风力发电机组原理应用课件第9章.ppt

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1、第九章 风力发电机组的维护,第九章 风力发电机组的维护,第一节风力发电机组的维护概述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,第一节风力发电机组的维护概述第二节风力机的维护第三节,第一节风力发电机组的维护概述,一、维护周期二、维修所需的常用工具,第一节风力发电机组的维护概述一、维护周期二、维修所需的常,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，包括所有螺栓联接的紧固、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

2、护分为间隔半年维护和间隔一年维护。,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,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：数字式万用表、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。,二、维修所需的常用工具1)各种扳手：液压扳手、扭力扳手(如：,第

3、二节风力机的维护,一、叶片的维护二、叶片轴承的维护三、轮毂的维护,第二节风力机的维护一、叶片的维护二、叶片轴承的维护三、,一、叶片的维护,1.叶片表面砂眼,一、叶片的维护1.叶片表面砂眼,一、叶片的维护,图9-1叶片表面砂眼,2.叶片表面裂纹,一、叶片的维护图9-1叶片表面砂眼2.叶片表面裂纹,一、叶片的维护,图9-2叶片表面裂纹,3.叶尖的磨损及开裂,一、叶片的维护图9-2叶片表面裂纹3.叶尖的磨损及开裂,一、叶片的维护,4.盐雾和污垢对叶片的影响,一、叶片的维护4.盐雾和污垢对叶片的影响,一、叶片的维护,图9-3叶尖的开裂,5.雷电对叶片的损坏,一、叶片的维护图9-3叶尖的开裂5.雷电对叶

4、片的损坏,一、叶片的维护,图9-4雷电对叶片的损坏,6.叶片的修补,一、叶片的维护图9-4雷电对叶片的损坏6.叶片的修补,二、叶片轴承的维护,二、叶片轴承的维护,三、轮毂的维护,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二、变流系统的维护及故障处理三、变压器的维护,第三节发电系统的维护一、发电机的维护及故障分析二、变流系,一、发电机的维护及故障分析,1.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起动之前或长时间放置起动前，应测量绕组绝缘电阻值(包括绕组对

5、地绝缘电阻和绕组之间的绝缘电阻)。1)电流干燥法：对绕组分别通以合适的低压直流或交流电源，使绕组温度不超过75。2)用加热装置干燥：用干燥炉、加热电阻器、热吹风机或其他装置进行干燥，如有可能，使用可设定温度的加热装置。,一、发电机的维护及故障分析1.运行维护(1)年度维护根据,一、发电机的维护及故障分析,(3)轴承的维护定时定量地向发电机传动端轴承和非传动端轴承加入指定牌号的润滑脂，加注润滑脂需要在发电机运转时进行，加注润滑脂后，从集油器中排除废油。(4)电刷的维护每隔3个月进行定期检查。(5)集电环的维护每3个月检查一次。(6)清洗集尘器每年清洗集尘器一次。2.发电机的故障分析(1)绝缘电阻

6、低造成发电机绕组绝缘电阻低的可能原因有：电机温度过高，机械性损伤，潮湿、灰尘、导电微粒或其他污染物污染侵蚀电机绕组等。,一、发电机的维护及故障分析(3)轴承的维护定时定量地向发电,一、发电机的维护及故障分析,(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、失效造成发电机轴承过热、失效的可能原因有：不合适的润滑油，润滑油过多或过少，润滑油失效，润滑油不清洁，有异物进入滚道，轴电流电蚀

7、滚道，轴承磨损，轴弯曲、变形。,一、发电机的维护及故障分析(2)振动、噪声大造成发电机振动,一、发电机的维护及故障分析,(4)绕组断路、短路接地造成发电机绕组断路、短路接地的可能原因有：绕组机械性拉断、损伤，连接线焊接不良(包括虚焊、假焊)，电缆绝缘破损，接线头脱落，匝间短路，潮湿、灰尘、导电微粒或其他污染物污染侵蚀绕组，长时间过载导致电机过热，绝缘老化开裂，其他电气元件的短路、故障引起的过电压(包括操作过电压)、过电流而引起绕组局部绝缘损坏、短路，雷击损坏等。,一、发电机的维护及故障分析(4)绕组断路、短路接地造成发电,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

8、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1)散热器的清洗：由于长期暴露在机组外部，运行过程中会不断有灰尘及其他污染物附着在散热器表面和散热片之间，从而使热交换效率降低。2)过滤器的清洗：建议每年对变流器冷却水过滤器进行一次检查、清洗。,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,二、变流系统的维护及故障处理,3)管路的清洗：以适当时间间隔对冷却管路进行清洗(包括变流器内的管路)。8.变流器的参数设置1)确认发电机参数：变流器在参数中设定发电机的功率、电流、电压、转速、工作频率，这

9、些参数可以在发电机铭牌中直接得到。2)设定变流器的起动方式：一般变流器在出厂时设定由面板起动，用户可以根据实际情况选择起动方式，可以用面板、外部端子、通信方式等几种。3)给定信号的选择：一般变流器的频率给定也可以有多种方式，如面板给定、外部电压或电流给定、通信方式给定等。9.变流器常见故障及处理,二、变流系统的维护及故障处理3)管路的清洗：以适当时间间隔对,二、变流系统的维护及故障处理,(1)参数设置类故障处理一旦发生了参数设置类故障后，变流器不能正常运行，一般可根据说明书进行修改参数。(2)变流器过电压常见的过电压有两种情况。1)输入交流电源过电压：这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生

10、在负载较轻导致电压升高，或者电路出现故障。2)发电类过电压：这种情况出现的概率较大，主要在发电机的实际转速高于同步转速时发生。(3)变流器过电流此类故障可能是由于变流器的负载发生突变、负载分配不均，输出短路等原因引起的。(4)变流器过载过载故障包括变流器过载和发电机过载，可能是电网电压太低、负载过重等原因引起的。,二、变流系统的维护及故障处理(1)参数设置类故障处理一旦发,二、变流系统的维护及故障处理,(5)变流器欠电压说明变流器电源输入部分有问题，须排除故障后才能运行。(6)变流器温度过高应检查变流器散热情况及水冷却系统是否存在问题，设法排除相应故障。,二、变流系统的维护及故障处理(5)变流

11、器欠电压说明变流器电,三、变压器的维护,三、变压器的维护,第四节主传动与制动系统的维护,一、齿轮箱的使用及维护二、齿轮箱常见故障及排除三、联轴器的维护四、制动机构的维护及故障排除,第四节主传动与制动系统的维护一、齿轮箱的使用及维护二、齿,一、齿轮箱的使用及维护,1.安装与空载试运转2.日常维护3.定期维护4.更换润滑油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必须要进行以下准备工作：检查电动机油泵单元的电动机运转方向是否正确，正确的旋向在电动机上已经标出。2)电动机液压泵单元的使用及其维护包括：电动机的工作电压应在规定范围内，在电动机铭牌上已经标出。3)过滤器组的维护主要是滤

12、芯的更换：使用中的过滤器配有压差发讯器，如果其发出信号就需要更换滤芯。,一、齿轮箱的使用及维护1.安装与空载试运转2.日常维护3,一、齿轮箱的使用及维护,4)冷却器的维护：通常情况下冷却器所需要的维护非常少，但是应当注意的是：冷却器必须要保持清洁，否则会影响其散热功率和电动机的寿命。,一、齿轮箱的使用及维护4)冷却器的维护：通常情况下冷却器所需,二、齿轮箱常见故障及排除,1.齿轮损伤,二、齿轮箱常见故障及排除1.齿轮损伤,二、齿轮箱常见故障及排除,图9-5轮齿折断,二、齿轮箱常见故障及排除图9-5轮齿折断,二、齿轮箱常见故障及排除,图9-6齿面疲劳,2.轴承失效,二、齿轮箱常见故障及排除图9-

13、6齿面疲劳2.轴承失效,二、齿轮箱常见故障及排除,3.断轴4.齿轮箱油温高,二、齿轮箱常见故障及排除3.断轴4.齿轮箱油温高,二、齿轮箱常见故障及排除,图9-7轴承损伤a)内圈损伤b)滚子表面损伤,二、齿轮箱常见故障及排除图9-7轴承损伤a)内圈损伤b,二、齿轮箱常见故障及排除,5.润滑液压泵出口油压低6.齿轮箱油位低7.润滑液压泵过载,二、齿轮箱常见故障及排除5.润滑液压泵出口油压低6.齿轮箱,三、联轴器的维护,三、联轴器的维护,四、制动机构的维护及故障排除,图9-8激光校准位置,四、制动机构的维护及故障排除图9-8激光校准位置,四、制动机构的维护及故障排除,表9-1制动机构可能的故障以及解

14、决方案,四、制动机构的维护及故障排除表9-1制动机构可能的故障以及,第五节变桨距、偏航及辅助系统的维护,一、变桨距系统的维护二、偏航系统的维护及常见故障三、液压系统的维护及常见故障,第五节变桨距、偏航及辅助系统的维护一、变桨距系统的维护二,一、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：变桨距杆是否正常，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；变桨距系统的正弦响应是否正常。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

15、滑液压缸安装支架轴承。2.伺服三相异步电动机的维护(1)控制电路电气元器件检查,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),一、变桨距系统的维护,1)安装接线前应对所使用的电气元器件逐个进行检查，电气元器件外观是否整洁，外壳有无破裂，零部件是否齐全，各接线端子及紧固件有无缺损、锈蚀等现象。2)电气元器件的触头有无熔焊粘连变形，严重氧化锈蚀等现象；触头闭合分断动作是否灵活；触头开距、超程是否符合要求；压力弹簧是否正常。3)电气元器件的电磁机构和传动部件的运动是否灵活；衔铁有无卡住，吸合位置是否正常等，使用前应清除铁心端面的防锈油。4)用万用表检查所有电磁线圈的通断情况。5)检查有

16、延时作用的电气元器件功能，如时间继电器的延时动作、延时范围及整定机构的作用；检查热继电器的热元件和触头的动作情况。,一、变桨距系统的维护1)安装接线前应对所使用的电气元器件逐个,一、变桨距系统的维护,6)核对各电气元器件的规格与图样要求是否一致。(2)检查电路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)试车完成上述检查后，清点工具材料，清除安装板上的线头杂物，检查三相电源，在有人监护下通电试车。1)空操作试验：首先拆除电动机定子绕组接线，接通电源，按下相应按钮，接触器应立即动作，松开按钮，则接触器应立即复位，认真观察接触器主触

17、头动作是否正常，仔细听接触器线圈通电运行时有无异常响声。,一、变桨距系统的维护6)核对各电气元器件的规格与图样要求是否,一、变桨距系统的维护,2)带负载试车：断开电源，接上电动机定子绕组引线，装好灭弧罩，重新通电试车，按下按钮，接触器动作，观察电动机起动和运行情况，松开按钮，观察电动机能否停机。3.电动变距减速器的维护4.低压配电盘的安装与维修(1)低压配电盘的安装1)配电盘(箱)的盘面应光滑(涂漆)，且有明显的标志，盘架应牢固。2)明装在墙上的配电盘，盘底距地面高度不小于1.2m，显示面板应装在盘上方，距地面1.8m；明装立式铁架盘，盘顶距地面高度不得大于2.1m，盘底距地面不得小于0.4m

18、，盘后面距地面不得小于0.6m；暗装配电盘底口距地面1.4m。,一、变桨距系统的维护2)带负载试车：断开电源，接上电动机定子,一、变桨距系统的维护,3)动力配电盘的负载电流在30A以上，应包铁皮。4)配电盘(箱)接地应可靠，其接地电阻应不大于4。5)主配线应采用与引入线截面积相同的绝缘线；二次配线应横平竖直、整齐美观，应使用截面积不小于1.5mm2的铜芯绝缘线或不小于2.5mm2的铝芯绝缘线。6)导线穿过木盘面时，应套上瓷套管，穿过铁盘面时，应装橡皮护圈。7)在盘面上垂直安装的开关，上方为电源，下方为负载，相序应一致，各分路要标明线路名称；横装的开关，左方接电源，右方接负载。8)配电盘(箱)上

19、安装的母线，应分相按规定涂上色漆。9)在配电盘(箱)上，宜装低压漏电保护器，以确保用电安全。,一、变桨距系统的维护3)动力配电盘的负载电流在30A以上，应,一、变桨距系统的维护,10)安装在室外的配电箱，应设有防雨罩；安装在公共场所的配电箱，铝门上应加锁。(2)配电盘的运行与维修一般用电场所都要通过配电盘获得电能。1)配电盘和盘上电气元件的名称、标志、编号等是否清楚、正确，盘上所有的操作把手、按钮和按键等的位置与现场实际情况是否相符，固定是否牢靠，操作是否灵活。2)配电盘上表示“合”、“分”等信号灯和其他信号指示是否正确(红灯亮表示开关处于闭合状态，绿灯亮表示开关处于断开位置)。3)刀开关、开

20、关和熔断器等的触点是否牢靠，有无过热变色现象。,一、变桨距系统的维护10)安装在室外的配电箱，应设有防雨罩；,一、变桨距系统的维护,4)二次回路线的绝缘有无破损，并用绝缘电阻表测量绝缘电阻。5)配电盘上有操作模拟板时，模拟板与现场电气设备的运行状态是否对应一致。6)仪表和表盘玻璃有无松动，并清扫仪表和电器上的灰尘。7)巡视检查中发现的缺陷，应及时记入缺陷登记本和运行日志内，以利排除故障时参考分析。5.自动润滑系统维护,一、变桨距系统的维护4)二次回路线的绝缘有无破损，并用绝缘电,二、偏航系统的维护及常见故障,1.偏航制动器2.偏航轴承3.偏航驱动装置4.偏航系统的常见故障(1)齿圈齿面磨损原因

21、可能是：齿轮副的长期啮合运转；相互啮合的齿轮副齿侧间隙中渗入杂质；润滑油或润滑脂严重缺失使齿轮副处于干摩擦状态。(2)液压管路或制动器渗漏原因可能是：管路接头松动或损坏；密封件损坏。(3)偏航压力不稳原因可能是：液压管路出现渗漏；液压系统的保压蓄能装置出现故障；液压系统元器件损坏。,二、偏航系统的维护及常见故障1.偏航制动器2.偏航轴承3,二、偏航系统的维护及常见故障,(4)异常噪声原因可能是：制动器摩擦表面与制动盘不平行；润滑油或润滑脂严重缺失；偏航阻尼力矩过大；齿轮副轮齿损坏；偏航驱动装置中油位过低。(5)偏航定位不准确原因可能是：风向标信号不准确；偏航系统的阻尼力矩过大或过小；偏航制动力

22、矩达不到机组的设计值；偏航系统的偏航齿圈与偏航驱动装置齿轮之间的齿侧间隙过大。(6)偏航计数器故障原因可能是：联接螺栓松动；异物侵入；连接电缆损坏；磨损。,二、偏航系统的维护及常见故障(4)异常噪声原因可能是：制动,三、液压系统的维护及常见故障,1.设备的检查2.液压油3.清洗过滤器和空气滤清器4.故障排除和更换元器件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：旋转轴联接不同心；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。

23、,三、液压系统的维护及常见故障1.设备的检查2.液压油3.,三、液压系统的维护及常见故障,(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：元器件有泄漏；液压阀失效；压力传感器差错；电气元器件失效。,三、液压系统的维护及常见故障(3)油温过高

24、原因可能是：系统,第六节控制系统的故障与防护,一、控制系统的常见故障二、减少故障的方法,第六节控制系统的故障与防护一、控制系统的常见故障二、减少,一、控制系统的常见故障,1.硬件故障(1)电气故障电气故障主要是指电气装置、电气电路和连接、电气和电子元器件、电路板、接插件所产生的故障。(2)机械故障机械故障主要发生在风力发电机组控制系统的电气外设中。(3)传感器故障这类故障主要是指风力发电机组控制系统的信号传感器所产生的故障，例如：风速仪、风向标的损坏；温度传感器引线振断、热电阻损坏；磁电式转速电气信号传输失灵；电压变换器和电流变换器对地短路或损坏；速度继电器和振动继电器动作信号调整不准或给激励

25、信号不动作；开关状态信号传输线断或接触不良造成传感器不能工作等。(1)使用不当在正常使用条件下，元器件有自己的失效期。,一、控制系统的常见故障1.硬件故障(1)电气故障电气故障,一、控制系统的常见故障,1)电阻器：各种电阻器具有各自的特点、性能和使用场合。2)电容器：电容器的电气性能参数包括容量、耐压、损耗、误差、温度系数、频率特性、线性度、温度范围等。3)集成电路芯片：就电气性能而言，不同的芯片，在不同的用途时都有许多具体要求。(2)环境因素的影响环境因素对风力发电机组控制系统产生很大的影响。1)温度的影响：由于温度增高，微机应用系统故障率明显增加。2)电源的影响：电源自身的波动、浪涌及瞬时

26、掉电都会对电子元器件带来影响，加速其失效的速度。3)湿度的影响：湿度过高会使密封不良、气容性较差的元器件受到侵蚀。,一、控制系统的常见故障1)电阻器：各种电阻器具有各自的特点、,一、控制系统的常见故障,4)振动、冲击的影响：振动和冲击可以损坏系统的部件或者使元器件断裂、脱焊、接触不良。5)其他因素的影响：除上述环境因素之外，还有电磁干扰、压力、盐雾等许多因素。(3)结构及工艺上的原因硬件故障中，由于结构不合理或工艺上的原因而引起的占相当大的比重。2.软件故障,一、控制系统的常见故障4)振动、冲击的影响：振动和冲击可以损,二、减少故障的方法,1.元器件的合理选择2.降额使用3.可靠的电路设计和冗

27、余设计4.降低环境影响1)温度：对于高温，可增加通风，保证不让系统温度过高，必要时采用强迫风冷甚至采用水冷。2)冲击振动：冲击及振动环境下工作的风力发电机组控制系统应尽量降低冲击振动的影响。3)电磁干扰：各种电磁干扰，经过不同渠道进入微机应用系统，造成恶劣的影响。4)其他环境影响：对于某些特殊场合，必须设法降低湿度、粉尘、腐蚀等影响，防爆、防核幅射等。,二、减少故障的方法1.元器件的合理选择2.降额使用3.可,第七节支撑体系的维护,一、联接件的维护二、结构件的维护三、电缆和电缆夹块的维护四、塔基水平度检测五、塔筒标识的维护六、接地装置的维护,第七节支撑体系的维护一、联接件的维护二、结构件的维护三,一、联接件的维护,一、联接件的维护,二、结构件的维护,二、结构件的维护,三、电缆和电缆夹块的维护,图9-9电缆夹块,三、电缆和电缆夹块的维护图9-9电缆夹块,四、塔基水平度检测,图9-10塔基检测点,四、塔基水平度检测图9-10塔基检测点,五、塔筒标识的维护,五、塔筒标识的维护,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,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,