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風(fēng)電機(jī)組典型故障分析與啟示
2021-02-03文:王明軍
2020年10月,在內(nèi)蒙某風(fēng)電場,2009年投運(yùn)的雙饋82型1.5MW直流變槳風(fēng)電機(jī)組在大風(fēng)期經(jīng)常因一面葉片變槳電機(jī)溫度超過140℃,機(jī)組報(bào)“變槳電機(jī)溫度高”停機(jī),并且,在報(bào)故障時(shí),普遍集中在8~12米/秒風(fēng)速范圍內(nèi)。
故障處理過程及分析
在輪轂用變槳操縱板轉(zhuǎn)動葉片,故障面葉片從92°~0°調(diào)槳,葉片運(yùn)動較為平穩(wěn);從0°~92°,葉片采用快速電池收槳該面葉片振動明顯。
為進(jìn)一步收集故障現(xiàn)象,機(jī)組在故障風(fēng)速段并網(wǎng)運(yùn)行,同時(shí),通過機(jī)艙人機(jī)界面觀察變槳電機(jī)的溫升狀況,故障面的變槳電機(jī)溫度快速升至90℃以上,迅速超過變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動溫度。然而,進(jìn)輪轂發(fā)現(xiàn),變槳電機(jī)風(fēng)扇并沒有啟動。再檢查變槳電機(jī)插頭端子的風(fēng)扇供電,正常。再給故障面的變槳電機(jī)風(fēng)扇外加230V電源,風(fēng)扇也正常。該變槳系統(tǒng)的變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動開關(guān)設(shè)在變槳電機(jī)內(nèi)。如變槳電機(jī)風(fēng)扇的啟動開關(guān)損壞,則需更換變槳電機(jī)。
因懷疑變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動開關(guān)有問題,于是更換變槳電機(jī)。然而,更換變槳電機(jī)后,在8~12米/秒風(fēng)速段運(yùn)行,該面的變槳電機(jī)溫度迅速超過140℃。再追溯以前的維修記錄,此前,該面葉片曾因此兩次更換變槳電機(jī)。這就是說,已三次更換變槳電機(jī),均宣布無效。
給故障面的變槳軸承手動注油以后,機(jī)組在故障風(fēng)速段并網(wǎng)運(yùn)行,雖然故障面仍比其他兩面的變槳電機(jī)溫度高,溫度時(shí)常在110~130℃左右,但變槳電機(jī)溫度能穩(wěn)定在140℃以下,暫時(shí)不會報(bào)“變槳電機(jī)溫度高”停機(jī)。
綜合幾方面分析:故障面葉片快速電池順槳時(shí),有異常振動;三次更換變槳電機(jī)無效;給故障面的變槳軸承手動注油后,變槳電機(jī)溫度高的問題有明顯改善??梢源_定“變槳電機(jī)溫度高”停機(jī),應(yīng)當(dāng)由變槳軸承損壞造成,而與變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動無關(guān)。要徹底解決“變槳電機(jī)溫度高”問題,需要更換變槳軸承。
該故障的信息收集與故障分析的難點(diǎn):故障機(jī)組早在2009年就開始投運(yùn),運(yùn)行時(shí)間已超過11年。由于各種原因,三面變槳軸承均有不同程度的損傷,均存在變槳電機(jī)電流偏大、溫度偏高的問題,不能僅通過變槳電機(jī)電流的比較發(fā)現(xiàn)問題。加之,機(jī)組故障停機(jī)時(shí),風(fēng)速較大,氣溫很低,變槳電機(jī)很容易降溫和散熱;噪音大,很難通過聲音判斷變槳電機(jī)風(fēng)扇是否啟動;在操縱葉片、收集故障信息時(shí),沒有筆記本電腦;配合處理故障的人員不足。
故障處理的啟示與心得
1、準(zhǔn)確地收集故障信息是正確判斷機(jī)組故障的前提。
,收集的故障信息不準(zhǔn)確造成故障分析、判斷的偏差,備件和發(fā)電量的損失。
維修人員在收集故障信息時(shí),觀察變槳電機(jī)的溫度值與進(jìn)輪轂觀察變槳電機(jī)風(fēng)扇是否啟動之間存在時(shí)間差。在集控室,或機(jī)艙看到變槳電機(jī)溫度很高,而每次進(jìn)輪轂觀察到的現(xiàn)象是變槳電機(jī)風(fēng)扇沒有啟動。從而造成了誤判,并錯誤地多次更換變槳電機(jī),這大大地增加了處理故障的時(shí)間。
該機(jī)組報(bào)故障是冬天、大風(fēng)季節(jié),在機(jī)艙里觀察變槳電機(jī)溫度時(shí),不能通過聲音判斷輪轂里的變槳電機(jī)風(fēng)扇是否啟動;該變槳系統(tǒng)的變槳控制器上沒有設(shè)計(jì)顯示界面,不便于在輪轂里查看變槳電機(jī)溫度,通常是在機(jī)艙或集控室察看變槳電機(jī)的溫升狀況。在風(fēng)大期,鎖輪轂難度大,在機(jī)艙里察看了變槳電機(jī)溫度后,然后再進(jìn)輪轂觀察變槳電機(jī)風(fēng)扇是否啟動,這之間的時(shí)間差會進(jìn)一步增大。
另一方面,實(shí)際情況是變槳電機(jī)風(fēng)扇的啟動、工作均正常,在機(jī)組停機(jī)后,變槳電機(jī)溫度迅速下降。再者,外界氣溫較低,加劇了變槳電機(jī)散熱和傳熱,進(jìn)一步加速了變槳電機(jī)溫度的降低。當(dāng)維修人員進(jìn)輪轂,變槳電機(jī)溫度已降到較低的溫度,變槳電機(jī)風(fēng)扇的啟動開關(guān)自動斷開。因此,每次看到的現(xiàn)象都是變槳電機(jī)風(fēng)扇沒有工作,從而產(chǎn)生誤判。這使得機(jī)組的停機(jī)時(shí)間大大增加。
及時(shí)、準(zhǔn)確地收集信息是正確判斷故障的前提。如果察看變槳電機(jī)溫度與觀察變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動是同時(shí)進(jìn)行,那么,維修人員就能觀察到變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動的真實(shí)情況,也就不會產(chǎn)生誤判。
第二,沒能借助變槳調(diào)試軟件操縱葉片和收集信息,致使收集的信息出現(xiàn)錯誤。
如果現(xiàn)場人員操縱葉片,不是采用變槳操縱板,而是運(yùn)用筆記本電腦。一方面,在輪轂使用變槳調(diào)試軟件操縱葉片不間斷地轉(zhuǎn)動,變槳電機(jī)溫度不斷上升。另一方面,通過變槳調(diào)試界面仔細(xì)地觀察故障面變槳電機(jī)的溫升狀況。當(dāng)變槳電機(jī)溫度升至變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動溫度以上時(shí),自然就能觀察變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動的真實(shí)情況。這樣就能極其便捷地知道,故障并非是變槳電機(jī)風(fēng)扇啟動所致。
現(xiàn)場維修人員不能借助調(diào)試軟件檢查機(jī)組及部件故障,會使收集信息不準(zhǔn)確,判斷故障困難,甚至產(chǎn)生誤判。從而大大增加了機(jī)組的維修時(shí)間。有的風(fēng)電場沒有給現(xiàn)場人員配備