风力发电机组偏航系统常见机械故障原因分析.pdfVIP

风力发电机组偏航系统常见机械故障原

因分析

摘要：风能是一种可再生的清洁能源，也是一种取之不尽、用之不竭的绿色

环保能源，符合绿色发展的要求，也是未来资源利用的新方向。风力发电在近年

来不断发展，取得了巨大的成果，技术和总装机容量上都有很大的提升。风能的

高效利用需要风力发电机组对风资源的高效捕捉偏航系统，一旦偏航系统发生故

障，就会影响风力发电机组的正常运行。

关键词：风力发电；机组；偏航系统；故障分析

1.

引言

为了实现人与自然的和谐发展，走绿色发展之路，需要利用新型能源来发展

经济。其中，风能就是一种非常好的可再生清洁能源，由于风的方向不断发生变

化，风力发电机组需要依靠偏航系统不断调整方向，才能最大限度地利用风能，

提高发电效率，让风电行业的发展规模化。同时，偏航系统提供必要的锁紧力矩，

可以保证风机的安全运行。因此，必须要保证风力发电机组的偏航系统的稳定性，

最大程度保证风机对风能的利用效率，减少故障的发生。

1.

风力发电机组偏航系统概述

1.

偏航系统结构

风力发电机组的偏航系统通常有偏航检测机构（包括风速仪、风向标、偏航

角度编码器等）、控制机构（包括PLC、电控系统）、执行机构（包括驱动电机、

减速器、小齿轮、轴承齿盘、轴承、润滑系统、制动系统等）几部分组成。其中，

偏航轴承分为滑动轴承和滚动轴承。

1.

偏航系统作用

作用有两方面：一方面是偏航系统与控制系统互相配合，让风轮始终处于迎

风状态，最大限度吸收风能，提高风力发电机组的发电效率；另一方面提供必要

的锁紧力矩，保障风力发电机组在完成对风动作后能安全定位运行。

1.

偏航系统分类

偏航系统分为两种系统：被动式和主动式。被动式偏航系统利用风压产生转

矩使风轮对风后，容易发生电缆过扭故障，因此在现实中很少采用。主动式偏航

系统的原理是利用电力或液压驱动使风轮对风。

1.

偏航系统工作原理

风力发电机组偏航系统是利用检测机构将当前机组的风速、风向信号传递给

PLC，而后PLC计算出对风角度，判断是否启动偏航系统，达到启动的条件时，

由PLC发出指令，进行具体动作实施：首先由偏航系统电机打开电磁刹车、刹车

系统液压站泄压，随后PLC发出偏航信号，偏航接触器控制信号，继而发出偏航

软启动信号，偏航电机开始运行。

1.

安装偏航系统注意事项

布置偏航系统需要考虑多方面的因素，首先要考虑偏航轴承的位置，要与机

舱面对称，将风轮仰角、风轮锥角、运行时叶尖的最大挠度等都要考虑进去，确

保叶尖与塔架的距离大于安全距离。其次要考虑偏航阻尼器、驱动器和偏航制动

装置的布置距离，应当沿着圆周方向分布，让这些零部件作用力分布均匀，否则

会引起附加的剪力，增加偏航轴承的负担。最后要考虑滑板安装时必须要其水平

接触面和侧面接触面分别贴合，确保机组的安全。

1.

偏航系统的维护

要对机组偏航系统进行必要的维护和保养，确保机组故障发生的概率降低。

每个月要检查摩擦片的摩擦情况，观察是否有裂纹，当摩擦片的厚度小于2毫米

时，要及时进行更换。针对一些零部件，要及时观察是否有缺损，及时更换，减

少故障的发生概率。

1.

风力发电机组偏航系统故障原因分析

偏航系统在机组运行过程中难免会发生一些故障，我们要对各种故障进行原

因分析，以帮助更好地在机组日常维护中防患于未然。常见的故障类型有：齿圈

齿面磨损、液压管路渗漏、压力不稳、异常噪音、定位不准确等情况，每种故障

都有各自的原因导致，具体来说，分析如下：

1.

异常噪音。噪音出现一般都是一种告警，需要引起足够重视并及时消除故障，

否则会严重影响风机的安全稳定运行，这种故障出现时，进行针对性检查消缺就

能解决。如润滑油严重缺失、偏航阻力过大都容易发生噪音，这时候涂抹润滑油

就可以维持齿面之间的润滑，减少阻力和摩擦，即可消除缺陷；偏航齿面或齿轮

存在损坏，导致转动时发出噪音，这时候打磨修复齿面或更换受损齿轮即可；偏

航驱动装置中的油位过低也会发出噪音，及时加满油即可。另外异响发生的原因，

多是由于设备内部的零部件相互磨损导致的异常声响，比如风向变化过程中，齿

轮驱动导致齿轮承受震荡，产生交变载荷，偏航系统内设计有一定的阻尼力矩，

让整个偏航系统都需要借助压力才能夹紧偏航制动盘，就容易发生振动下的噪音；

如果是