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风电后市场微平台|风电运维 | 某厂家1.5MW风机精细化维护经验2022-01-05 08:32

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摘要:

1.情况说明 随着风机运行时间变长,目前风机一些潜在的隐患也相应呈现出来,故障也必然会相应增加,这就要求现场人员的维护水平及提前发现隐患并及时提出可靠的措施能力要有所...

1.情况说明

随着风机运行时间变长,目前风机一些潜在的隐患也相应呈现出来,故障也必然会相应增加,这就要求现场人员的维护水平及提前发现隐患并及时提出可靠的措施能力要有所提高,只有更好的整改方法和更有效的维护水平,才能减少风机故障的发生,提高风机可靠性,为公司争发每一度电做出贡献。

2.故障分析及整改措施

就目前风电场运行情况及已经做出的相关整改措施汇总并提出个人简单的建议;

2.1 发电机冷风温度高故障:

主要针对因发电机外冷风扇损坏引起的故障,风机已运行9年,电机轴承正常磨损,因发电机外冷风扇轴承较小,无法定期补充油脂的,长时间运行磨损,导致轴承卡涩,最后引起电机绕组损坏,2018年共更换4台发电机外冷风扇,可到2019年风场共更换11台发电机外冷风扇,从趋势看,随着运行时间变长,电机轴承损坏现象会越来越严重。

整改措施:

结合现场实际巡检发现及故障分析,风电场技术人员与外包单位人员探讨,在2019年及2020年尝试对风机进行:

(1)定期导出大部件温度分析,提前预判存在隐患的风机,分析温度时,主要对比风机大风期间发电机绕组及冷风空气温度值,对比相同功率情况下,风机运行时温度,通过分析对比能最初排查出风扇风量的多少,后续巡检时侧重点对发电机系统进行检查;

(2)巡检时启动发电机外冷风扇,听一下运行时声音情况,特别是刚启动时的声音,如果声音运行时较大,后续可以计划停机时更换发电机外冷风扇轴承,这样可以有效减少故障停机时间及减少备件的消耗,启动风扇建议一人在塔基下小软件手动强起而不是上到机舱柜强起接触器,这样能避免启动时因接触不良导致接触器损坏;

(3)自主维修发电机外冷风扇,通过对近两年换下来的风扇进行检查,有三分之一的风扇是因为轴承损坏无法启动导致故障发生的,通过更换发电机轴承即可继续使用,网上可购买到此类轴承,进口的一个大概100左右,目前风电场已自主维修了6台轴承损坏的风扇,对于无法自主维修的需要送去阳江专门的电机维修店维修,风电场2019年送去专门维修店维修风扇9个台,目前15台风扇已全部在风机上使用,运行情况良好,未发现有损坏的,通过自主维修的备件不单只有效减少故障停机时间,还为公司节省材料费的使用。

2.2 齿轮箱油温高故障:

风机运行8年了,齿轮箱温控阀频繁动作,部分已失效,齿轮箱散热片部分渗油,因风电场地理位置原因,空气中盐分较大,对齿轮箱散热片腐蚀较严重,2018年风电场因齿轮箱油温高停机次数10次,2019年8次,在负荷较大情况下,通过监控也能发现部分齿轮箱油温温度值趋近于报警值,存在停机隐患。

整改措施:

(1)通过分析温控阀工作原理,温控阀在35度时处于半开状态,45度时处于常开状态,风电场对温控阀进行调整,由原来的常闭状态变更为常开状态,这样风机在启机时齿轮油就直接经过温控阀进入冷却系统,这样有效减少温控阀损坏频率同时达到良好的散热效果;

(2)定期对大风期间的风机进行大部件温度导出分析,对一些风机齿轮油温度达到60度的风机做好计划安排,巡检时对齿轮箱散热片进行针对性检查,如果发现散热片灰尘较多情况下,需要对齿轮箱散热片进行清洗,2019年风电场共清洗及整改温控阀13台风机,截至目前未发现因上述原因导致风机停机的发生。

2.3 液压系统压力小停机:

主要针对油管老化原因导致的液压系统渗油缺油报警停机,风机已运行8年,绝大部分风机液压油管存在老化迹象,2019年因油管老化导致风机停机18次,检查发现主要原因基本为油管老化或者接头损坏,因油管未不常坏件且急采时价格昂贵。

整改措施:

针对现场液压油管老化及备件不足的情况下,风电场人员主动创新,寻找合适的替代品,目前市面上很多油管加工厂,价格便宜、质量有所保证,举例而言,风机所用油管压力为160bar,极限压力为220bar,市面上常用在钩机的油管压力为185bar,极限压力为265bar,符合现场实际使用需求,2018年12月风电场对003#风机油管进行更换测试观察,至2019年4月未发现有渗油迹象,后续风电场也对巡检发现的老化油管进行批次性更换,(因资金有限,风电场主要更换液压站至偏航刹车夹长油管,偏航刹车压力主要作用于长油管,刹车夹之间的油管大多为油路分配的,渗油较小,月度巡检定期加注液压油能有效保证正常使用)。

2.4 变桨系统故障:

东平、新洲项目变桨系统故障较多,此故障也是最难处理的故障,因为节点较多,排查起来比较困难,引起故障的原因也比较多样性,此措施主要针对变桨系统里的滑环及通讯线方面,2018年更换滑环16台、更换通讯线6次,2019年更换滑环14台、更换通讯线5次,从趋势发展来看,后续风机在通讯线方面受损的次数也会越来越多。

整改措施:

针对现场滑环更换次数较频繁,风电场组织外包单位人员进行讨论,对损坏的原因及预防措施进行探讨,也提出相关建议及后续采取的措施:

(1)使用滑环清洗剂对滑环进行清洗,通过巡检及备件拆除发现,滑环损坏一个比较重要原因为灰尘、盐雾、油污附着在滑环定子处,运行时转子摩擦干扰信号或者放电灼烧导致损坏,从2019年开始对巡检项目增加定期清洗滑环一项,提前消缺隐患,2020年截至目前更滑滑环7台,从数据分析,清洗滑环能有效减少滑环损坏频率;

(2)拆解滑环研究内部结构并尝试修复滑环,从2019年开始风电场就着手研究拆解各种备件,分析维修的可能性,2019及2020年风电场共维修滑环7台作为应急使用,维修的滑环基本能维持半年的使用寿命,这样能为风电场采购备件提供充足的时间。

个人建议:

(1)每季度采购一次足够数量的清洗剂,从目前使用情况一瓶清洗剂大概能清洗2台滑环,东平新洲项目一季度需要33瓶清洗剂才能维持正常的消耗;

(2)对于变桨系统故障另一个引起因素,滑环通讯线破损导致的,现场风机已运行9年,空心管内部的PVC管基本已老化破损,破损的缺口划破通讯线导致接地短路,从目前的检查情况来看,后续因通讯线破损导致的故障只会越来越多,所以相应的技改措施需要提前开展,建议统一更换空心管内的PVC管或使用螺纹管套线后再穿进PVC管内(难度较大,因为PVC管口较小,基本通讯线及电源线就占用了全部的空间,此措施费用最小);

(3)年度定检抽线检查,提前发现破损处做好绝缘处理,这样能有效防止故障停机,但抽线花费时间较长且滑环金针消耗较大。

2.5 风速风速仪卡涩:

主要针对风向风速仪卡涩,灵敏度降低考虑,现场风向风速仪17年统一由常温型更换为低温加热型,风速检查灵敏度及最大风速检查有所提高,但从2018年-2020年使用情况,风向仪、风速仪更换次数也较多,基本损坏原因为卡涩。

整改措施:

(1)经研究发现风向、风速仪拆解较简单,且维修难度不高,基本只需要更换里面两个小轴承即可,维修价值也比较高,2020年现场已维修4个风速仪,使用在风机上也已超过2个月,目前运行情况良好,后续现场也将继续维修风速及风向仪已减少备件的采购需求;

(2)定期清洗风速、风向跳变较大的风机,对于未完全卡死的轴承,定期清洗有效减少沙尘、盐雾对轴承的损伤,风电场2020年尝试对监盘发现的风速与功率不匹配的风机风速仪进行清洗润滑,从观察的结果来看,效果良好。

2.6 安全链系统运行故障:

主要针对机舱柜振动大导致模块松动而引起的故障,风机运行9年,长时间运行及受现场环境盐雾影响,机舱柜底座固定支架开始出现晃动且部分机舱柜柜门锁损坏,机舱柜门关不严实,风大及风向不稳定情况下柜体容易晃动导致模块松动引起故障停机,在日常故障处理和运行观察分析,安全链故障有很大部分是瞬间故障引起,如柜内模块接触不良导致信号闪断,通讯线松动等故障引起的。很多都是因为机舱柜柜体振动大,导致出现上述问题。

整改措施:

(1)根据现场情况对存在晃动的柜体模块整体尾部加装卡扣固定并对模块进行绑扎;

(2)计划对损坏的锁进行替换改造,购买插销及拉钩更换,对机舱柜固定门安装插销,这样不影响它的开关,对锁扣门安装拉钩(类似高速轴罩那种拉钩),门锁改造相对购买原机舱柜门锁而言实惠,只是在美观方面有所差别;

(3)提专项技改项目对机舱柜体进行加固改造,在机舱柜的左右两边侧壁采用角钢使柜体与机舱罩体进行固定连接及在机舱柜顶部,使用卸扣将机舱柜顶部吊孔与机舱罩顶部龙骨进行固定连接。2019年016#、021#、058#等风机以往频繁报安全链故障,在经过针对机舱柜柜体进行简易加固后,2020年该类安全链故障对比往年已大大减少。因此完全有必要对机舱柜柜体进行加固。

2.7 安全链系统运行故障:

主要针对因停送电导致的BK1120模块异常引起的安全链系统运行故障,阳江地处粤西地区,是广东暴雨中心,多雷暴天气,线路经常遭遇跳闸,停送电过电压容易对BK1120模块造成冲击,风电场2018年因停送电导致的BK1120模块损坏16个,2019年18个,针对现场存在的问题,组织对BK1120模块进行拆解分析,研究模块的工作原理,并提出临时维修恢复尝试。

整改措施:

拆解BK1120模块研究,内部电路板有24V电源、0V电源接口,根据现场故障处理得知,模块异常常表现为无法得电激活,可以松开BK1120模块24V电源接线,通过多次触碰虚接直到24V灯亮起了,紧固接线,拆下模块下方一端盖,短接放电。通过多次尝试,发现对停送电引起的模块无法得电有50%概率恢复模块运行。(只建议临时措施,后续需购买模块更换,现场从7月开始尝试过这种办法,可以临时恢复,但运行1到2个月后大部分还是会报故障的,所以最好只作为却备件情况下临时的恢复措施,未购买备件提供足够的时间)。

2.8 IGBT驱动板损坏:

IGBT驱动板为变流器中半导体电压驱动型开关器件,一般故障失效为开路、外壳爆裂、弧光放电等现象,IGBT驱动板损坏是现场发现次数较多的故障,基本停送电且天气较差期间损坏较多,开始初步怀疑受电压冲击损坏的概率较大,但通过分析IGBT驱动板工作原理以及查找相关停电期间天气资料判断可能潮湿水汽影响可能更大,2018年更换IGBT驱动板11块,其中4-10月更换9块,2019年更换IGBT驱动板14块,其中4-10月更换12块,从历年更换故障分析也能发现IGBT驱动板损坏与潮湿水汽相关联。

整改措施:

根据现有的资料及问题,公司及风电场也提出了相应的改进措施:

(1)变频器加热除湿改造,在东平新洲项目挑选9台风机进行试验,在并网柜加入2个加热器来降低关键配电器件周围的湿度,控制柜沿用自带的加热器,功率柜使用自带的大功率风机来降低功率柜整体的湿度,此外功率模块的驱动板更换为防水性能高的驱动板。软件通过判断掉电时间长短,决定是否加热除湿。当变流器长时间停电后,通过软件控制强制启动风机与加热器,降低控制柜、并网柜与功率柜的湿度。从2020年运行情况来看,改造的9台风机未发生IGBT驱动板损坏的情况,建议后续对剩余的57台进行统一改造。

(2)对未改造的风机进行手动加热,对每次因雷雨天气导致的线路停电,在恢复送电时先点远程停机,复位相关的故障,但不起机,待1小时候再起机。

(3)分析近两年故障,对重复更换过IGBT驱动板的风机,在长停时使用吹风筒对IGBT驱动板进行除尘及除湿。通过以上措施,2020年IGBT驱动板损坏情况明显减少,截至目前2020年IGBT驱动板只更换4块。

作者:华能新能源广东分公司 阮昌巧

来源:《风能产业》2021.11
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