高楊
（寧夏銀星能源股份有限公司賀蘭山風(fēng)力發(fā)電廠，銀川 750021）

　　【摘　要】隨著社會(huì)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的火力發(fā)電雖然能夠?yàn)樯鐣?huì)提供充足的電力能源，并滿足當(dāng)前電力能源的需求，但會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，所以近年來電力行業(yè)逐漸重視風(fēng)力發(fā)電?；诖耍撐囊燥L(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航減速箱斷齒故障為主要研究?jī)?nèi)容，通過對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航的簡(jiǎn)單介紹，進(jìn)而對(duì)偏航減速箱斷齒故障以及三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載-電流特性與降低斷齒故障率的對(duì)策展開了深入探討。

　　【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電機(jī)；偏航減速箱；斷齒故障

　　1　引言
　　近年來，在人們生活質(zhì)量快速提升的基礎(chǔ)上，社會(huì)各界對(duì)電力事業(yè)提出了更高的要求。這種背景下，我國(guó)電力事業(yè)逐漸加強(qiáng)了對(duì)可再生資源的應(yīng)用力度，風(fēng)能作為自然界中廣泛存在的一種可再生資源，也被廣泛地進(jìn)行了應(yīng)用。隨著風(fēng)電發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)電發(fā)電機(jī)故障發(fā)生的頻率逐漸增高，從而影響了整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，無法為社會(huì)提供良好的供電服務(wù)。因此，對(duì)降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航減速箱斷齒故障率進(jìn)行研究具有重要意義，為我國(guó)風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。
　　2　風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航概述
　　偏航系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重要組成部分，對(duì)整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行提供重要幫助。所謂的偏航系統(tǒng)，又可以稱為對(duì)風(fēng)設(shè)備，能夠在風(fēng)電機(jī)內(nèi)風(fēng)速矢量改變時(shí)，時(shí)間尋找出Z準(zhǔn)確的風(fēng)向，使風(fēng)輪獲得Z大的風(fēng)能，從而推動(dòng)整個(gè)風(fēng)電機(jī)的運(yùn)行。同時(shí)，通過偏航系統(tǒng)，還可以為風(fēng)機(jī)提供良好的鎖緊力矩，提升整個(gè)風(fēng)機(jī)的安全性。整個(gè)風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)如圖1所示。風(fēng)電機(jī)內(nèi)部風(fēng)向出現(xiàn)變化時(shí)，會(huì)自動(dòng)生成相應(yīng)的偏航指令，并將其傳遞給風(fēng)機(jī)，使得偏航系統(tǒng)開啟。之后，在偏航減速器的作用下，將力矩傳遞到塔筒偏航齒圈上，使偏航風(fēng)機(jī)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，并以塔筒為中心旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，為了降低偏航對(duì)整個(gè)風(fēng)機(jī)帶來的沖擊，偏航制動(dòng)器與偏航制動(dòng)盤結(jié)合到一起，并在前者的帶動(dòng)下，使阻尼出現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)^[1]。

　　3　偏航減速箱斷齒故障分析
　　某風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的過程中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組頻繁產(chǎn)生了減速箱斷齒故障。進(jìn)而對(duì)其展開了深入的分析，經(jīng)過分析之后發(fā)現(xiàn)，該故障可能由以下幾個(gè)原因引發(fā)。
　　3.1偏航制動(dòng)器液壓?jiǎn)栴}
　　偏航制動(dòng)器作為整個(gè)偏航系統(tǒng)內(nèi)的重要組成部分，在其運(yùn)行的過程中，需要通過液壓的方式，為其提供充足的動(dòng)力。若對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行配置時(shí)，沒有根據(jù)風(fēng)機(jī)的實(shí)際情況來設(shè)定，導(dǎo)致液壓站壓力過高，不符合風(fēng)機(jī)的實(shí)際使用要求，將會(huì)對(duì)制動(dòng)器產(chǎn)生非常大的動(dòng)力，使得實(shí)際動(dòng)力超出制動(dòng)器正常運(yùn)行動(dòng)力的上限，從而提升了對(duì)制動(dòng)器的損壞程度。長(zhǎng)此以往，在壓力的作用下，使得減速器出現(xiàn)斷齒的故障。另外，若液壓油使用的時(shí)間過長(zhǎng)，使其發(fā)生了變質(zhì)，并提升了粘度，導(dǎo)致其性能受到了一定干擾，無法起到正常的抗磨、防腐等作用，致使偏航減速器齒輪出現(xiàn)過負(fù)載，進(jìn)而引發(fā)斷齒故障。
　　3.2偏航制動(dòng)盤存在雜質(zhì)
　　在風(fēng)力的作用下，自然環(huán)境中的雜質(zhì)會(huì)不斷地進(jìn)入到風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)，并附著到偏航制動(dòng)盤的表面。若電廠工作人員沒有對(duì)這一現(xiàn)象產(chǎn)生重視，未及時(shí)對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行清理，在偏航系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)隨著偏航制動(dòng)盤進(jìn)入到制動(dòng)盤與閘片之間。而閘片生產(chǎn)時(shí)，選擇的是低金屬摩擦材料，這種材料不僅具有較高的高摩擦系數(shù)和高耐磨性能，而且還具有較高的電吸附性，很容易將細(xì)小的灰塵顆粒吸附到其表面，當(dāng)其表面的灰塵微粒達(dá)到一定程度后，進(jìn)一步提升了閘片的摩擦系數(shù)，并使其超出風(fēng)力發(fā)電機(jī)的正常要求，從而導(dǎo)致偏航減速器出現(xiàn)斷齒故障。
　　3.3偏航減速箱齒輪與塔筒偏航齒圈嚙合潤(rùn)滑不及時(shí)
　　在對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，通常都是由人工登風(fēng)機(jī)巡檢涂抹潤(rùn)滑脂的方式，將潤(rùn)滑油注入到風(fēng)機(jī)內(nèi)，受到人員因素的影響，導(dǎo)致注入的時(shí)間較晚，或者是注入的潤(rùn)滑油量不足，都會(huì)引發(fā)偏航減速箱齒輪與塔筒偏航齒圈嚙合潤(rùn)滑不及時(shí)的現(xiàn)象出現(xiàn)，從而提升了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的負(fù)載，導(dǎo)致減速箱齒輪受到嚴(yán)重的干擾，并影響了齒輪的壽命。
　　3.4偏航電機(jī)過載
　　偏航減速箱生產(chǎn)時(shí)，未嚴(yán)格按照要求制造，導(dǎo)致自身質(zhì)量較低，存在一定的安全隱患，使齒輪的硬度不足，在減速箱運(yùn)行一段時(shí)間后，致使齒輪出現(xiàn)斷齒的故障，進(jìn)而引發(fā)齒輪嚙合卡塞問題。同時(shí)，風(fēng)機(jī)制造完成后，對(duì)其進(jìn)行裝配時(shí)，受到裝配技術(shù)的影響，使得偏航減速器的位置出現(xiàn)了變化，無法與塔筒圈嚙合，導(dǎo)致齒輪產(chǎn)生嚙合干涉。另外，風(fēng)機(jī)裝配完后，對(duì)其進(jìn)行使用時(shí)，由于風(fēng)電場(chǎng)對(duì)風(fēng)機(jī)的重視程度不足，并未制定出科學(xué)、合理的維護(hù)工作，使得偏航減速箱內(nèi)的潤(rùn)滑油較少，使偏航減速器與塔筒齒圈之間的潤(rùn)滑能力不足，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)中出現(xiàn)干磨的現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生齒輪嚙合干涉。
　　4　三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載-電流特性
　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，需要使用三相異步電動(dòng)機(jī)，而在其運(yùn)行的過程中，負(fù)載與電流往往具有直接的聯(lián)系，根據(jù)這一聯(lián)系，將其劃分為三個(gè)區(qū)間，如圖2所示。

　?、僬Ｘ?fù)荷區(qū)：各電機(jī)在整體考慮上，應(yīng)選擇電機(jī)長(zhǎng)期健康允許的Z大負(fù)荷電流值I1，并利用其作為標(biāo)準(zhǔn)，確定出風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)的運(yùn)行情況；
　?、诟婢瘡?fù)合區(qū)：告警復(fù)合區(qū)當(dāng)中主要是指偏航電機(jī)所負(fù)荷電流的I1～I(xiàn)2區(qū)間，I2主要是指偏航電機(jī)在出現(xiàn)過載跳閘時(shí)所產(chǎn)生的Z大電流數(shù)值。在此過程中，若出現(xiàn)風(fēng)機(jī)偏航電機(jī)的負(fù)載電流突然出現(xiàn)異常，如持續(xù)表現(xiàn)為數(shù)值大于I1或小于I2電流值的情況，則應(yīng)當(dāng)立即采取停機(jī)措施，并對(duì)偏航系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查。
　?、圻^復(fù)合區(qū)：過復(fù)合區(qū)即為偏航電機(jī)的負(fù)荷電流明顯超過了I2電流值，此時(shí)電機(jī)將會(huì)啟動(dòng)保護(hù)措施，直接跳閘，此時(shí)應(yīng)當(dāng)立即對(duì)偏航系統(tǒng)進(jìn)行停機(jī)檢查，以免出現(xiàn)安全隱患。
　　5　降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航減速箱斷齒故障率的對(duì)策
　　針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航減速箱斷齒故障的分析，從綜合的角度來說，應(yīng)采取以下措施來降低減速箱斷齒故障率。
　　首先，加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)的檢查，尤其是螺栓與齒輪部分更要仔細(xì)，通過定期檢查，確保兩者的高穩(wěn)定性，避免齒輪或螺栓松動(dòng)對(duì)整個(gè)偏航系統(tǒng)帶來影響，從而降低斷齒故障率；
　　其次，在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，要注意齒輪箱的密封情況，當(dāng)齒輪箱的密封性能不足時(shí)，采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，Z大程度上阻止雜質(zhì)