隨著風機運行時間變長,目前風機一些潛在的隱患也相應呈現出來,故障也必然會相應增加,這就要求現場人員的維護水平及提前發現隱患并及時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維護水平,才能減少風機故障的發生,提高風機可靠性,為公司爭發每一度電做出貢獻。
就目前風電場運行情況及已經做出的相關整改措施匯總并提出個人簡單的建議;
2.1 發電機冷風溫度高故障:
主要針對因發電機外冷風扇損壞引起的故障,風機已運行9年,電機軸承正常磨損,因發電機外冷風扇軸承較小,無法定期補充油脂的,長時間運行磨損,導致軸承卡澀,最后引起電機繞組損壞,2018年共更換4臺發電機外冷風扇,可到2019年風場共更換11臺發電機外冷風扇,從趨勢看,隨著運行時間變長,電機軸承損壞現象會越來越嚴重。
整改措施:
結合現場實際巡檢發現及故障分析,風電場技術人員與外包單位人員探討,在2019年及2020年嘗試對風機進行:
(1)定期導出大部件溫度分析,提前預判存在隱患的風機,分析溫度時,主要對比風機大風期間發電機繞組及冷風空氣溫度值,對比相同功率情況下,風機運行時溫度,通過分析對比能最初排查出風扇風量的多少,后續巡檢時側重點對發電機系統進行檢查;
(2)巡檢時啟動發電機外冷風扇,聽一下運行時聲音情況,特別是剛啟動時的聲音,如果聲音運行時較大,后續可以計劃停機時更換發電機外冷風扇軸承,這樣可以有效減少故障停機時間及減少備件的消耗,啟動風扇建議一人在塔基下小軟件手動強起而不是上到機艙柜強起接觸器,這樣能避免啟動時因接觸不良導致接觸器損壞;
(3)自主維修發電機外冷風扇,通過對近兩年換下來的風扇進行檢查,有三分之一的風扇是因為軸承損壞無法啟動導致故障發生的,通過更換發電機軸承即可繼續使用,網上可購買到此類軸承,進口的一個大概100左右,目前風電場已自主維修了6臺軸承損壞的風扇,對于無法自主維修的需要送去陽江專門的電機維修店維修,風電場2019年送去專門維修店維修風扇9個臺,目前15臺風扇已全部在風機上使用,運行情況良好,未發現有損壞的,通過自主維修的備件不單只有效減少故障停機時間,還為公司節省材料費的使用。
2.2 齒輪箱油溫高故障:
風機運行8年了,齒輪箱溫控閥頻繁動作,部分已失效,齒輪箱散熱片部分滲油,因風電場地理位置原因,空氣中鹽分較大,對齒輪箱散熱片腐蝕較嚴重,2018年風電場因齒輪箱油溫高停機次數10次,2019年8次,在負荷較大情況下,通過監控也能發現部分齒輪箱油溫溫度值趨近于報警值,存在停機隱患。
整改措施:
(1)通過分析溫控閥工作原理,溫控閥在35度時處于半開狀態,45度時處于常開狀態,風電場對溫控閥進行調整,由原來的常閉狀態變更為常開狀態,這樣風機在啟機時齒輪油就直接經過溫控閥進入冷卻系統,這樣有效減少溫控閥損壞頻率同時達到良好的散熱效果;
(2)定期對大風期間的風機進行大部件溫度導出分析,對一些風機齒輪油溫度達到60度的風機做好計劃安排,巡檢時對齒輪箱散熱片進行針對性檢查,如果發現散熱片灰塵較多情況下,需要對齒輪箱散熱片進行清洗,2019年風電場共清洗及整改溫控閥13臺風機,截至目前未發現因上述原因導致風機停機的發生。
2.3 液壓系統壓力小停機:
主要針對油管老化原因導致的液壓系統滲油缺油報警停機,風機已運行8年,絕大部分風機液壓油管存在老化跡象,2019年因油管老化導致風機停機18次,檢查發現主要原因基本為油管老化或者接頭損壞,因油管未不常壞件且急采時價格昂貴。
整改措施:
針對現場液壓油管老化及備件不足的情況下,風電場人員主動創新,尋找合適的替代品,目前市面上很多油管加工廠,價格便宜、質量有所保證,舉例而言,風機所用油管壓力為160bar,極限壓力為220bar,市面上常用在鉤機的油管壓力為185bar,極限壓力為265bar,符合現場實際使用需求,2018年12月風電場對003#風機油管進行更換測試觀察,至2019年4月未發現有滲油跡象,后續風電場也對巡檢發現的老化油管進行批次性更換,(因資金有限,風電場主要更換液壓站至偏航剎車夾長油管,偏航剎車壓力主要作用于長油管,剎車夾之間的油管大多為油路分配的,滲油較小,月度巡檢定期加注液壓油能有效保證正常使用)。
2.4 變槳系統故障:
東平、新洲項目變槳系統故障較多,此故障也是最難處理的故障,因為節點較多,排查起來比較困難,引起故障的原因也比較多樣性,此措施主要針對變槳系統里的滑環及通訊線方面,2018年更換滑環16臺、更換通訊線6次,2019年更換滑環14臺、更換通訊線5次,從趨勢發展來看,后續風機在通訊線方面受損的次數也會越來越多。
整改措施:
針對現場滑環更換次數較頻繁,風電場組織外包單位人員進行討論,對損壞的原因及預防措施進行探討,也提出相關建議及后續采取的措施:
(1)使用滑環清洗劑對滑環進行清洗,通過巡檢及備件拆除發現,滑環損壞一個比較重要原因為灰塵、鹽霧、油污附著在滑環定子處,運行時轉子摩擦干擾信號或者放電灼燒導致損壞,從2019年開始對巡檢項目增加定期清洗滑環一項,提前消缺隱患,2020年截至目前更滑滑環7臺,從數據分析,清洗滑環能有效減少滑環損壞頻率;
(2)拆解滑環研究內部結構并嘗試修復滑環,從2019年開始風電場就著手研究拆解各種備件,分析維修的可能性,2019及2020年風電場共維修滑環7臺作為應急使用,維修的滑環基本能維持半年的使用壽命,這樣能為風電場采購備件提供充足的時間。
個人建議:
(1)每季度采購一次足夠數量的清洗劑,從目前使用情況一瓶清洗劑大概能清洗2臺滑環,東平新洲項目一季度需要33瓶清洗劑才能維持正常的消耗;
(2)對于變槳系統故障另一個引起因素,滑環通訊線破損導致的,現場風機已運行9年,空心管內部的PVC管基本已老化破損,破損的缺口劃破通訊線導致接地短路,從目前的檢查情況來看,后續因通訊線破損導致的故障只會越來越多,所以相應的技改措施需要提前開展,建議統一更換空心管內的PVC管或使用螺紋管套線后再穿進PVC管內(難度較大,因為PVC管口較小,基本通訊線及電源線就占用了全部的空間,此措施費用最小);
(3)年度定檢抽線檢查,提前發現破損處做好絕緣處理,這樣能有效防止故障停機,但抽線花費時間較長且滑環金針消耗較大。
2.5 風速風速儀卡澀:
主要針對風向風速儀卡澀,靈敏度降低考慮,現場風向風速儀17年統一由常溫型更換為低溫加熱型,風速檢查靈敏度及最大風速檢查有所提高,但從2018年-2020年使用情況,風向儀、風速儀更換次數也較多,基本損壞原因為卡澀。
整改措施:
(1)經研究發現風向、風速儀拆解較簡單,且維修難度不高,基本只需要更換里面兩個小軸承即可,維修價值也比較高,2020年現場已維修4個風速儀,使用在風機上也已超過2個月,目前運行情況良好,后續現場也將繼續維修風速及風向儀已減少備件的采購需求;
(2)定期清洗風速、風向跳變較大的風機,對于未完全卡死的軸承,定期清洗有效減少沙塵、鹽霧對軸承的損傷,風電場2020年嘗試對監盤發現的風速與功率不匹配的風機風速儀進行清洗潤滑,從觀察的結果來看,效果良好。
2.6 安全鏈系統運行故障:
主要針對機艙柜振動大導致模塊松動而引起的故障,風機運行9年,長時間運行及受現場環境鹽霧影響,機艙柜底座固定支架開始出現晃動且部分機艙柜柜門鎖損壞,機艙柜門關不嚴實,風大及風向不穩定情況下柜體容易晃動導致模塊松動引起故障停機,在日常故障處理和運行觀察分析,安全鏈故障有很大部分是瞬間故障引起,如柜內模塊接觸不良導致信號閃斷,通訊線松動等故障引起的。很多都是因為機艙柜柜體振動大,導致出現上述問題。
整改措施:
(1)根據現場情況對存在晃動的柜體模塊整體尾部加裝卡扣固定并對模塊進行綁扎;
(2)計劃對損壞的鎖進行替換改造,購買插銷及拉鉤更換,對機艙柜固定門安裝插銷,這樣不影響它的開關,對鎖扣門安裝拉鉤(類似高速軸罩那種拉鉤),門鎖改造相對購買原機艙柜門鎖而言實惠,只是在美觀方面有所差別;
(3)提專項技改項目對機艙柜體進行加固改造,在機艙柜的左右兩邊側壁采用角鋼使柜體與機艙罩體進行固定連接及在機艙柜頂部,使用卸扣將機艙柜頂部吊孔與機艙罩頂部龍骨進行固定連接。2019年016#、021#、058#等風機以往頻繁報安全鏈故障,在經過針對機艙柜柜體進行簡易加固后,2020年該類安全鏈故障對比往年已大大減少。因此完全有必要對機艙柜柜體進行加固。
2.7 安全鏈系統運行故障:
主要針對因停送電導致的BK1120模塊異常引起的安全鏈系統運行故障,陽江地處粵西地區,是廣東暴雨中心,多雷暴天氣,線路經常遭遇跳閘,停送電過電壓容易對BK1120模塊造成沖擊,風電場2018年因停送電導致的BK1120模塊損壞16個,2019年18個,針對現場存在的問題,組織對BK1120模塊進行拆解分析,研究模塊的工作原理,并提出臨時維修恢復嘗試。
整改措施:
拆解BK1120模塊研究,內部電路板有24V電源、0V電源接口,根據現場故障處理得知,模塊異常常表現為無法得電激活,可以松開BK1120模塊24V電源接線,通過多次觸碰虛接直到24V燈亮起了,緊固接線,拆下模塊下方一端蓋,短接放電。通過多次嘗試,發現對停送電引起的模塊無法得電有50%概率恢復模塊運行。(只建議臨時措施,后續需購買模塊更換,現場從7月開始嘗試過這種辦法,可以臨時恢復,但運行1到2個月后大部分還是會報故障的,所以最好只作為卻備件情況下臨時的恢復措施,未購買備件提供足夠的時間)。
2.8 IGBT驅動板損壞:
IGBT驅動板為變流器中半導體電壓驅動型開關器件,一般故障失效為開路、外殼爆裂、弧光放電等現象,IGBT驅動板損壞是現場發現次數較多的故障,基本停送電且天氣較差期間損壞較多,開始初步懷疑受電壓沖擊損壞的概率較大,但通過分析IGBT驅動板工作原理以及查找相關停電期間天氣資料判斷可能潮濕水汽影響可能更大,2018年更換IGBT驅動板11塊,其中4-10月更換9塊,2019年更換IGBT驅動板14塊,其中4-10月更換12塊,從歷年更換故障分析也能發現IGBT驅動板損壞與潮濕水汽相關聯。
整改措施:
根據現有的資料及問題,公司及風電場也提出了相應的改進措施:
(1)變頻器加熱除濕改造,在東平新洲項目挑選9臺風機進行試驗,在并網柜加入2個加熱器來降低關鍵配電器件周圍的濕度,控制柜沿用自帶的加熱器,功率柜使用自帶的大功率風機來降低功率柜整體的濕度,此外功率模塊的驅動板更換為防水性能高的驅動板。軟件通過判斷掉電時間長短,決定是否加熱除濕。當變流器長時間停電后,通過軟件控制強制啟動風機與加熱器,降低控制柜、并網柜與功率柜的濕度。從2020年運行情況來看,改造的9臺風機未發生IGBT驅動板損壞的情況,建議后續對剩余的57臺進行統一改造。
(2)對未改造的風機進行手動加熱,對每次因雷雨天氣導致的線路停電,在恢復送電時先點遠程停機,復位相關的故障,但不起機,待1小時候再起機。
(3)分析近兩年故障,對重復更換過IGBT驅動板的風機,在長停時使用吹風筒對IGBT驅動板進行除塵及除濕。通過以上措施,2020年IGBT驅動板損壞情況明顯減少,截至目前2020年IGBT驅動板只更換4塊。
作者:華能新能源廣東分公司 阮昌巧