近期，山西某風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生2臺(tái)2.0MW風(fēng)電機(jī)組（2017年投產(chǎn)）偏航大齒和驅(qū)動(dòng)齒斷裂事件。

　　一、故障原因分析
　　1.直接原因
　　結(jié)合《山西某風(fēng)電項(xiàng)目2.0MW機(jī)組偏航大齒及驅(qū)動(dòng)齒斷裂故障分析報(bào)告》（詳見(jiàn)附件）及區(qū)域內(nèi)其他風(fēng)場(chǎng)已發(fā)生類似故障情況分析，故障發(fā)生的直接原因是：偏航驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由4臺(tái)偏航驅(qū)動(dòng)器組成，正常情況下同步轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙使風(fēng)輪掃掠面與風(fēng)向保持垂直。其中1臺(tái)偏航驅(qū)動(dòng)器因偏航驅(qū)動(dòng)抱閘失效，制動(dòng)盤被抱死導(dǎo)致偏航驅(qū)動(dòng)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)；而其他三個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)器仍在正常推動(dòng)偏航大齒圈偏航對(duì)風(fēng)，使得偏航減速器小齒輪與偏航大齒圈之間發(fā)生擠壓，致使偏航大齒和驅(qū)動(dòng)齒發(fā)生斷裂。
　　2.間接原因
　?。?）偏航卡鉗漏油及偏航大齒潤(rùn)滑脂脫落，污染卡鉗剎車片和偏航剎車盤，導(dǎo)致摩擦力降低，大風(fēng)情況下制動(dòng)力不足，機(jī)艙出現(xiàn)“滑移”，反作用到偏航驅(qū)動(dòng)器抱閘，導(dǎo)致抱閘剎車片磨損加劇，使其失效。
　?。?）極端情況下，機(jī)艙“滑移”，導(dǎo)致偏航大齒與驅(qū)動(dòng)齒沖擊，Z終出現(xiàn)裂紋或斷裂情況。
　　3.其他原因
　　偏航驅(qū)動(dòng)器變速箱缺油也會(huì)使得齒輪傳動(dòng)出現(xiàn)故障，偏航電機(jī)轉(zhuǎn)速變慢或完全鎖死，使得驅(qū)動(dòng)器小齒輪受力超出承受程度，引起齒輪斷裂，電機(jī)燒壞。
　　二、排查治理內(nèi)容
　　1.全面排查偏航驅(qū)動(dòng)器抱閘開(kāi)合情況，確保每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器在通電后能正常將摩擦片和制動(dòng)盤徹底脫離。
　　2.全面排查偏航驅(qū)動(dòng)器變速箱油位及潤(rùn)滑情況，確保每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器潤(rùn)滑正常。
　　3.全面排查偏航卡鉗漏油情況，及時(shí)處理。
　　4.偏航剎車盤按維護(hù)要求保持清潔，不許存在油污污染；集油盤安裝到位。
　　5.完善風(fēng)機(jī)巡檢及定檢維護(hù)項(xiàng)目，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理偏航驅(qū)動(dòng)器抱閘失效、變速箱缺油、偏航卡鉗漏油及偏航齒圈潤(rùn)滑脂脫落問(wèn)題。

　　附件：山西某風(fēng)電場(chǎng)2.0MW機(jī)組偏航大齒及驅(qū)動(dòng)齒斷裂故障分析報(bào)告

　　一　質(zhì)量調(diào)查
　?。ㄒ唬z查內(nèi)容及目的
　　1、檢查驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作是否有效，是否存在部分電機(jī)不工作，三拖一或者二拖二等問(wèn)題；
　　2、檢查驅(qū)動(dòng)電機(jī)抱閘是否有效工作，是否存在卡死現(xiàn)象或自由狀態(tài)，存在拖動(dòng)或者不能對(duì)機(jī)艙進(jìn)行有效鎖定；
　　3、檢查驅(qū)動(dòng)減速器、偏航卡鉗、偏航潤(rùn)滑是否存在漏油、漏脂污染剎車盤、剎車片，導(dǎo)致偏航卡鉗摩擦力降低，不能有效鎖定機(jī)艙；
　　4、檢查驅(qū)動(dòng)齒與偏航大齒嚙合情況，是否存在偏載，齒系嚙合是否均勻、平穩(wěn)；(50bar背壓實(shí)驗(yàn)?zāi)M風(fēng)機(jī)負(fù)載工作)
　　5、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)調(diào)查，主要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)（buffer\NCR等）進(jìn)行檢查梳理，以找出相似共性問(wèn)題；
　　6、偏航系統(tǒng)時(shí)序及相關(guān)參數(shù)設(shè)定復(fù)核工作；
　　7、調(diào)查問(wèn)題風(fēng)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境，對(duì)比無(wú)問(wèn)題風(fēng)機(jī)進(jìn)行比較。
　　（二）43#風(fēng)機(jī)檢測(cè)

　　偏航大齒齒頂有裂紋，偏航驅(qū)動(dòng)發(fā)生斷齒。
　　1、4個(gè)偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī)抱閘失效；
　　2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)均為江西特種電機(jī)；
　　3、偏航剎車盤油污污染嚴(yán)重；
　　4、偏航卡鉗存在內(nèi)部漏油的可能，需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步確認(rèn)；
　　5、以上為右側(cè)受力，齒面與豎端面接觸基本全部斷裂。
　?。ㄈ?6#風(fēng)機(jī)檢測(cè)

　　偏航大齒和驅(qū)動(dòng)齒均有斷裂。
　　調(diào)查顯示：
　　1、偏航卡鉗、剎車盤有明顯油污；
　　2、偏航驅(qū)動(dòng)剎車全部失效；
　　3、偏航卡鉗存在內(nèi)部漏油的可能，需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步確認(rèn)。
　?。ㄋ模㎞CR統(tǒng)計(jì)分析
　　以上發(fā)生問(wèn)題機(jī)組，在歷年NCR報(bào)告中，對(duì)偏航系統(tǒng)問(wèn)題進(jìn)行刷選、梳理，可以大致看到一個(gè)順序：偏航卡鉗漏油——偏航驅(qū)動(dòng)剎車片磨損——偏航驅(qū)動(dòng)斷齒&偏航大齒圈斷齒。
　?。ㄎ澹┈F(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境
　　從地理環(huán)境調(diào)查來(lái)看，發(fā)生偏航斷齒風(fēng)場(chǎng)全部為山地環(huán)境，大部分機(jī)組位置處于山丘環(huán)繞地帶，機(jī)組運(yùn)行時(shí)，特別是大風(fēng)情況下，湍流較為嚴(yán)重；而此類風(fēng)場(chǎng)中處于相對(duì)平緩地帶的機(jī)組，目前未發(fā)現(xiàn)偏航斷齒機(jī)組。以上調(diào)查可以間接推斷，山地風(fēng)場(chǎng)的湍流情況對(duì)機(jī)組運(yùn)行存在一定影響。

　　三、技術(shù)分析
　?。ㄒ唬┢娇ㄣQ、偏航大齒、偏航剎車盤分析
　　從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)偏航卡鉗漏油、偏航大齒表面潤(rùn)滑脂都存在污染偏航剎車盤及剎車片情況；剎車片和剎車盤的污染會(huì)極大降低偏航制動(dòng)力的保持，大風(fēng)情況下極易產(chǎn)生機(jī)艙的“滑移”；機(jī)艙“滑移”對(duì)偏航驅(qū)動(dòng)和偏航齒圈存在較大的沖擊，容易導(dǎo)致齒面受力超過(guò)設(shè)計(jì)安全裕度。
　?。ǘ┢津?qū)動(dòng)抱閘失效分析
　　偏航驅(qū)動(dòng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器及驅(qū)動(dòng)齒；實(shí)際機(jī)組檢查發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)存在驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)部剎車片磨損嚴(yán)重，以及部分抱閘24V整流橋失效現(xiàn)象。抱閘不能分開(kāi)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)被動(dòng)拖動(dòng)，加劇驅(qū)動(dòng)齒與齒圈受力；抱閘因摩擦片磨損，摩擦力不夠，會(huì)導(dǎo)致機(jī)艙大風(fēng)情況下“滑移”產(chǎn)生沖擊，都會(huì)對(duì)大齒和驅(qū)動(dòng)齒產(chǎn)生增益影響。
　?。ㄈ┢津?qū)動(dòng)與偏航齒圈嚙合分析
　　1、驅(qū)動(dòng)齒與偏航大齒嚙合重合度為1.351，即35.1%時(shí)間內(nèi)有2對(duì)齒參加偏航力的傳動(dòng)，如下圖：

　　2、從軟件仿真看，偏航大齒齒頂部位是參加嚙合的，此時(shí)為2對(duì)齒同時(shí)參加，如下圖：

　　3、正反偏航受力

　?。ㄋ模?shù)據(jù)分析
　　分析機(jī)組之前buffer數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，大風(fēng)天氣中，機(jī)艙在沒(méi)有偏航動(dòng)作的情況下機(jī)艙位置發(fā)生了變化；

　　五）偏航軟啟整定值T—STOP時(shí)間設(shè)置
　　從廠家提供的產(chǎn)品說(shuō)明書中可以明確，T—STOP時(shí)間設(shè)定為0s；在偏航系統(tǒng)時(shí)序控制中，偏航停止的時(shí)序是停止信號(hào)給出后，偏航卡鉗液壓剎車半壓剎車3-5s，然后全壓剎車；偏航驅(qū)動(dòng)在停止信號(hào)給出后，延時(shí)3-5s動(dòng)作（以上時(shí)間參數(shù)需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)主控版本對(duì)應(yīng)來(lái)看）；而現(xiàn)場(chǎng)如果T—STOP時(shí)間設(shè)定超過(guò)以上時(shí)間，就會(huì)導(dǎo)致偏航驅(qū)動(dòng)剎車情況下電機(jī)還未停止，加速剎車片的磨損。（C風(fēng)場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)磨損主要原因就是T—STOP為6S）
　　（六）其它補(bǔ)充說(shuō)明
　　之前的調(diào)查分析中，已完成偏航頻次、偏航動(dòng)作時(shí)序（軟件內(nèi)部參數(shù)與硬件設(shè)置不同），偏航策略的核實(shí)、優(yōu)化，確認(rèn)目前不存在明顯異?，F(xiàn)象。
　?。ㄆ撸┚C合分析
　　1、風(fēng)機(jī)偏航問(wèn)題基本邏輯如下：

　　1）偏航卡鉗漏油及偏航大齒潤(rùn)滑脂滴落，污染卡鉗剎車片和偏航剎車盤，導(dǎo)致摩擦力降低，大風(fēng)情況下制動(dòng)力不足，風(fēng)機(jī)出現(xiàn)“滑移”；
　　2）機(jī)組在沒(méi)有偏航動(dòng)作情況下出現(xiàn)“滑移”，反作用到偏航驅(qū)動(dòng)電機(jī)抱閘，導(dǎo)致電機(jī)抱閘剎車片磨損加劇，使其失效；
　　3）機(jī)組制動(dòng)力來(lái)自偏航卡鉗和4個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)抱閘；驅(qū)動(dòng)電機(jī)抱閘的失效，進(jìn)一步降低機(jī)組制動(dòng)效果，形成惡性循環(huán)，加劇機(jī)組“滑移”；
　　4）機(jī)艙“滑移”導(dǎo)致偏航軸承大齒與驅(qū)動(dòng)齒頻繁撞擊；
　　5）一般情況下，由于驅(qū)動(dòng)齒表明硬度高于偏航大齒，考慮到現(xiàn)場(chǎng)山地湍流對(duì)機(jī)艙翹頭的影響（機(jī)艙翹頭影響驅(qū)動(dòng)齒與偏航齒系嚙合，存在偏載現(xiàn)象），以及通過(guò)仿真計(jì)算得出正向偏航頻次、載荷高于反向偏航情況，長(zhǎng)時(shí)間處于這種帶病運(yùn)行狀態(tài)下，機(jī)組容易出現(xiàn)偏航大齒左齒頂端裂紋；
　　6）極端情況下，機(jī)艙“滑移”，導(dǎo)致偏航大齒與驅(qū)動(dòng)齒沖擊，產(chǎn)生低周疲勞及瞬間載荷超過(guò)設(shè)計(jì)安全裕度，驅(qū)動(dòng)齒齒根部位晶界殘留對(duì)其疲勞強(qiáng)度的影響，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)齒根部發(fā)生斷裂，其斷裂碎屑夾雜到齒系嚙合之間，形成擠壓效果，Z終發(fā)生驅(qū)動(dòng)齒與大齒同時(shí)斷裂。
　　四、故障結(jié)論
　　1、偏航問(wèn)題可以分為兩種情況；其一，一般情況下，偏航大齒左頂端出現(xiàn)裂紋；其二，極端情況下，偏航大齒及驅(qū)動(dòng)齒斷裂情況。
　　2、偏航大齒左頂端裂紋；主要原因?yàn)?，偏航卡鉗漏油、偏航剎車盤潤(rùn)滑脂滴落污染偏航卡鉗剎車片和偏航大盤；導(dǎo)致機(jī)艙鎖定摩擦力降低，大風(fēng)情況下機(jī)艙“滑移”，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)剎車磨損，進(jìn)一步加劇偏航保持力降低；機(jī)艙“滑移”進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致偏航大齒與驅(qū)動(dòng)齒頻繁撞擊；由于驅(qū)動(dòng)齒表明硬度高于偏航大齒，考慮到現(xiàn)場(chǎng)山地湍流對(duì)機(jī)艙翹頭的影響（機(jī)艙翹頭影響驅(qū)動(dòng)齒與偏航齒系嚙合，存在偏載現(xiàn)象），以及通過(guò)仿真計(jì)算得出正向偏航頻次、載荷高于反向偏航情況，長(zhǎng)時(shí)間處于這種帶病運(yùn)行狀態(tài)下，機(jī)組容易出現(xiàn)偏航大齒左齒頂端裂紋；
　　3、偏航大齒及驅(qū)動(dòng)齒斷裂原因：極端情況下，機(jī)艙“滑移”，導(dǎo)致偏航大齒與驅(qū)動(dòng)齒沖擊，產(chǎn)生低周疲勞及瞬間載荷超過(guò)設(shè)計(jì)安全裕度，驅(qū)動(dòng)齒齒根部位晶界殘留對(duì)其疲勞強(qiáng)度的影響，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)齒根部發(fā)生斷裂，其斷裂碎屑夾雜到齒系嚙合之間，形成擠壓效果，Z終發(fā)生驅(qū)動(dòng)齒與大齒同時(shí)斷裂。
　　4、補(bǔ)充說(shuō)明，偏航卡鉗與偏航驅(qū)動(dòng)剎車是共同保持機(jī)艙穩(wěn)定的設(shè)備，其擔(dān)負(fù)的載荷比約為6：4；目前發(fā)現(xiàn)的表層原因?yàn)槠津?qū)動(dòng)剎車失效，及40%機(jī)艙保持力喪失，導(dǎo)致大風(fēng)情況下機(jī)艙“滑移”，大小齒頻繁撞擊，Z終出現(xiàn)裂紋或者斷齒情況。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)存在偏航軟啟T-STOP時(shí)間參數(shù)設(shè)置問(wèn)題（具體原因前面已經(jīng)分析，此處不再贅述）。
　　五、后續(xù)整改措施
　　1、現(xiàn)場(chǎng)需要全面排查卡鉗漏油情況，及時(shí)處理（重點(diǎn)關(guān)注卡鉗密封圈更換、剎車片更換、油缸活塞如有卡澀必需更換、油品不合格必需更換）；
　　2、偏航剎車盤必需按照維護(hù)要求保持清潔，不允許存在油污污染；
　　3、集油盤安裝工作必需到位；
　　4、現(xiàn)場(chǎng)需要全面排查驅(qū)動(dòng)電機(jī)抱閘有效性；及時(shí)、全面統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)抱閘的型號(hào)，工服內(nèi)部盡快進(jìn)行物料號(hào)的申請(qǐng)與采購(gòu)工作；現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)更換；
　　5、對(duì)全場(chǎng)機(jī)組偏航驅(qū)動(dòng)與偏航軸承齒系嚙合進(jìn)行復(fù)測(cè)工作，如有問(wèn)題，及時(shí)整改；
　　6、現(xiàn)場(chǎng)做好巡查計(jì)劃，保證可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理偏航卡鉗漏油及偏航齒圈潤(rùn)滑脂滴落問(wèn)題；
　　7、檢查、核對(duì)包括偏航軟啟在內(nèi)的機(jī)組所有硬件整定值設(shè)置。

（來(lái)源：電力安全生產(chǎn)）