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风力发电机变桨电机整治与维护探究

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成果主要完成人

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项目概况

进入21世纪以来,我国的新能源事业蓬勃发展,风电机组装机容量逐年快速增加。由于早期投运的风力发电机组维护工作缺乏科学性、全面性和针对性,导致机组的部分重要部件故障频发,达不到设计时的可靠性要求。 本课题以中广核新能源宝力格风电场选用的东汽FD70B-1.5MW、双馈型风力发电机为例,对其重要部件——变桨电机在运行过程中遇到的问题进行深入地剖析,并研究确立一种科学的整治、维护与测试方法,有效降低风电场的运维成本,并且使所有变桨电机在剩余生命周期内稳定可靠地运行。 宝力格风场的变桨电机在日常运行时故障率较高,仅2016年-2017年间共计换37台,平均每个月更换1.5台。由于该电机属于原装进口产品,所以进行备件采购时不仅价格昂贵,而且采购周期较长,一旦发生变桨电机故障,将产生大量的停机电量损失。所以希望通过研究找到其频繁损坏的根本原因,并提出切实可行的办法来降低其故障率。 主要解决办法: 1、解决变桨减速器漏油问题 为了彻底消除由于减速器油液泄漏造成的变桨电机及编码器损坏问题,同时改善变桨减速器的润滑环境,风电场对所有变桨减速器的油封进行了批量更换。 2、解决变桨电机碳刷磨损过度问题 通过对已损坏的变桨电机进行拆解,发现部分电机的碳刷已经过度磨损,为避免在风机剩余10年的使用寿命内出现更多电机由于碳刷磨损过度导致损坏的隐患,风电场对电机的所有换相碳刷进行了更换,并对刷架及卡簧进行了检查和拉力测试,对不符合标准的刷架及卡簧全部更换。 3、解决变桨电机内部碳粉堆积问题 由于变桨电机运行近10年未进行过维护,内部堆积的碳粉极易使电机内部产生弧火。所以风电场对所有的变桨电机进行拆解,对电机内部的碳粉及废油(减速器油)进行彻底清洁。 4、解决变桨电机其他问题 为解决变桨电机在运行过程中遇到的风扇不正常启动、温度和角度跳值、键槽和键磨损等问题,风电场相应地采取了如下措施:对所有风扇电容进行检测和补充,并对电机风扇接线盒盖子进行加强固定的措施,防止其在运行过程中再次掉落丢失;改变原变桨电机电源电缆和信号电缆固定支架形状,增加电缆固定扎带数量,防止其因长期晃动而断股; 将已变形的变桨电机轴键槽进行修补,然后再重新开键槽,将变形的键进行更换。为保证变桨电机在剩余约10年的服役期内能正常运行,对所有轴承进行批量性更换以消除轴承卡涩可能带来的设备安全隐患。 总体经济性分析 如前所述,对宝力格风电场200台东汽机组600台变桨电机进行整治和维护,共计花费113.0025万元; 而整治和维护后,根据测算,在风机剩余10年服役期内,将减少变桨电机备件采购费用及故障停机电量损失费用共计10*47.67万元=476.7万元; 那么,在风机剩余服役期限内,将实现治理利润363.6975万元。 该方案不仅技术路线成熟,而且具有较高的经济性,按照该方案对变桨电机进行整治和维护可以极大地降低后期维护成本。所以,有必要在早期投运(运行超过8年)、使用电变桨系统的风力发电机机组中进行推广。