華儀HW82-1500風電機組頻發故障及處理

文 | 狄海龍 苑杰

華儀HW82-1500風電機組頻發故障及處理

文 | 狄海龍 苑杰

華儀風能有限公司成立于2002年，專業從事風能資源測量與評估、風電場項目開發與維護、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。該機型在內蒙古華電玫瑰營風力發電有限公司所轄長春風電場和富麗達風電場調試及運營階段出現了一些頻發故障，雙方技術人員共同進行分析，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型風電機組頻繁發生該故障，表現為變槳通訊經常無規律性發生閃斷現象，故障名稱為“300400 變槳變頻器故障”。2012年9月長春風電場發生8次該故障，占當月故障總數32%；富麗達風電場發生15次該故障，占當月故障總數的34%；2013年1月長春風電場發生15次該故障，占當月故障總數的71%；富麗達風電場發生8次該故障，占當月故障總數25%。初期主要處理方法為：就地檢查變槳數據,重點查看蓄電池電壓是否正常，對輪轂內的三個變槳軸距進行全面檢查，對輪轂到滑環通訊線進行檢查。但從故障出現的頻次來看，依舊沒有找到發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型風電機組頻繁發生此故障，故障現象為偏航電機供電回路保護開關220Q1跳閘，故障名稱為“060200 偏航保護故障”。 長春風電場2012年9月發生6次該故障，占故障總數21%；2013年7月發生4次該故障，占故障總數25%；富麗達風電場2012年7月發生4次該故障，占故障總數14%；2012年 8月發生8次該故障，占故障總數20%。早期采取的處理方法為調整偏航電機電磁剎車間隙，并對偏航系統供電回路開關定值進行適當放大調整，但運行一段時間后該故障又會重復出現。

三、 槳葉位置比較故障

2013年12月，富麗達風電場華儀HW82－1500型風電機組發生9次“300330 槳葉位置比較故障”引起停機，占當月故障總數的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存在閃斷現象，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型風電機組集中發生“振動加速度過大故障”引起停機，共發生34次該故障，占故障總數53%。初期雙方現場技術人員對頻繁發生該故障的機組振動傳感器進行了檢查，未發現異常后復位，風電機組運行一段時間后仍然頻繁發生。

五、 齒輪油冷卻風扇電機過載

2012年2月富麗達風電場發生3次“80075 齒輪油冷卻風扇過載”故障引起停機，占當月故障21%，長春風電場發生3次該故障，占故障總數33%。該故障在齒輪箱油冷卻風扇主電源回路空氣開關FG387跳閘時觸發，初期現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，將開關保護定值進行適當增大調整，復位后風扇電機恢復運行，但是運行一段時間后仍然發生該故障停機。

六、導電軌發熱故障

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臺風電機組因導電軌過熱引起絕緣降低，最終發電機定子回路導電軌燒損接地，機組因導電軌故障最長停機時間30天。

七、發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生發電機接地碳刷磨損故障，該故障為發電機接地碳刷磨損至10mm時觸發安全鏈停機，故障名稱為“70070 發電機碳刷磨損故障”。2013年2月發生7次該故障，占當月故障總數的43%；3月發生15次該故障，占當月故障總數的42%。早期處理方法為更換磨損的發電機接地碳刷后恢復機組運行，但是更換完畢后不久又發生該故障。

HW82－1500型風電機組頻發故障原因分析及處理

一、 變槳通訊故障

經過現場統計，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變槳回路與機艙內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，分析主要故障原因為變槳通訊滑環長時間運行后臟污，使得輪轂內的變槳信號通過電刷與滑環傳遞時發生閃斷。現場維護人員將風電機組變槳滑環進行統一清洗后，頻繁發生該類故障的狀況得到有效解決。結合生產現場實際情況，該風電場規定每六個月進行一次滑環清洗工作。

二、 偏航保護故障

工程實際中，為了保證偏航穩定性，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,經過安全技術論證后，確定將偏航余壓調整至35bar左右。調整后，頻繁發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，經風電場、華儀、MOOG三方分析后，認為MOOG變槳系統程序不完善，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生該故障，檢查分析后確認槳葉位置編碼器質量不符合使用要求，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，緊固傳感器相關模塊，此故障頻繁發生的現象得到徹底解決。

五、齒輪箱油冷卻風扇電機過載故障

經過風電場、華儀、電機制造廠三方人員檢查分析，確認該批次電機質量不合格，對全部風電機組內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、導電軌發熱故障

風電場、華儀、導電軌制造廠三方人員召開技術聯絡會，確認發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。經過后續觀察，導電軌過熱現象得到徹底處理。

七、發電機接地碳刷磨損故障

風電場、華儀、發電機制造廠三方人員召開技術聯絡會進行充分論證，確定采取增加發電機主軸沖擊電流的釋放面積方案。該方案在發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，經過觀察，發電機接地碳刷磨損故障得到徹底解決。

結論

風電機組是風力發電企業最主要的發電設備。隨著我國電力工業的長期發展，電力設備制造行業日益強大，其他發電設備的質量大幅提高，可靠性得到極大提升，穩定風電機組的運行成為保障風力發電企業可靠運行的重要環節。風力發電企業應當對風電機組的頻發故障給予極大關注，只有大幅降低風電機組頻發故障，風力發電企業才會安全穩定運營，才能夠成為電網安全運行的重要支撐，提高利用小時數，不斷發展壯大。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，積極配合運營企業開展設備治理，改造設備的不足之處，認真提升產品品質，才能獲得更好的市場占有率。

（作者單位：內蒙古華電玫瑰營風力發電有限公司）