１．５兆瓦风力发电机偏航系统故障分析及解决措施 口 张俊妍 （酒泉职业技术学院甘肃·酒泉７３５００９） 摘要：对１．５兆瓦风力发电机偏航系统经常出现的故障，通过对偏航系统产生故障原因的分析，提出了相应的 解决措施。 关键词：偏航系统 故障分析 中图分类号：ＴＭ１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７．３９７３（２０１０）０６—０３３—０１ 偏航系统是风力发电机中的一个重要部分。偏航系统通 常其主要功能有两个：一是与风力发电机组的控制系统相互配 合，使风轮始终处于迎风状态，提高风力发电机组的发电效率； 其二是保障风力发电机组的安全运行。在风力发电机中，机 械部件比电气部件更容易坏，而机械部件中，偏航系统部件又 是机械中经常出现故障的重点问题。 １偏航系统的构成及原理 １．５兆瓦风机的偏航系统包括：偏航电机、偏航减速器、机 舱位置传感器、偏航加脂器、毛毡齿润滑器、偏航轴承、偏航刹 车闸、偏航刹车盘。 偏航轴承采用四点接触球转盘轴承结构。偏航电机是多 极电机，电压等级为４００Ｖ，内部绕组接线为星形。电机的轴末 端装有一个电磁刹车装置，用于在偏航停止时使电机锁定，从 而将偏航传动锁定。附加的电磁刹车手动释放装置，在需要 时可将手柄抬起刹车释放。偏航刹车闸为液压盘式，由液压 系统提供约１４０～１６０ｂａｒ的压力，使刹车片紧压在刹车盘上， 提供足够的制动力。偏航时，液压释放但保持２４ｂａｒ的余压， 这样一来，偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，大大减少风 机在偏航过程中的冲击载荷。偏航刹车盘是一个固定在偏航 轴承上的圆环。偏航减速器为一个行星传动的齿轮箱，将偏 航电机发出的高转速低扭矩动能转化成低转速高扭矩动能。 机舱位置传感器内是一个ｌ０干欧姆的环形电阻，风机通过电 阻的变化，确定风机的偏航角度并通过其电阻的变化计算偏 航的速度。偏航加脂器负责给偏航轴承的润滑加脂的工作。 毛毡齿润滑器负责给偏航齿的润滑。 偏航电机根据风向标的指示，通过ＰＬＣ的过滤和控制来 使电机同时动作，从而带动与其锥型连接的偏航齿头，偏航齿 头再带动一个三级齿盘传动动力，然后，最后一级齿盘将动力 始终闭合（除非人为打开或过负载跳开）。因此接触器一１０３Ｋ４ 的线圈始终得电，其触点始终是吸合的。当风机检测其向左 或向右偏航的角度超过９２０度并持续２秒钟风机报偏航位置 故障。偏航位置大于设定值。 执行正常停机过程，可以自动复位。角度信号由机舱位置 传感器一１０９Ａ３上的滑变电阻器得到。 ２．２偏航位置传感器故障 检查由模块到机舱位置传感器的接线，若接线正常，检查 机舱位置传感器是否能正常工作并检查电阻阻值是否正常， 若不正常则证明机舱位置传感器的滑线电阻损坏，若以上检 查都正常，则可以拆下机舱位置传感器，旋转凸轮改变电阻看 系统显示的偏航位置变化能否正常，不正常则更换相应模块。 同时还要检查系统设置的解缆参数是否正确。当风机持续４ 秒钟检测的偏航位置信号小于１０（数值小于ｌ０代表输入的信 号有错误，输出数据的大小与模块的处理方式有关，参见相关 模块的使用说明书），则风机报偏航位置传感器故障故障。输 入的偏航位置信号有问题小于设定值。 执行正常停机过程，可以自动复位。 ２．３偏航速度故障（偏航过载） 检查由模块到机舱位置传感器的接线，若接线正常，检查 机舱位置传感器是否能正常工作并检查电阻阻值是否正常，若 不正常则证明机舱位置传感器的滑线电阻损坏，若以上检查都 正常，则可以拆下机舱位置传感器，旋转凸轮改变电阻看系统显 示的偏航位置变化能否正常，不正常则更换相应模块。在风机 向左或向右偏航时，持续７Ｏ秒钟程序汁算的偏航速度小于０．１５ 度，秒时风机报偏航速度故障（偏航过载）。偏航速度小于设定值。 执行正常停机过程，可以自动复位。左偏航时偏航度数 增大，右偏航时偏航度数减小。 ２－４左、右偏航反馈丢失 传给上塔筒法兰盘上的偏航系统大齿轮，从而带动整个机舱 进行偏航定向。 当６０秒平均风向角度持续２０秒小于１５５度时，风机向 左偏航对风；当６０秒平均风向角度持续３．５分钟小于】７ｌ度 时，风机向左偏航对风，当３０秒平均风向角度持续３秒大于 １７５时，风机停止向左偏航。当６０秒平均风向角度持续２０秒 大于２０５度时，风机向右偏航对风；当６Ｏ秒平均风向角度持 续３．５分钟大于ｌ８９度时，风机向左偏航对风，当３０秒平均风 向角度持续３秒小于ｌ８５时，风机停止向右偏航。 ２故障分析及解决措施 风力发电机偏航系统常见故障有偏航位置故障、右偏航 反馈丢失、偏航位置传感器故障、左偏航反馈丢失和偏航速度 故障（偏航过载）。 ２．１偏航位置故障 当风机处于无故障状态时，模块一１２０ＤＯ８的１号插线端 子的ｙａｗ ｓｙｓｔｅｍ ｅｎａｂｌｅ信号始终为高电平信号，输出直流 ２４Ｖ，继电器一ｌ １４Ｋ８的线圈得电触点吸合。空气开关 １０２Ｑ２ 发生这样的故障时一定要先检查相应得线路及接触器和空 气开关是否正常，机舱内是否有异味，检查偏航电机的电阻是否 正常，检查风机能否偏航，检查风机偏航时声音是否正常，检查偏 航电磁阀能否正常工作等等，总之这个故障要根据发生故障时的 现象具体分析，查找故障发生的原因并加以处理。当风机发出向 左偏航信号后持续４秒钟没有收到左偏航反馈信号，则风机报左 偏航反馈丢失故障，同样当风机发出向右偏航信号后持续４秒钟 没有收到右偏航反馈信号，则风机报右偏航反馈丢失故障。 执行正常停机过程，可以自动复位。左偏航信号 由．１２０ＤＯ２模块即ＫＬ２１３４的Ａ３通道输出，左偏航反馈信号 输入到一ｌ １９ＤＩ７模块即ＫＬＩ １０４的Ｅ４通道；右偏航信号 由．１２０ＤＯ２模块即ＫＬ２１３４的Ａ４通道输出，右偏航反馈信号 输入到一１ １９ＤＩ７模块即ＫＬ１ １０４的Ｅ４通道。 偏航系统的故障问题的解决，也是解决了风力发电机中 机械部分的难点，对风力发电事业，有着更进一步的推动和促 进作用，在未来的风电事业中，将给人们带来更多的优点。 斛协ｉ仑坛·２０１０年第６期（下）——