盘道梁风电场风机故障分析报告

盘道梁风电场风机故障分析报告针对宁武盘道梁风电场风电机组运行情况，现以2015年05—07月风机工作票记录以及运行人员在平时工作中观察到的机组运行情况为依据，整理总结风电机组的运行分析报告。风电机组概况盘道梁风电场使用中船重工（重庆）海装风电设备有限公司生产的H93-2.0型风电机组，该机组为双馈型变速变桨风电机组，具体风机参数如下表所示：风电机组类型3叶片、水平轴、上风向、变桨、变速、双馈型叶轮直径93m额定功率2000kW额定视在功率2105kW额定电压690V额定频率50Hz叶片制造商洛阳双瑞风电叶片有限公司型号Aero45.3发电机制造商中船重工电机科技股份有限公司类型双馈异步发电机型号FDYS2.0-4KS变流器制造商北京ABB电气传动系统有限公司类型双馈变频器型号ACS800-67变流器CROWBAR类型IGBT控制型号ACBU-A1控制系统硬件制造商德国倍福自动化有限公司型号CSICH93-2.OMW软件制造商中船重工（重庆）海装风电设备有限公司软件版本号HZwindpower_2.0_Ⅲ01变桨系统类型电动变桨Ⅰ制造商重庆华渝电气仪表总厂型号HYP2.0-LT软件版本号S1,.2Ⅱ制造商连云港杰瑞电子有限公司型号JPDS-2MW-HZ软件版本号JPDS-2M-HZ-STEP7-V3.0各机组故障率比较因04月份风电场发生冻雨灾害，风机非正常运行，05月后机组逐渐恢复稳定运行，因此以05月至今的风机工作票记录为依据，进行故障统计比较。根据风机工作票故障统计所得，2015年05月01日—07月15日，风机共登机处理故障115次，根据各机组发生故障次数比较，如下图所示：根据故障统计数据可知，#25风机故障率最高，故障统计显示#25所报故障90%为变桨充电机故障，#7风机故障率最低，统计时间范围内未发生故障。三、根据风机故障类别进行分析根据风电机组运行中发生故障统计，常见故障主要分为以下几种：1）变桨系统故障；2）变流器系统故障；3）液压系统故障；4）发电机故障；5）齿轮箱故障；6）偏航系统故障；7）塔基发生故障；8）通讯部分故障；9）转子故障；以及不经常发生的其他一些故障。根据故障统计数据，可以看出各类故障在整体运行中所占比例，如下图所示：由图可以看出，在所发生的故障中，变桨系统的故障占到大多数，达39%，变频器故障占到14%，其余类别故障都保持在10%及以下。针对比例较大的变桨故障，再次细化，如下图所示：可以看出，变桨系统故障中，主要是变桨充电机故障占到57%，变桨触发96°限位开关占到14%，变桨角度不一致占到14%，其余故障发生的次数较少。变桨系统故障变桨故障一直都是盘道梁风电场机组频发的故障，对机组的运行发电影响很大，变桨故障中常见的主要有：1.变桨充电机1位故障；2.变桨触发96°限位开关故障；3.变桨主编码器角度不一致故障；4.变桨profibus站点通讯故障；5.变桨驱动器散热风扇故障；6.变桨驱动器故障；7.变桨后备电源电压低故障等。海装2.0机组使用电动变桨，变桨系统是中船重工旗下公司—杰瑞变桨公司提供，其技术尚且不够成熟，导致风机变桨故障频发，特别是变桨充电机1位故障，遇到风速不稳定时，机组频繁变桨，充电机控制程序经常出现错误，该故障最大的特点是反复出现，即使更换了变桨充电机，运行几小时后仍有可能重复发生。在风电场运行中，几乎所有的风机都频繁出现过该故障，近期来说，#16风机、#25风机变桨充电机故障发生较多，且一直不能彻底性的解决该问题。变桨96°限位开关触发故障也是比较频发的故障，该故障一般发生在大风且风况不稳定时，紧急停机时风机某一叶片冲过96°限位开关。该故障发生时，必须登机进入轮毂内手动将叶片转回到89°，机组方能继续运行，虽然处理故障简单，但因频繁发生对机组正常发电影响较大。变桨profibus站点通讯故障是变桨系统中的顽疾，虽然此类故障发生不是特别频繁，但是因为通讯故障原因难以查找，每次发生通讯故障都无法根治，找不到原因，只能换换通讯接头、紧紧线，换好了就好了，换不好就得继续查找，很浪费时间，发生此类故障特别耽误发电。变桨系统其余故障，如：变桨主编码器角度不一致，变桨驱动器散热风扇故障，变桨驱动器故障，变桨后备电源电压低故障，虽然也常有发生，但多数是因为变桨系统元器件接线松动，或是轮毂转动轴产生的灰尘、垃圾等造成，加强机组日常巡检工作可以降低这些故障的发生。变频器故障海装2.0机组使用ABB传动公司生产的ACS800-67变频器设备，该设备在风机调试阶段频繁发生故障，但风机通过240h试验后逐渐趋于稳定，因变频器本身造成风机故障停机的情况少之又少，本报告故障统计中所发生的变频器故障主要是由于变频器网侧超温引起变频器跳闸，该故障主要是因风机运行时间长，变频器散热滤网堵塞严重，06月份整体更换滤网后很少发生此类故障。3、液压系统故障液压系统故障主要因液压站液压油油位和压力引起，此类故障多因机组运行时间长，液压站维护不到位引起，多见于液压站螺丝松动、垫圈移位、液压油位低等物理性原因，控制系统上的原因不多见，只要加强日常维护可以降低该类故障发生。偏航故障盘道梁风电场地势较高，且地貌多山梁、深谷，地势起伏落差大，大风时伴随着风向变化大，导致机组运行中偏航频繁，所以一遇到大风时总是频繁发生偏航软启动器故障、偏航速度故障、偏航电机保护故障，经常会因为机舱内一个小空开跳闸就登机处理，影响风机正常发电，但是从整体来看，现在此类故障发生率还是比较低。5、通讯故障通讯故障一直很令人头疼的问题，风机通讯故障类似于变桨通讯，并非频繁发生，处理起来特别麻烦费时。其余故障，如：塔基发生故障，转子故障等等，都不常见，遇到恶劣天气或电网波动、箱变故障时容易引起塔基故障；转子故障主要是转子速度比较故障、转子侧超温、接地等，一般不易发生，遇到线路跳闸后风机突然失电，恢复送电后多出现此类故障。运行中常见共性问题发电机转子超速大风季时，风机正常运行中遇到风速变化时风机频繁发生超速故障导致紧急停机，虽能复位启机，但此类故障过于频繁，且风速只达到12m/s以上就会发生此故障，只要风速突变，即使在切除风速以下（25m/s）风机仍会停机，大风季正是满负荷发电时，严重影响风机可利用率及稳定性。风速仪、风向标故障在低风速情况下即风速低于切入风速（3m/s）时，风机待机下频发发生风速仪、风向标故障，该故障虽不影响发电，但频繁发生故障影响风机稳定性及使用寿命。特殊情况下风机故障率高遇到集电线路跳闸、全站停电等线路突然失电的情况时，风机应对能力差，每次线路停电时风机都伴随着很多故障，主要是变桨系统。最常见最易发生的是变桨触发96°限位开关，如07月04日配合涉网试验，开关312多次分合，导致#13风机变桨2限位96°开关触发故障停机，#18风机变桨2限位开关96°触发故障停机，#22风机变桨1限位开关96°触发故障停机。线路停电时也会发生其他一些故障，如：06月09日开关312跳闸，引起#15风机液压站油泵电机响应时间长故障停机，#16风机发电机冷却风扇保护故障停机，#18风机变频器故障停机，#23风机塔基400V电源故障停机，但此类故障不像触发96°限位开关发生的频繁。需要重点说明的是04月01日冻雨灾害全站停电时，#05风机变桨#2电池柜电池烧坏，#18风机变桨回路继电器烧坏，导致风机叶片未能正常收回，存在极大安全隐患。另外，每次风机突然失电，都会损坏部分元器件，最常见的是烧坏变桨主编码器、滑环编码器。总结，上述内容主要说明风机正常运行中、特殊天气下或是突然失电下，最频繁出现的是变桨系统的故障，变桨故障中最频繁发生的是变桨充电机故障、变桨触发96°限位开关故障。另外，部分故障是由于风机日常维护巡检工作不到位，如：冷却水压力低、液压油位低等，针对此类故障应加强平时的定期维护。盘道梁风电场风机问题统计近期暴漏出的风机疑难问题，需尽快处理的有一下几点：#25风机频繁发生进入启动模式机组死机现象，必须到塔基断电重启后才能启机。#25风机频繁发生变桨充电机1位故障更换充电机后仍频繁发生，严重影响风机可利用率。全场风机变桨系统故障频繁发生，特别是变桨充电机1位故障，变桨96°限位开关触发故障，故障率特别高，整体看来，变桨系统极不稳定。风机应对紧急停机的能力差，多次发生紧急停机后叶片未能正常收回，#5、#18、#19都发生过叶片未能正常收回现象，每次紧急停机后都伴随很多故障，特别是变桨96°限位开关触发，甚至于冲到105°。因变桨故障频繁，风机对于变桨方面备件消耗量大，如，变桨充电机、编码器、变桨电机、散热风扇、变桨电池等等，但库房备件往往更不上使用，经常出现因为等待备件机组被迫停机情况，严重影响风场发电量。#11风机频繁出现变频器跳闸故障，一直找不到原因，一到大风情况，#11风机频繁停机，需要尽快查明原因，根治问题。全场风机每次大风天气时，频繁发生发电机超速故障，虽能复位启机，但此类故障过于频繁发生，甚至于一条线一台接着一台因超速紧急停机，因超速紧急停机有时会引起其他故障，如，变桨96°限位开关触发。盘道梁气候一般夜间大风居多，故超速故障多发生于夜间，引发其他故障后，必须第二天才能登机处理，严重影响风机正常发电运行。#17风机近期发生液压站主系统压力低故障，多次登机处理，仍不见成效，虽能复位重启，但仍频繁故障，需查明原因，根除故障。盘道梁风电场线路及机组变存在的问题盘道梁风电场投运已有一年多了，经历过一年中的大风季、雷雨季、以及几年一遇的冻雨灾害，在运行过程中线路及机组变都出现过大大小小各种问题，一部分已经得到及时整改，但是现在仍存在部分隐患问题，现将此类问题统计如下：线路部分存在问题1、线路避雷器存在隐患盘道梁风电场所使用线路避雷器有两种，大多数是间隙时避雷器，同塔双回终端塔、#25风机终端塔、#26风机终端塔使用悬挂式避雷器。1）间隙式避雷器已多次遭雷击损坏，引起集电线路跳闸，严重影响风电场正常运行。2）悬挂式避雷器大风季摇摆晃动严重，设备线夹存在断裂的隐患，易造成线路跳闸。2、风机终端塔电缆终端头存在隐患电缆终端头使用铜铝过度线鼻子，终端头由固定横担上已圆弧形引接到隔离刀下口，大风季时电缆终端头左右摇摆晃动，会将铜铝过度线鼻子扭断，已有#13风机、#6风机终端塔发生过因线鼻子断裂造成集电线路跳闸，严重印象风电场稳定运行。#12—#13风机间线路铁塔间距大，大风季时线路导线摆动幅度大，存在短线、短路隐患。4、04月01日冻雨灾害后，凸显出35kV线路杆塔强度不足，存在重大安全隐患，针对盘道梁风电场气候特殊情况，每年入冬、开春时气温变化幅度大，又是大风季，发生冻雨灾害可能性大（已发生过两次冻雨），应考虑增加杆塔强度或是将线路技改为地埋式。5、线路杆塔缺少标识牌盘道梁风电场线路基建完成后，线路杆塔一直未装编号标识牌，到现在投产一年多来，线路杆塔一直没有杆塔编号标识牌，虽然不影响运行，但在平时检修工作中带来许多麻烦，如办理线路工作票时无法在票面上表明在哪基杆塔工作，到工作现场时没有明确标示确定杆