，風電機組運行一段時間后仍然頻繁發(fā)生。

五、 齒輪油冷卻風扇電機過載

2012年2月富麗達風電場發(fā)生3次“80075 齒輪油冷卻風扇過載”故障引起停機，占當月故障21%，長春風電場發(fā)生3次該故障，占故障總數(shù)33%。該故障在齒輪箱油冷卻風扇主電源回路空氣開關(guān)FG387跳閘時觸發(fā)，初期現(xiàn)場人員對齒輪箱油冷卻風扇電機以及供電回路檢查正常后，將開關(guān)保護定值進行適當增大調(diào)整，復位后風扇電機恢復運行，但是運行一段時間后仍然發(fā)生該故障停機。

六、導電軌發(fā)熱故障

玫瑰營公司長春風電場、富麗達風電場所使用的HW82－1500型風電機組機艙至塔底電能傳輸均采用江蘇威騰母線公司制造的導電軌。2013年5月－9月，兩個風電場多數(shù)風電機組導電軌接頭處溫度超過設計允許溫度70℃，有3臺風電機組因?qū)щ娷夁^熱引起絕緣降低，最終發(fā)電機定子回路導電軌燒損接地，機組因?qū)щ娷壒收献铋L停機時間30天。

七、發(fā)電機接地碳刷磨損故障

進入運營階段，富麗達風電場頻繁發(fā)生發(fā)電機接地碳刷磨損故障，該故障為發(fā)電機接地碳刷磨損至10mm時觸發(fā)安全鏈停機，故障名稱為“70070 發(fā)電機碳刷磨損故障”。2013年2月發(fā)生7次該故障，占當月故障總數(shù)的43%；3月發(fā)生15次該故障，占當月故障總數(shù)的42%。早期處理方法為更換磨損的發(fā)電機接地碳刷后恢復機組運行，但是更換完畢后不久又發(fā)生該故障。

HW82－1500型風電機組頻發(fā)故障原因分析及處理

一、 變槳通訊故障

經(jīng)過現(xiàn)場統(tǒng)計，兩個風電場HW82－1500型風電機組有76.8%的變槳通訊故障系輪轂內(nèi)變槳回路與機艙內(nèi)控制回路通訊閃斷所導致，檢查主要故障點在變槳通訊滑環(huán)，分析主要故障原因為變槳通訊滑環(huán)長時間運行后臟污，使得輪轂內(nèi)的變槳信號通過電刷與滑環(huán)傳遞時發(fā)生閃斷?，F(xiàn)場維護人員將風電機組變槳滑環(huán)進行統(tǒng)一清洗后，頻繁發(fā)生該類故障的狀況得到有效解決。結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況，該風電場規(guī)定每六個月進行一次滑環(huán)清洗工作。

二、 偏航保護故障

工程實際中，為了保證偏航穩(wěn)定性，風電機組在偏航過程中需有一定的偏航余壓，用來保障機組在偏航過程中有一定阻尼。風電場和制造廠技術(shù)人員分析認為該故障系偏航回路負荷過大導致。兩個風電場HW82－1500型風電機組偏航余壓設定值為45bar,經(jīng)過安全技術(shù)論證后，確定將偏航余壓調(diào)整至35bar左右。調(diào)整后，頻繁發(fā)生該故障的狀況得到有效解決。

三、 槳葉位置比較故障

兩個風電場HW82－1500型風電機組均采用MOOG變槳系統(tǒng)，經(jīng)風電場、華儀、MOOG三方分析后，認為MOOG變槳系統(tǒng)程序不完善，將程序升級后，長春風電場該故障得到根本解決；富麗達風電場將變槳程序升級后，風電機組仍然頻繁發(fā)生該故障，檢查分析后確認槳葉位置編碼器質(zhì)量不符合使用要求，更換后該故障得到有效解決。

四、 振動加速度過大故障

由于此故障在7月、8月份雷雨天氣時頻繁發(fā)生，判斷為電磁干擾所導致。維護人員對振動傳感器屏蔽層嚴格按要求完善接地，重新調(diào)整振動傳感器的水平度使其符合設計要求，緊固傳感器相關(guān)模塊，此故障頻繁發(fā)生的現(xiàn)象得到徹底解決。

五、齒輪箱油冷卻風扇電機過載故障

經(jīng)過風電場、華儀、電機制造廠三方人員檢查分析，確認該批次電機質(zhì)量不合格，對全部風電機組內(nèi)部齒輪箱油冷卻風扇電機進行更換，此故障得到有效解決。

六、導電軌發(fā)熱故障

風電場、華儀、導電軌制造廠三方人員召開技術(shù)聯(lián)絡會，確認發(fā)熱原因為導電軌接頭器處接觸面積設計偏小，安裝工藝不符合設計要求。江蘇威騰母線公司重新設計制造加長接頭器，安裝時在接觸面涂抹適量導電膏，并對安裝固定螺栓力矩嚴格把控，更換了全部導電軌接頭器。經(jīng)過后續(xù)觀察，導電軌過熱現(xiàn)象得到徹底處理。

七、發(fā)電機接地碳刷磨損故障

風電場、華儀、發(fā)電機制造廠三方人員召開技術(shù)聯(lián)絡會進行充分論證，確定采取增加發(fā)電機主軸沖擊電流的釋放面積方案。該方案在發(fā)電機輸入端前軸承處增加一組刷架，每個刷架裝設兩個12.5mm×25mm×64mm形制接地碳刷。方案實施后，經(jīng)過觀察，發(fā)電機接地碳刷磨損故障得到徹底解決。

結(jié)論

風電機組是風力發(fā)電企業(yè)最主要的發(fā)電設備。隨著我國電力工業(yè)的長期發(fā)展，電力設備制造行業(yè)日益強大，其他發(fā)電設備的質(zhì)量大幅提高，可靠性得到極大提升，穩(wěn)定風電機組的運行成為保障風力發(fā)電企業(yè)可靠運行的重要環(huán)節(jié)。風力發(fā)電企業(yè)應當對風電機組的頻發(fā)故障給予極大關(guān)注，只有大幅降低風電機組頻發(fā)故障，風力發(fā)電企業(yè)才會安全穩(wěn)定運營，才能夠成為電網(wǎng)安全運行的重要支撐，提高利用小時數(shù)，不斷發(fā)展壯大。同時，風電機組制造廠應當具有長遠的眼光，在設計階段即應針對中國國情，針對設備使用地的工況，做好適應性設計；在設備運營階段，積極配合運營企業(yè)開展設備治理，改造設備的不足之處，認真提升產(chǎn)品品質(zhì)，才能獲得更好的市場占有率。

（作者單位：內(nèi)蒙古華電玫瑰營風力發(fā)電有限公司）