风力发电机组液压压力过低是(一)
风力发电机组液压站的故障原因及对策探析
风力发电机组液压站的故障原因及对策探析
摘要：风力发电是一项清洁的能源供应项目，风力发电机组受到液压站的影响，出现效率问题，降低风力发电的水平。液压站运行中，受到多项因素的干扰，无法保障风力发电机组的正常运行，潜在一系列的运行风险，必须加强液压站的管理力度，才能满足风力发电的需求。因此，本文通过对风力发电机组液压站的故障原因进行研究，分析有效的解决对策。
关键词：风力发电；液压站；故障原因
液压站是风力发电机组的核心部分，风力发电的过程中，需要稳定的液压系统，增加了液压站的运行负担。风力发电机组液压站的故障原因比较多，对实际运行造成很大的干扰，导致风力发电机组处于低效率的运行状态，不能达到风力发电的规范性。风力发电的过程中，需要明确液压站的故障原因，才能提出可行的解决措施，提高液压站的工作效率。
1.风力发电机组液压站的故障原因
液压站在风力发电机组中，发挥重要的作用，由于液压站潜在的故障原因，干扰液压站的运行性能，需保障液压站的稳定性，才能确保风力发电机组的效率。结合液压站的运行情况，分析故障的原因，如下：
1.1 压力信号传输不稳定
液压站在风力发电机组的运行中，存有一类影响较大的故障，直接降低液压站的运行效率。此类故障的表现是压力信号传输不稳定，当液压站的运行系统出现超负载运行、传感器失灵、指令信号不规则的情况时，表示液压站的压力信号已经达不到传输稳定的状态，此时液压站对风力发电机组运行造成一定的负担，不具备稳定运行的条件，出现一系列的液压站故障。
1.2 液压站漏油
液压油是辅助液压站运行的一类介质，属于液压系统不可缺少的材料。液压油对液压站的影响比较大，直接干预机组液压站在风力发电中的效率。目前，液压站漏油的情况比较严重，一般油位低于正常的标准线、油温高、液压油压力不足时，液压站会表现出漏油的情况[1]。管夹松动、吸油管路漏气、过滤器堵塞等都是引发液压站漏油的原因，而且一旦液压油质量与规定不符，也会影响液压油的运行，成为制约液压站运行的一项条件，进而降低液压站在风力发电厂中的运行效率。
1.3 噪声故障的原因
液压站噪声同样属于比较常见的故障，噪声故障产生的原因大多属于部件异
风力发电机组液压压力过低是(二)
风电机组常见故障
金风S43的主要故障：
1.接头处密封不好漏油较为严重齿轮油和液压油都渗漏尤其是冬天。早期的22台风机齿轮箱连油位传感器都没有。
2.需要经常更换刹车片，主要是传感器不好用而且刹车片材质不好。
3.旋转接头处的轴承经常坏
4.远程通讯也不太好
5.液压系统的压力不稳定
2.相关故障
1刹车盘的变形
刹车盘先后出现较明显的变形，直接影响到了低风速下风电机组的并网运行，经与外方技术人员讨论后认为，刹车力矩偏大，刹车时间较短，产生的热量过于集中，先后将原先使用的15#液压油换为32#液压油，并换装了刹车阻尼管，延长了刹车动作到机组制动的时间，同时更换了卡钳式弹簧刹车体内的叠簧，降低了刹车力，通过上述改进，新更换的刹车盘，目前未出现变形现象。同时，相对柔软的刹车过程，也大大降低了整个过程对齿轮箱的冲击载荷，刹车片的磨损也有所减轻，一定程度上节约了运行费用。
2液压油位低
某台600kw风电机组一段时间内接连报液压油位低故障，多次登机检查未发现渗漏部位。经分析认为有可能齿轮箱内部的叶尖液压管路发生泄漏。运行人员进一步检查该机组齿轮箱，发现润滑油油位偏高且油质改变，经油质化验发现润滑油粘度降低。对齿轮箱内部液压管路进行的压力实验也发现管路存在轻微渗漏。 在对齿轮箱内部液压管路进行防渗处理之后，机组液压管路恢复正常。由于故障的发现和处理较为及时，目测检查齿轮表面未发现异常现象，在重新更换润滑油后，机组投入正常运行。
3.偏航减速器常见故障处理
偏航减速器的主要作用是驱动机舱旋转，跟踪风向的变化，偏航过程结束后又担任着部分制动机舱的作用。工作特点是间歇工作起停较为频繁，传递扭矩较大，传动比高。因其工作特点及安装位置限制，多采用蜗轮蜗杆机构或多级行星减速机构。我场风电机组的偏航减速器较多采用的是多级行星减速机构。由多年的运行经验来看，采用双偏航减速器驱动的风电机组，减速器的工作情况较为正常。而采用单电机驱动的风电机组，减速器的工作情况相对较差。经解体检查发现部分故障机组的行星机构存在疲劳裂纹或者断裂损坏。比较典型的有-a.某型150kw风电机组采用单侧偏航减速器驱动，约四分之一机组的偏航减速器第二级行星架内花键齿根存在不同程度的疲劳裂纹，部分花键齿断裂。此外，偏航电机输出轴键槽变形。经分析认为-该型机组偏航刹车主要依靠偏航电机末端的电磁刹车，辅以尼龙阻尼刹车。机组运行期间整个偏航减速器承担了大部分冲击载荷，导致部分薄弱部位出现疲劳损坏。
某型600kw风电机组采用单侧偏航速器驱动，对侧采用减速机构阻尼。其中一台投运约三年半后输出轴断裂，解体发现行星减速机构部分位置有轻微疲劳裂纹。该机组输出轴断裂前控制器的偏航刹车释放指令输出继电器触点接触不良，造成偏航减速器在刹车未释放状态下强行偏航，因故障点较为隐秘，且故障现象不连续，未能及时处理解决。故障状态时断时续，持续了约有二十天左右后解决，约
三个月后出现了输出轴断裂故障。经分析认为-偏航减速器在刹车未释放状态下强行偏航，是导致输出轴断裂的主要原因，但从解体结果来看，该型风电机组的偏航减速器存在着设计余量偏小隐患，有可能进一步疲劳损坏。
时隔一年半后，同型风电机组的偏航减速器在运行期间出现异常噪音，输出轴存在明显的间隙，解体发现，减速器内齿轮传动机构损坏严重，行星轮齿面断裂，行星架内花键损伤。经初步分析认为-减速器内部齿轮因疲劳出现断裂，影响了其余齿轮的啮合状态，进一步损坏了整个齿轮传动机构。该机组从最后一次登机工作到故障发生间隔不到一个月，运行人员登机工作时未发现偏航系统有异常噪音，且检查油位正常，其间也未发生过偏航电机过载故障，这就提醒运行人员对偏航减速器的日常检查要更加认真细致，力争做到防患于未然。
综合两种型号偏航减速器的运行情况可以看到，单侧偏航减速器驱动的风电机组，偏航减速器的损坏概率较双侧偏航减速器驱动的风电机组偏高。在日常巡视检查及维护保养时运行人员应当注意观察偏航减速器的运行状态，按时检查油位，定期检测偏航刹车残压，测试偏航刹车释放功能和偏航电机热继电器的功能，对于尼龙阻尼的机组应合理调整接触面间隙，加强接触面的润滑，避免出现偏航减速器长期重载或过载运行。
我们可以分析在我国风电场经常发生齿轮箱故障可能主要有以下原因：
1、齿轮箱润滑不良造成齿面、轴承过早磨损
大气温度过低，润滑剂凝固，造成润滑剂无法到达需润滑部位而造成磨损 润滑剂散热不好，经常过热，造成润滑剂提前失效而损坏机械啮合表面
滤芯堵塞、油位传感器污染，润滑剂“中毒”而失效
2、设计上存在缺陷
齿轮的承载能力计算一般按照ISO6336(德国标准DIN3990)进行。当无法从实际运行得到经验数据时，厂家可能选用的应用系数KA为1.3，但实际上由于风载荷的不稳定性，使得设计与实际具有偏差，造成齿轮表面咬伤甚至表面载荷过大而疲劳破坏。说明当选择应用系数KA为1.3时，齿轮传动链中载荷远超出按假设设计值。如果轴承选择不合适，由于轴向载荷相当大，而造成轴承损坏。
3、失速调节型风电机组安装角如果设置过大时，冬季就会出现过功率现象，过高载荷影响齿轮箱的寿命。
风力发电机组的控制系统是采用工业微处理器进行控制，一般都由多个CPU并列运行，其自身的抗干扰能力强，并且通过通信线路与计算机相连，可进行远程控制，这大大降低了运行的工作量。
远程故障排除
风机的大部分故障都可以进行远程复位控制和自动复位控制。风机的运行和电网质量好坏是息息相关的，为了进行双向保护，风机设置了多重保护故障，如电网电压高、低，电网频率高、低等，这些故障是可自动复位的。由于风能的不
可控制性，所以过风速的极限值也可自动复位。还有温度的限定值也可自动复位，如发电机温度高，齿轮箱温度高、低，环境温度低等。风机的过负荷故障也是可自动复位的。
除了自动复位的故障以外，其它可远程复位控制故障引起的原因有以下几种：
（1）风机控制器误报故障；
（2）各检测传感器误动作；
（3）控制器认为风机运行不可靠
风力发电机组液压压力过低是(三)
风力发电机组液压站组成及建压超时故障浅析
风力发电机组液压站组成及建压超时故障
浅析
姓名:杨秋利【风力发电机组液压压力过低是】
专业:电气自动化【风力发电机组液压压力过低是】
单位：中电大丰风力发电有限公司
目录
摘要……………………………………………………………………………………3 关键词…………………………………………………………………………………3 正文……………………………………………………………………………………4
引言………………………………………………………………………………4
一、液压技术的发展……………………………………………………………4
二、金风750风力发电机组液压系统原理图及主要功能描述 …………… 4
三、液压系统工作原理…………………………………………………………9
四、建压超时故障形成原因分析及处理方法…………………………………10
五、工作总结………………………………………………………………… 12
六、参考文献………………………………………………………………… 12
摘要【风力发电机组液压压力过低是】
对金风750KW风力发电机组介绍液压组成、各器件作用、系统功能,动作原理及常见故障建压超时浅析。目的为了对液压系统有一整体认识 ，在学习和维护风机液压系统时有一定的帮助。
关键词
风力发电机组
液压系统 组成
原理 建压超时 故障
引言：
液压系统在750风力发电机组中参与了系统的高速闸起停机，偏航，叶尖的压力等方面！在整个风机系统中是保证风机正常发电的前提条件，它的正常运行直接关心到风机能否正常投入运行。
一、 液压技术的发展
液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，以有二三百年历史了，但其真正的发展只是在第二次世界大战后的50余年。战后液压技术迅速转向民用工业，在机床、工程机械、农业机械、汽车等行业中逐步推广。20世纪60年代以来，随着原子能、空间技术、计算机技术的发展，液压家户得到了很大的发展，并渗透到各个工业领域中去。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、计算机直接控制（CDC）、机电一体化技术、计算机仿真和优化设计技术、可靠性技术，以及污染控制技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。
二、 金风750风力发电机组液压系统原理图及主要功能描述
液压系统原理图如下，在原理图上标注有各部件的规格、参数。
各部件名称及主要功能如下：
（一）液压泵
金风S48/750风机液压系统采用的液压泵是叶片泵，单向定量，其流量为Q=3.1L/min,功率为P=1.1KW,转速为n=1500 r /min 。这种泵的优点为运转平稳，压力脉动小，噪音小，结构紧凑，流量大，但对油液要求高，如油液中有杂质，则叶片容易卡死，叶片泵适用在低压液压系统，系统中泵的原理代号是50。
液压泵的职能符号：
P
（二）方向控制阀
1、单向阀
利用弹簧和钢珠组合，使液体只能沿一个方向流动，反方向则堵塞。该系统中在叶尖、偏航、高速闸换向阀之前分别安装了单向阀，作用是防止液压油倒流并保持压力。如100.1，300。
单向阀的职能符号：
2、换向阀
换向阀利用阀心对阀体的相对位置改变来控制油路的接通、关断或改变油液流动方向的。推动阀内阀心的方法有手动、脚动、机械动、液压动、电磁动等。该液压系统中用的是电磁换向阀。
电磁换向阀是利用电磁铁的通、断电而直接推动阀心来控制油口的连通状态。该液压系统中采用的阀体190-1、190-2、230、290、310和350、都是换向电磁阀。
电磁换向阀职能符号：
风力发电机组液压压力过低是(四)
1.5MW风力发电机组液压刹车系统设计
【摘要】本文对1.5MW机组液压刹车系统进行设计，根据液压系统所需要完成的任务来分析，完成了液压系统的动作说明和原理图设计，并根据风机载荷和所要实现的功能来选择合适的制动器。 【关键词】风力发电机组；液压系统；制动器
液压刹车系统为机组正常运行、辅助刹车和风机维护提供制动力矩。下面介绍一种风力发电机组液压刹车系统的一种成熟设计。
1.液压系统设计
液压系统为高速轴制动器和偏航制动器提供制动力矩。
1.1液压系统分析
液压系统分别为高速轴刹车和偏航刹车提供制动力矩，所以整个液压系统会有两套液压回路。
风力发电机组的主刹车是由叶片的气动刹车来完成，通过风机的变桨系统来实现，当风机出现故障时，叶片收桨，当风轮转速降到一定速度时，高速轴刹车启动，使整个风轮系统完全停下来。当风轮维护时，还要提供给风轮系统一个制动力矩，确保维护时的安全。
1.5MW风力发电机组采用的是主动式偏航。机组整机重量约为90t（不包含塔筒重量），所以为了偏航安全性和响应速度，需要给整机偏航时提供一个阻尼。所以此系统机组有一套常开型制动器，为整机提供制动力矩，确保机组安全运行。
1.2液压系统原理图
1.5MW风力机液压刹车系统主要用于实现高速轴刹车制动与松开、偏航制动器制动与松开。由于风机的使用环境的特殊性，所以需要液压提供提供以下功能：油污报警，液位报警和油温报警等。
液压系统内的重要元件：蓄能器，为整个系统提供能量。电磁换向阀，保证制动器的功能转换。减压阀，保证某个液压回路出口的压力。溢流阀，保证某个液压回路内的压力。压力传感器，保证电机为整个回路提供稳定区间的压力。
1.2.1高速轴刹车动作原理
高速轴制动器在常态下为常开的，当需要为高速轴刹车提供制动力矩时，由主控系统控制电磁换向阀打开，连通油路，为其提供制动力矩。
根据blade模型计算出来高速轴制动所需的力矩，反向选择制动器，选择两个制动器，各提供100bar的制动力就可以满足正常使用，所以在高速轴液压回路里加一个100bar的减压阀，保证出口压力恒定。
高速轴制动器工作原理如下（见图1）：
在常态下，换向阀1左位处于工作状态，主轴松开。当换向阀1得电时，换向阀1右位处于工作状态，主轴卡紧；换向阀1断电时，压力油经单向阀通过换向阀1卸荷回油箱，主轴松开。蓄能器1用于储存压力能，压力由压力表1读取。若主轴刹车系统出现故障时，可通过截止阀进行调节，将压力油卸荷回油箱。主轴刹车系统中减压阀将换向阀1的出口压力调节到100bar。
1.2.2偏航制动器动作原理
偏航制动器在常态下是常闭的，为整机提供可靠的制动力矩，保证机组的正常安全运行。
偏航制动器工作原理（见图1）：
电机工作后，液压油通过单向阀，此时换向阀2、3右位处于工作状态，则实现了偏航制动，即风机不需要偏航时要保证风机的稳定性。当换向阀2、3得电，换向阀2、3的左位处于工作位置，液压油经换向阀3，经溢流阀2回到油箱，由于溢流阀2的调定压力为30bar，所以偏航系统至少保持30bar的制动力。
1.2.3其它设计要求
当油箱中的液位过低时或油箱中的液压油的温度过高时，液位继电器发讯进行报警。
压力传感器输出压力：当压力降到140bar时，电机启动；当压力上升到160bar时，电机停止工作。
2.制动器设计方案
先计算单台制动器的制动力矩，然后根据Blade软件计算出来的载荷，来选择需要几台制动器提供制动力矩。
2.1高速轴刹车制动器
根据制动器厂家提供的制动器数据计算，需要由两台盘式制动器提供制动力矩即可满足使用要求，通过夹紧联轴器上的制动盘来实现主轴制动。
2.1.1高速轴制动器主要参数
齿轮箱额定输出扭矩：8800Nm（设计参数）；刹车系统启动转速：<100rpm；制动盘工作直径：Φ670mm。
2.1.2高速轴制动器制动力矩计算
制动器力矩的大小是和液压管路压力大小有关的。制动器力矩和压力之间的计算方公式为：。
其中：Ep为夹紧力；P为压力；A为制动器活塞面积；Fr为摩擦力； μ为摩擦系数，μ=0.4；Ff为制动力；d为制动器工作直径。T为制动力矩；n为制动器的台数。
现选择一款制动器来验证上述设计，其中一款制动器A=44.2 cm2，将其代入公式求T，得出结果单台制动力矩为11.8Knm。那么两台制动力矩为23.8Knm，设计参数为8.8Knm，所以安全裕度为2.7，完全满足设计要求。
2.2偏航制动器
先计算单台制动器的制动力矩，然后根据Blade软件计算出来的载荷，来选择需要几台制动器提供制动力矩。
2.2.1偏航制动器技术参数
刹车系统延迟时间：0.4秒；制动盘工作直径：Φ1958mm。
2.2.2偏航制动器制动力计算
偏航制动器的力矩计算公式同样按上述公式经过计算求T。
由于液压系统设定的电机工作时管路内压力为140bar，在风机正常工作时按最小压力来验算偏航制动器为机组提供的制动力矩。
根据选择的一款制动器来计算，其制动器的活塞面积为127.2cm2，将其代入公式求T，得出结果单台制动力矩为142.5Knm。那么七台制动力矩为997.5Knm。由于风机工作时为正对风状态，此时风机受力较为复杂，根据Blade软件得到的数据，此设计同样满足要求。所以选择七台偏航制动器。
3、结束语
本文针对主动偏航、主动变桨的1.5MW双馈风力发电机组的液压刹车系统进行了设计，经计算完全可以满足使用要求。
参考文献
[1]姚兴佳，宋俊.风力发电机组原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2007.
作者简介
孙明松（1988年9月）男，汉族，大学本科，助理工程师，从事风力发电机组设计工作。
王江（1987年1月）男，汉族，大学本科，助理工程师，从事风力发电机技术工作。
风力发电机组液压压力过低是(五)
风力发电机组渗漏油原因分析及解决方案研究
摘要： 近年来随着风电的不断发展，风电场安装的风力发电机组类型和数量也不断增加。有关风电机组的安全运行问题越来越多，尤其是风电机组漏油问题，一直得不到彻底解决。润滑油泄漏后不但会使风电机组的齿轮箱损坏而且对机组和环境会造成严重的污染，其他油脂的泄漏同样对机组会造成严重的危害，轻则损坏设备部件，重则引起火灾等。本文从风电机组的各个部位分析讨论一下渗漏油的主要原因和预防及处理方法。我国高度重视可再生能源开发利用 ，风力发电作为可再生能源中最具有经济开发价值的清洁能源，是我国能源发展战略和调整电力结构的重要措施之一。2013年底全国风电累计装机达9174.46万千瓦，风电上网电量将达到1371亿kW・h。风力发电机组一旦发生火灾，可能会面临设备的损坏和因电力供应中断而产生的巨大经济损失。
关键词：齿轮箱； 液压系统； 漏油； 密封圈
1.齿轮箱渗漏油原因分析及处理方法
1.1 .风电机组所使用的的齿轮箱结构类型大同小异，但渗漏油的部位一般是齿轮箱高低速轴、齿轮箱盖、齿轮润滑油管、箱体结合部位这几个部位。先来分析一下高低速轴渗漏油的原因，一般风电机组齿轮箱高低速轴密封多使用接触式和非接触式两种密封形式。接触式密封，密封材料应能适应长期浸泡在润滑油中和剧烈摩擦的工作条件， 如氟橡胶制作的密封件，但是， 这种材料在不同的环境下其使用寿命也大不相同，尤其是在高海拔、沙尘和极端温差变化的地方，这种密封一般两三年就会老化损坏，且跟装配工艺有很大关系，目前风电机组齿轮箱已很少用到这种密封方式，多都采用非接触式密封中的迷宫密封，迷宫密封是靠迷宫槽之间的微小间隙， 给泄漏的润滑油造成阻尼，通过多级迷宫槽逐步减小泄漏油的压力。当泄漏油的压力减小到小于大气压力时， 润滑油则被外部大气压回齿轮箱。当润滑油中的杂质颗粒过多对迷宫槽造成磨损后，间隙过大无发对泄漏的润滑油造成阻尼时或外部粉尘进入迷宫槽润滑油就会流出齿轮箱造成泄漏。
预防及处理方法：一定期对油品做油样检测，如杂质含量超标及时更换润滑油。二定期对高低速轴端部的防尘圈进行检查，如有老化或破损应及时更换。
1.2. 观察孔盖处渗漏油，多属盖板面与齿轮箱面结合密封措施不当或材料等原因造成，也有因齿轮箱铸件存在缺陷引起渗漏的现象，修复该部位一般先观察盖板漏油情况，可以帮助初步判断漏油位置，作好记录在打开观察口进行问题排查。观察口盖有防渗漏垫、密封胶圈或密封胶，如果胶垫有缺陷，密封胶圈有损坏或规格有误，齿轮箱体结合面加工精度不足，密封不严，密封胶操作不当，未做到全封闭，或密封胶本身质量不好，都会造成观察口渗漏油。齿轮箱铸件存在缺陷，一般多会造成观察口局部渗漏。
预防及处理方法：观察孔是经常要拆装的部位，打开观察孔是避免硬物划伤或砸伤观察孔盖板和接触面。观察口盖密封不严。可考虑使用硅橡胶平面密封剂解决密封问题，该种材料使用方便，不受异形结构影响，耐油性、耐温性、耐候性、都有很好表现。可使用1596或1587 硅橡胶平面密封剂进行密封，在清理干净盖版面与齿轮箱观察孔结合面后，将硅胶挤在该板面或齿轮箱观察孔一面。注意硅胶条线不要有断点，施胶后平放盖板时将螺栓孔对正（或销钉定位）后落下，紧固螺栓。
1.3. 油路分配器各管接头渗漏油，油路分配器由油路集成块（也称油排）、丝堵及多组锁母扩口式接头与油管组成，接口较多，装配不慎，容易造成渗漏，锁母扩口式接头一端通过丝扣与油路集成块连接，另一端通过锁母扩口与油管圆锥面形成胀管配合以保证密封。
预防及处理方法：在拆卸安装油管接头时尽量将管接头对正，不要强行拉拽油管，以防止接头处受伤或变形。处理方法照图3 用1755EF清洗剂清洗螺栓及螺栓孔。对于①、②点的渗漏，检查胀管挤压不好的可重新制作，再装时油管前端部位①和螺纹接口②缠绕生料带，紧固后可以解决①、②部位的渗漏。对于③处渗漏，可选择厌氧型螺纹锁固密封剂1243 均匀涂敷在管内接头上，管口让出1～2 扣，涂胶3～5 扣后进行组装，丝堵部位渗漏油可同样处理。
1.4.箱体结合部位渗漏油，大多是结合面的加工光洁度不高，壳体螺栓紧固力不均匀以及壳体翘曲变形是结合面漏油的主要原因。 由于风电机组的齿轮箱都是安装在高空，并且在运行的工况比较复杂，发生渗漏后难以彻底处理，如果吊至地面维修成本较昂贵。
1.5. 风力发电机组成
1.5.1.风轮。大型风力发电机为保证发电的强度以及效率，一般来说，都是要由水平轴、垂直轴和扩散体三个部分组成。风轮叶片通常是三片，叶片材料主要是增强型树脂玻璃纤维、增强型聚酯玻璃纤维和碳纤维，表面涂层为浅灰色以防光反射。风轮的运行是全自动的。风速达到切人风速3―4m/s时，风轮起动。发电机通过控制器软切换并网。
1.5.2.齿轮箱。齿轮箱是驱动发电机的主要装置，现阶段我国风力发电机主要采用直接驱动齿轮箱的装置进行发电。多级齿轮箱的第一级是结构紧凑且坚固的高转矩行星齿轮，第二和第三级为旋转级。齿轮箱内的冷却油与发电机冷却系统的热交换器相连。系统监控油温以确保冷却油保持恒定或最佳温度值。
1.5.3.发电机。发电机。当前，随着发电机的不断改进，相应的发电机种同样在不断的更新中。其使用的寿命比传统的发电机更加长久，性能趋于多样化。对于绝缘层的使用采用了当今先进的技术，安装在塔底的发电机空气上的流通更加顺畅。
1.5.4.偏航系统。偏航系统。操作的流程中，要注意发电机的驱动作用，将其风轮的正确安装位置进行考察。在较大的电力的驱动下，使得偏航齿轮的负荷保持平衡。偏航制动由六个液压制动器控制的大盘制动，且每一个偏航齿轮独立制动，整个系统保证偏航控制平滑。偏航系统有两个独立的风向标检测风速并送达主计算机，保证风能最佳利用且驱动链应力最小。
1.5.5.雷电保护。为了应对雷电天气，保护风力发电机，一般来说，其装置一定要具备圆锥形和梯形栅格两种。塔架基础采用地下钢筋混凝土结构。随着塔身高度增加，风轮叶片遭受雷击的概率也大副增加，设计防雷系统是相当必要的。 1.5.6.控制器。大型风力发电机为调整通风流量，一般来说，必须要使用可以逆变控制器。包括源滤波和无功补偿。信号处理通常包括两个独立的计算机或高速数字信号处理芯片。主机保存在地面控制室的开关柜内，从机保存在机舱内。风力发电机完全使远程监控实现，从远程计算机可获取所有风轮数据。
2.液压系统渗漏油原因分析及处理方法
液压系统的渗漏会照成液压系统容积效率下降和液压能的损失，总的效率降低或者达不到要求的工作压力。损失的液压能转换成为热能，是液压油温度升高，影响设备的工作精度和性能。其系统渗漏油一般出现于接头处、管路和缸、泵等处。
2.1.液压系统的渗漏的原因分析
2.1.1.接头处渗漏油
液压设备系统的各个液压元件之间均有油管路通过接头来完成整个的系统连通，接头成为最容易出现渗漏油的地方。一是安装不当引起渗漏油。该液压设备金属管路的连接多采用球头连接，球头密封考内、外圆锥度气密封作用，球头连接一般不会渗漏油，原因是管路安装时方向不正或受力过大造成咬死，造成接头磨损。二是加工超差引起渗漏油。管路和阀体一般采用端面密封，阀门与管接头间靠O型密封圈密封，这种密封性能很好。随着温度的升高达到60℃时，当安放密封圈槽的深度加工太大，端面与密封圈压缩率太小，当温度下降时；安放在密封圈槽的数独较小会把O型密封圈压缩变形，加快磨损或扭曲破坏，同意导致漏油。三是冲击和振动引起渗漏油，风电的液压系统工作的环境较为恶劣，冲击和振动频繁，容易引起接头松动，造成渗漏油，尤其是与液压泵连接的金属管路接头，因冲击和振动大，出现渗漏油甚至接头磨损的情况比较频繁。
2.1.2.管路弯曲不良。管路安装时因按照规定的弯曲半径，否则产生不同的弯曲内应力，在液压油的作用下逐渐产生渗漏。硬管路弯曲半径过小，导致管路外侧壁变薄，内侧管壁存在皱纹，使管弯曲处内应力很大，强度大大减弱，在强振动或压力冲击时，管路易产生横行裂纹而漏油。管路疲劳破坏或老化，当系统工作时管路要承受较高的压力，再加上压力不稳产生的交变力，风电机组振动产生的振动应力，装配应力等作用下，使管路在材料缺陷处、腐蚀点或损伤处产生应力集中的现象。造成疲劳破坏断裂而渗油。对于橡胶软管会从高温、高压、弯曲、扭曲严重的地方老化，变脆和龟裂，最后油管爆裂；管内外污染，管内液压油收到污染，会使油管收到磨损和腐蚀，加速油管破裂。含有固体污染物的液压油类似研磨工艺的研磨剂，使管内壁受到冲击而削落。
2.1.3.缸、泵的液压元件渗油。设计缺陷导致渗油；装配不当导致漏油；密封件的磨损或老化，液压系统的运动主要是液压油缸，泵，电磁阀与运动之间的长时间摩擦，会使密封件造成磨损。特别是污染的油液，会使密封件加大磨损而造成漏油。
2.2.预防及处理方法：正确选用和装配密封件。密封件选用不当，会造成液压油的泄漏。密封件的质量差， 那么其耐压能力就低，使用寿命短，同时密封性能差，密封件使用不久就会产生泄漏。密封件装配不当，也会导致泄漏的发生。正确地安装密封件，是预防漏油的重要措施之一。安装O 形圈时，不要将其拉到永久变形的位置， 也不要边滚动边套装， 否则可能因密封圈扭曲而造成漏油。安装Y 形和V 形密封圈时， 要注意安装方向，避免因装反而漏油。对Y 形密封圈而言，其唇边应对着有压力的油腔；此外，对Y 形密封圈还要注意区分是轴用还是孔用，不要装错。V 形密封圈由形状不同的支承环、密封环和压环组成，当压环压紧密封环时，支承环可使密封环产生变形而起密封作用， 安装时应将密封环开口面向压力油腔； 调整压环时，应以不漏油为限，不可压得过紧，以防密封阻力过大。密封装置如与滑动表面配合， 装配时应涂以适量的液压油。拆卸后的O 形密封圈和防尘圈应全部更新。另外，保证密封沟槽的尺寸和加工精度，也是防止液压油泄漏的措施之一。
活塞杆或密封导向套的磨损及解决方法。活塞杆的损坏或密封导向套的损坏是导致杆密封失效的两个最常见的原因。通常情况下， 这种损坏是由于负载运动方向与液压缸不同轴造成的。液压缸在负载作用下做直线往复运动的液压机构， 如果活塞杆和密封导向套互相偏心， 就会对导向套形成侧向负载， 导致导向套表面的过度磨损， 进而损坏密封并产生泄漏。此外， 对于行程较长， 活塞杆直径过小的液压缸，由于刚性不足， 在推力的作用下， 活塞杆易发生挠曲而造成导向套承受侧向力。液压缸活塞杆直径及其行程决定了它工作的最大容许推力， 因此在使用长行程液压缸时， 应注意选择足够大的活塞杆直径， 并在活塞杆上加止动管和液压缸中间加支承以保证必要的抗弯强度， 减小侧向力。
解决密封导向套和密封件单边磨损的方法。首先要保证活塞杆的直线度， 加工时注意活塞杆与活塞的同轴度以及密封沟槽的加工尺寸； 其次在安装时要避免液压缸轴心线与负载运动方向的偏离。在某些应用场合， 使用联轴器、关节轴承或杆端浮动法兰可以起到一定的补偿作用， 但是， 这类安装方式导致活塞杆与负载之间连接的紧定性丧失， 通常要求更大的活塞杆直径或者活塞杆上加止动管来补偿。此外， 密封导向套的材料也决定它所能承受的负载， 硬度较高的材料承载能力较强， 但对活塞杆的损坏也比硬度低的材料要大。因此， 在零件加工时， 尽可能的采用先进的工艺方法以保证各个零件的同轴度要求； 而且， 在液压缸的装配时， 也应尽量保证缸筒与导向套， 导向套与活塞杆的同心， 防止密封件的偏磨。这对防止液压缸的泄漏是非常有效的， 也是非常必要的。在液压缸实际加工过程中， 由于机床精度， 零件加工装夹定位， 分工序加工等的影响， 导向套与活塞上密封沟槽和螺纹的同轴度很难保证， 致使液压油缸在装配时， 缸筒、导向套、活塞杆及活塞也很难保证同心。偏心会导致密封元件的偏磨， 使密封件的密封效果急剧下降而失效， 致使通过间隙泄漏的泄漏量增大。
油管及管接头在使用中经常会出现漏油现象. 不同类型的管路在不同的使用状况下发生泄漏的原因也是不同的，液压管上常用的接头， 在工作过程中， 由于球面磨损密封不严， 出现漏油，一般维修处理中使用密封胶的效果不是很好，而且容易将固化的胶粒掉进油管内造成油路堵塞，有效的方法，第一，若接头锥面无明显损伤，这时的应急办法是， 在高压油管锥面配合处垫一段长l一2 毫米，直径约为5 毫米的塑料管， 或垫一小片直径略大于油管内径的紫铜垫片，拧紧螺母即可。第二，先加工一个外径略小于螺纹内径，内孔等于接头孔径厚约0.5一1mm 的扁平紫铜垫圈， 经退火处理后将它放在接头上，取一直径略小于或等于}接头螺纹内径的钢球放在紫铜垫圈上，再用手锤轻轻敲几下即可成球形紫铜垫。将其放在两接头之间，再用板手拧紧，即可防止泄漏。 液压油的污染，液压油在不同的环境中使用，受到的污染会有所不同，定期的对液压油进行检测，及时了解液压油的污染程度，和性能指数。做到及时更换滤芯或不好的液压油，尽量减少各密封部位和各部件因油液中的颗粒造成无法修复的磨损。在跟换液压油时因注意冲洗出油泵、油管和油缸内的旧液压油，防止新旧液压油的混用加速新液压油的变质。
控制液压系统内油液温度，防止密封件老化、变质。所以在系统中要尽可能的采取措施，降低工作温度。
3.叶根和其他部位润滑泄漏原因分析及处理方法
在风电机组中，一般低速润滑的部位使用都是唇式密封或O型密封圈，但他们都属于橡胶密封圈的一类，橡胶由于其弹性大而可以在较大的公差范围内仍能保持密封不漏， 且制造容易。当采用不同的橡胶品种，配方设计， 混炼的硫化工艺时， 可制得各种性能的制品而分别满足于不同温度、不同化学物质的腐蚀和溶解、溶胀等要求。但橡胶密封圈的缺点是摩擦系数比较大， 弹簧向前推进时阻力较大， 在高温时易产生粘着或老化，所以在使用过程中易损坏。损坏原因有：第一，密封面之间的间隙过大。在有相对移动的密封面之间都留有一定的间隙S。工作中， 橡胶密封圈在油压或气压作用下， 有一部分被挤入间隙， 被挤入间隙的橡胶圈， 在拉伸和剪切作用下， 其表面容易产生切割作用。当工作压力一定时， 密封面之间的间隙S越大， 橡胶密封圈被挤入的部分就越多， 承受的剪力就越大， 也就越容易被“撕裂” 。第二，工作压力过大或压力脉动加剧。工作压力过大， 将使橡胶密封挤入的更多， 从而加剧了对橡胶圈的磨削和切割作用. 压力脉动的加剧， 将使橡胶圈被切割的频率增加， 因而容易损坏橡胶密封圈。第三，工作温度过高或过低。工作温度过高橡皮变软， 弹性变差， 不仅使密封圈与密封面之间的接触压力减小， 密封性变差， 而且又因其强度下降易于变形， 而容易发生损坏。更何况温度升高会大大加速橡胶圈的老化过程， 使它的弹性及强度又进一步下降， 更容易出现橡胶密封圈破裂现象。工作温度过低， 橡胶变硬发脆， 在外力作用下容易产生裂纹， 尤其在剪力作用下易出现掉块现象， 导致破裂.第四，密封面不光滑。密封面的光洁程度对橡胶密封圈的影响很大。密封面越粗糙， 橡胶圈磨损就越快， 密封面不光滑的原因除工作质量问题外， 主要是系统内部不清洁， 含有水份和杂质而使密封面划份或腐蚀等。第五，材质、尺寸不合要求。橡胶密封圈的材料不同， 其特性也不尽相同， 如有的怕热、有的怕油、有的怕冷等， 如果在使用时互相混用， 就会使橡胶圈因处于不利的环境中工作而提前损破。橡胶密封圈的大小也符合一定的标准， 过大， 会使其摩擦力额外增大而易于损坏； 过小， 会使密封性差。橡胶制品本身存放过程中， 就很容易在氧气、日光中的紫外线以及高温等因素的作用下， 产生老化、变质、使其弹性和强度显著下降。如果装用了已经老化的橡胶密封圈， 则势必会引起橡胶圈破裂。
预防及处理方法：目前最有效的预防方法就是减小油仓内的压力从而减小密封圈所受的压力，一般叶根部位的唇式密封圈，在给叶根轴承加注润滑脂时，将叶根的排油口全部打开，一边变桨，一边缓慢的将油脂注入叶根的润滑槽。注完油脂后，不要急于盖上排油口，继续让变桨动作，让尽可能多的叶根轴承内的旧油排除，以减小新旧油对密封圈的冲压。其他加注润滑脂的部位也一样，加注前一定要先打开排油或排气孔，加注完成后继续让设备运转一段时间后在盖好排油排气孔。如若像偏航减速器或其他一些需加注润滑油液的部位，一般这些部位都安装有透气塞在每次加注完润滑油液或点检、维护后都要对透气塞检查，看是否有堵塞现象。防止透气孔堵塞，使油仓内的压力大于油仓外的气压，造成密封圈受压损坏。
4. 结束语
风电机组渗漏油会造成相关系统效率下降或达不到工作的要求，影响设备的寿命和安全稳定运行，此文章针对使用维护过程中的渗漏油问题，着重从安装，减少泄露环节、严格控制装配过程的密封方式的正确实施、正确使用设备定期维护等方面作出了相应的解决措施；大大减少了风电机组的渗漏油问题 ，受到了良好的效果。
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风力发电机组液压压力过低是(六)
浅谈风力发电机组控制技术
摘 要：利用风能来发电是新能源应用的一种主要形式。就风力发电过程中涉及的控制技术进行阐述，分析该技术存在的三个主要问题及发展趋势，提出解决相关问题的关键技术。 关键词：风力发电 机械控制 电路控制
中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-171-02
风能资源的开发利用这项技术，从最早的单机组运行到现在的全国连网并列运行，相应的发电机组的容量也从开始的数十千瓦级发展到海上风电场的兆瓦级；对机组的机械控制方式从定桨距失速控制到变桨距运行，电力电子控制从恒速恒频发展到现在双馈异步等形式的变速恒频。风力发电技术在能源开发利用方面要想有更好的发展前景，和火力水利等传统发电技术相抗衡，关键还是要解决控制问题。而控制问题区别于其它形式发电技术的关键还是风力发电输入风能不稳定，而要求输出电能频率要求稳定的问题。解决问题主要可以从以下三个方面考虑：
（1）风力发电由于风速变化大，输入风能不稳定，风力机转速不好控制，风力发电机的输入部分存在技术开发的空间，即从机械方面考虑改进措施，进行机械控制。
风力发电的机型按照并网时速度是否改变主要分为两种，恒速恒频型机组和变速恒频型机组。不论哪种机型，目前风力发电机的叶轮都采用水平轴、三叶片，上风向布置；额定转速约27r/min。风能通过风力机转换成为动能，风力机通过转轴驱动后面联动的风力发电机。从而实现风能-机械能-电能的转换。
风力机的风轮一般采用三桨叶与轮毂刚性相连的结构，即定桨距风轮。主要是因为三叶片具有平衡和美观等优良性能。为了实现对其很好的控制，一般在桨叶尖部1.5～2.5m处，设计成可调控的叶尖扰流器，叶尖扰流器起气动刹车的作用。当风速过大时，叶尖扰流器释放并旋转形成阻尼板，影响风能在叶片上的受力分布，改变风力机转轴的转速。特别当风力发电机组需要脱网停机时，它可以用作机械制动，效果特别明显。
风力发电机组从定桨距发展到变桨距经历了很长一段时间。早期的定桨距具有以下性能优点：采用软并网技术、空气动力刹车技术、偏航与自动解缆技术，使风力发电机组的并网问题和运行的安全性与可靠性大大提高。但是，由于叶片的安装角在装配时已经固定，其功率输出是由桨叶自身的性能来调节的，因此，在允许的风速范围内，定桨距风力发电机组的控制系统在运行过程中对由于风速变化引起输出能量的变化是无能为力的。这就大大降低了风能利用效率，使得定桨距风力发电机组的推广得到限制。
针对上述特点，大型风力发电机组，特别是兆瓦级机组（1000kw以上）的风力发电机组在设计，叶片采用变桨距连接，即叶片与轮毂中间采用可转动的推力轴承或专门为变距机构设计的回转支撑联接，变桨距风力发电机的叶片较薄，结构相对简单，重量小很多，使得变桨距风力发电机风轮转动惯量小，设计容易，易于制造大型风力发电机组。这样风力机可根据风速的变化适时调整叶片连接角度，改善叶片周围的流场分布，即使风速不在额定风速的工况下，机组的输出功率也可以保持在额定功率上。特别是在大风情况下，风力机可以使叶片顺桨，保证整个机组风能利用大大提高。
现在，大型风力发电机组一般都采用变桨距的结构形式。这样可以在起动时对转速进行控制，并网后可对功率进行控制，使风力机的起动性能和功率输出特性都有显著和改善。机组的液压系统作为变距系统执行机构的一部分，在整个闭环控制系统中占有很大作用，大大提高了发电系统的运行自动化程度。
（2）风力机转轴带动风力发电机转轴旋转。风力机在风力的推动下旋转，由于输入风能时刻在改变，不稳定，而且风力机在风能向机械能转换过程中存在转换效率问题，再加上受到设计制造的局限，风力机的转速不能很高，但是传统发电机转速相对要求高，所以连接部分―风力发电机需要进行技术方面的改进。
由于风力发电机组体积庞大，重量达到几吨到几十吨，工作时具有很大的转动惯量；另一方面，受到风力发电机制造技术和叶片材料的约束，风轮的转速不能太高，一般运行在20～30r/min。机组容量越大，转速越低。为了在此基础上发电机得到更多的动能输入，需要设置增速齿轮箱。齿轮布置时采用沿轴线分布的结构特点。但是由于增加了庞大的机械设备，齿轮间存在高速运行易磨损的问题，使风力发电机组发生故障的可能性提高了，现在直驱式风力发电机组（即机组连接部分不用增速齿轮箱）正在慢慢受到设计者的青睐。
风力发电机组中的发电机一般采用异步发电机，异步发电机的转速取决于电网的频率，只能在同步转速附近很小的范围内变化。对于定桨距风力发电机组，一般还采用高滑差异步发电机和变速恒频的双馈异步发电机。这样可以使机组的运行风况范围大大增加即虽然风速远离额定值，但是发电机的效率不会降低，风能利用系数得到提高的同时，发电机组的噪声降低。发出电能的频率也会符合电网要求。
现在，大型风电场一般都采用变速风力发电机组。它的关键技术在于采用了绕线型异步发电机（其转速可以有很大的变化）或同步电机，再在输出电能的电路中增加相应的变频技术。同步发电机的并网一般有两种方式：一种是准同期直接并网，这种方法在大型风力发电中极少采用；另一种是交-直-交并网。控制技术主要任务是对最佳叶尖速比的测量监控，使得机组在允许风速的任何情况下都可以获得理想的功率输出。
（3）如果直接用风力机带动发电机转子旋转，即直驱式风力发电机，输出电能频率与电网频率存在衔接问题，即从电力电子方面考虑改进措施，进行电路控制。
风力发电机组发出的电能频率可以不为50HZ，但是经过变频电路处理，使电能质量达到并网要求，稳定可靠得给电网提供电能。
控制技术和监测技术是风力发电系统的关键技术。因为风能不稳定，风速大小和方向随着季节和气候的改变而改变，风力资源丰富的地区通常都是海岛或边远地区甚至海上，风力发电机组一般安装在无人值守区，占地面积较大。所以对输入功率的限制、风轮的主动对风以及对运行过程中故障的检测和维护必须实行自动化控制。分散布置的风力发电机组通常要求远程监控，自动控制应该实施运行人员设置的控制策略，保证机组安全可靠地运行。
风力发电技术未来的发展趋势将是全实现整个电力系统的自动化，在风电场运行的风力发电机组全部可以实现中央集中控制和远程控制。火力水利等发电系统的控制系统，主要的任务是监视电网、机组运行参数，对机组进行并网与脱网控制，以确保运行过程的安全性与可靠性，而风力发电系统则在此基础上，还要增加一些传感器检测技术，时刻监测风速风向。根据对其变化趋势的分析，做出判断，提高系统的经济性和稳定性。
总之，随着技术的不断改进，基于变桨距技术的各种变速风力发电机组已经在风电市场得到推广。变速风力发电机组的优点在不断显示出来。变速风力发电机组的可以在低于额定风速时，跟踪最佳功率曲线，使风力发电机组具有最高的风能转换效率；在高于额定风速时，增加传动系统的柔性，稳定输出功率，向电网提供安全可靠经济的电能。
参考文献：
[1] 宋海辉.风力发电技术及工程[M].北京：中国水利水电出版社，2009.
[2] 王承熙，张源.风力发电[M].北京：中国电力出版社，2012.
http://m.zhuodaoren.com/shenghuo373092/
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