高楊
（寧夏銀星能源股份有限公司賀蘭山風(fēng)力發(fā)電廠，銀川 750021）

　　【摘　要】隨著社會的進步與經(jīng)濟的增長，傳統(tǒng)的火力發(fā)電雖然能夠為社會提供充足的電力能源，并滿足當(dāng)前電力能源的需求，但會對環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，所以近年來電力行業(yè)逐漸重視風(fēng)力發(fā)電。基于此，論文以風(fēng)力發(fā)電機偏航減速箱斷齒故障為主要研究內(nèi)容，通過對風(fēng)力發(fā)電機偏航的簡單介紹，進而對偏航減速箱斷齒故障以及三相異步電動機負載-電流特性與降低斷齒故障率的對策展開了深入探討。

　　【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電機；偏航減速箱；斷齒故障

　　1　引言
　　近年來，在人們生活質(zhì)量快速提升的基礎(chǔ)上，社會各界對電力事業(yè)提出了更高的要求。這種背景下，我國電力事業(yè)逐漸加強了對可再生資源的應(yīng)用力度，風(fēng)能作為自然界中廣泛存在的一種可再生資源，也被廣泛地進行了應(yīng)用。隨著風(fēng)電發(fā)電規(guī)模的不斷擴大，風(fēng)電發(fā)電機故障發(fā)生的頻率逐漸增高，從而影響了整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，無法為社會提供良好的供電服務(wù)。因此，對降低風(fēng)力發(fā)電機偏航減速箱斷齒故障率進行研究具有重要意義，為我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的進一步發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。
　　2　風(fēng)力發(fā)電機偏航概述
　　偏航系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機的重要組成部分，對整個風(fēng)力發(fā)電機的正常運行提供重要幫助。所謂的偏航系統(tǒng)，又可以稱為對風(fēng)設(shè)備，能夠在風(fēng)電機內(nèi)風(fēng)速矢量改變時，時間尋找出Z準(zhǔn)確的風(fēng)向，使風(fēng)輪獲得Z大的風(fēng)能，從而推動整個風(fēng)電機的運行。同時，通過偏航系統(tǒng)，還可以為風(fēng)機提供良好的鎖緊力矩，提升整個風(fēng)機的安全性。整個風(fēng)電機偏航系統(tǒng)如圖1所示。風(fēng)電機內(nèi)部風(fēng)向出現(xiàn)變化時，會自動生成相應(yīng)的偏航指令，并將其傳遞給風(fēng)機，使得偏航系統(tǒng)開啟。之后，在偏航減速器的作用下，將力矩傳遞到塔筒偏航齒圈上，使偏航風(fēng)機產(chǎn)生運動，并以塔筒為中心旋轉(zhuǎn)。與此同時，為了降低偏航對整個風(fēng)機帶來的沖擊，偏航制動器與偏航制動盤結(jié)合到一起，并在前者的帶動下，使阻尼出現(xiàn)了轉(zhuǎn)動^[1]。

　　3　偏航減速箱斷齒故障分析
　　某風(fēng)電場運行的過程中，風(fēng)力發(fā)電機組頻繁產(chǎn)生了減速箱斷齒故障。進而對其展開了深入的分析，經(jīng)過分析之后發(fā)現(xiàn)，該故障可能由以下幾個原因引發(fā)。
　　3.1偏航制動器液壓問題
　　偏航制動器作為整個偏航系統(tǒng)內(nèi)的重要組成部分，在其運行的過程中，需要通過液壓的方式，為其提供充足的動力。若對制動器進行配置時，沒有根據(jù)風(fēng)機的實際情況來設(shè)定，導(dǎo)致液壓站壓力過高，不符合風(fēng)機的實際使用要求，將會對制動器產(chǎn)生非常大的動力，使得實際動力超出制動器正常運行動力的上限，從而提升了對制動器的損壞程度。長此以往，在壓力的作用下，使得減速器出現(xiàn)斷齒的故障。另外，若液壓油使用的時間過長，使其發(fā)生了變質(zhì)，并提升了粘度，導(dǎo)致其性能受到了一定干擾，無法起到正常的抗磨、防腐等作用，致使偏航減速器齒輪出現(xiàn)過負載，進而引發(fā)斷齒故障。
　　3.2偏航制動盤存在雜質(zhì)
　　在風(fēng)力的作用下，自然環(huán)境中的雜質(zhì)會不斷地進入到風(fēng)力發(fā)電機內(nèi)，并附著到偏航制動盤的表面。若電廠工作人員沒有對這一現(xiàn)象產(chǎn)生重視，未及時對雜質(zhì)進行清理，在偏航系統(tǒng)運行時，會隨著偏航制動盤進入到制動盤與閘片之間。而閘片生產(chǎn)時，選擇的是低金屬摩擦材料，這種材料不僅具有較高的高摩擦系數(shù)和高耐磨性能，而且還具有較高的電吸附性，很容易將細小的灰塵顆粒吸附到其表面，當(dāng)其表面的灰塵微粒達到一定程度后，進一步提升了閘片的摩擦系數(shù)，并使其超出風(fēng)力發(fā)電機的正常要求，從而導(dǎo)致偏航減速器出現(xiàn)斷齒故障。
　　3.3偏航減速箱齒輪與塔筒偏航齒圈嚙合潤滑不及時
　　在對風(fēng)力發(fā)電機進行維護時，通常都是由人工登風(fēng)機巡檢涂抹潤滑脂的方式，將潤滑油注入到風(fēng)機內(nèi)，受到人員因素的影響，導(dǎo)致注入的時間較晚，或者是注入的潤滑油量不足，都會引發(fā)偏航減速箱齒輪與塔筒偏航齒圈嚙合潤滑不及時的現(xiàn)象出現(xiàn)，從而提升了風(fēng)力發(fā)電機的負載，導(dǎo)致減速箱齒輪受到嚴(yán)重的干擾，并影響了齒輪的壽命。
　　3.4偏航電機過載
　　偏航減速箱生產(chǎn)時，未嚴(yán)格按照要求制造，導(dǎo)致自身質(zhì)量較低，存在一定的安全隱患，使齒輪的硬度不足，在減速箱運行一段時間后，致使齒輪出現(xiàn)斷齒的故障，進而引發(fā)齒輪嚙合卡塞問題。同時，風(fēng)機制造完成后，對其進行裝配時，受到裝配技術(shù)的影響，使得偏航減速器的位置出現(xiàn)了變化，無法與塔筒圈嚙合，導(dǎo)致齒輪產(chǎn)生嚙合干涉。另外，風(fēng)機裝配完后，對其進行使用時，由于風(fēng)電場對風(fēng)機的重視程度不足，并未制定出科學(xué)、合理的維護工作，使得偏航減速箱內(nèi)的潤滑油較少，使偏航減速器與塔筒齒圈之間的潤滑能力不足，導(dǎo)致風(fēng)機中出現(xiàn)干磨的現(xiàn)象，進而產(chǎn)生齒輪嚙合干涉。
　　4　三相異步電動機負載-電流特性
　　風(fēng)力發(fā)電機運行時，需要使用三相異步電動機，而在其運行的過程中，負載與電流往往具有直接的聯(lián)系，根據(jù)這一聯(lián)系，將其劃分為三個區(qū)間，如圖2所示。

　　①正常負荷區(qū)：各電機在整體考慮上，應(yīng)選擇電機長期健康允許的Z大負荷電流值I1，并利用其作為標(biāo)準(zhǔn)，確定出風(fēng)力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的運行情況；
　?、诟婢瘡?fù)合區(qū)：告警復(fù)合區(qū)當(dāng)中主要是指偏航電機所負荷電流的I1～I2區(qū)間，I2主要是指偏航電機在出現(xiàn)過載跳閘時所產(chǎn)生的Z大電流數(shù)值。在此過程中，若出現(xiàn)風(fēng)機偏航電機的負載電流突然出現(xiàn)異常，如持續(xù)表現(xiàn)為數(shù)值大于I1或小于I2電流值的情況，則應(yīng)當(dāng)立即采取停機措施，并對偏航系統(tǒng)進行全面的檢查。
　?、圻^復(fù)合區(qū)：過復(fù)合區(qū)即為偏航電機的負荷電流明顯超過了I2電流值，此時電機將會啟動保護措施，直接跳閘，此時應(yīng)當(dāng)立即對偏航系統(tǒng)進行停機檢查，以免出現(xiàn)安全隱患。
　　5　降低風(fēng)力發(fā)電機偏航減速箱斷齒故障率的對策
　　針對風(fēng)力發(fā)電機偏航減速箱斷齒故障的分析，從綜合的角度來說，應(yīng)采取以下措施來降低減速箱斷齒故障率。
　　首先，加強對風(fēng)電機偏航系統(tǒng)的檢查，尤其是螺栓與齒輪部分更要仔細，通過定期檢查，確保兩者的高穩(wěn)定性，避免齒輪或螺栓松動對整個偏航系統(tǒng)帶來影響，從而降低斷齒故障率；
　　其次，在整個風(fēng)力發(fā)電機運行時，要注意齒輪箱的密封情況，當(dāng)齒輪箱的密封性能不足時，采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，Z大程度上阻止雜質(zhì)