引言

齒輪箱作為雙饋風電機組的核心部件，運行是否穩(wěn)定，將直接決定著建設(shè)方的切身利益。由于齒輪箱故障或者損壞引起的機組停運事件時有發(fā)生，如 Gearbox Oil Hot Warning、Gearbox Oil Hot 等故障。隨著機組容量的不斷增大，以及風電機組的運行時間逐漸累積，由此帶來的直接損失和間接損失，維修人員投入維修工作的工作量也有不斷增加。因此，研究風電齒輪箱過溫停機故障原因變得尤為重要。

 

1 風力發(fā)電機組齒輪箱油冷系統(tǒng)組成及原理介紹

齒輪箱潤滑系統(tǒng)采用強制潤滑的方式，主要功能為潤滑( 形成油膜、降噪、吸振、減少摩擦等) 、冷卻( 熱量傳導、降低齒輪箱各軸承溫度) 由潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及傳感器等系統(tǒng)組成。潤滑系統(tǒng): 吸油管、油泵、電機、過濾器、溫控閥以及相應的連接膠管。冷卻系統(tǒng)一般為風冷，包括風扇、電機及相應的連接膠管。傳 感 器: 包 括 壓 差 開 關(guān)、壓 力 傳 感 器、各 溫 度 測 點PT100 等。潤滑系統(tǒng)能夠提供源源不斷的潤滑油; 過濾器能夠過濾潤滑油液中的雜質(zhì)，潔凈潤滑油; 冷卻系統(tǒng)用來降低潤滑油的溫度。

 

動作原理如下: 風作用到葉片上，驅(qū)使風輪旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的風輪帶動齒輪箱主軸轉(zhuǎn)動，風能轉(zhuǎn)化為機械能，通過電機泵與機械泵( 風機轉(zhuǎn)動運行時) 將潤滑油從齒輪箱油池吸出，潤滑油經(jīng)過濾后到達溫控閥。隨著油溫的升高，溫控閥分配高溫油經(jīng)過冷卻系統(tǒng)冷卻，再分配到各個潤滑點，進行冷卻潤滑。

 

2 風力發(fā)電機組齒輪箱軸承溫度高原因分析

2． 1 溫度傳感器 PT100 本身問題

機組報故障后查看故障波形，如果發(fā)現(xiàn)溫度有突變或者直接變?yōu)?0 或者較大等情況可以更換 PT100 進行觀察，如果有備用芯的話，可以更換至備用芯。

 

2． 2 過濾系統(tǒng)問題

通過電機泵與機械泵( 風機轉(zhuǎn)動運行時) 將潤滑油從齒輪箱油池吸出，然后通過濾芯后進入各潤滑點，假如濾芯堵塞，就會導致油路循環(huán)不暢，油溫過高，軸承溫度高。

 

2． 3 冷卻系統(tǒng)問題

冷卻系統(tǒng)組成由冷卻風扇、散熱片等組成，發(fā)生故障時，檢查冷卻風扇工作是否正常，能否正常啟動; 檢查冷卻風扇風道有無破損; 檢查散熱片有無臟污，并清理( 在風場環(huán)境惡略的地區(qū)會導致散熱片堵塞嚴重，造成熱量不能有效地進行交換) 。逐步排查，直至故障排除。

 

2． 4 溫控閥問題

溫控閥動作機理: 通過電機泵與機械泵( 風機轉(zhuǎn)動運行時)將潤滑油從齒輪箱油池吸出，潤滑油經(jīng)過濾后到達溫控閥。當通過的潤滑油油溫低于 45℃ 時，因此時的潤滑油油溫較低，不需要進行冷卻，潤滑油直接進入齒輪箱各潤滑點; 當通過的潤滑油油溫高于 45℃時，溫控閥閥芯開始動作，此時的潤滑油部分直接進入齒輪箱，部分通過冷卻器進入齒輪箱; 當通過的潤滑油溫高于 60℃時，溫控閥閥芯完全關(guān)閉，此時的潤滑油完全經(jīng)過冷卻器后進入齒輪箱( 因油溫較高，需要經(jīng)過冷卻后才可進入齒輪箱) 。

 

故假如溫控閥損壞，高溫油就會不經(jīng)過冷卻器源源不斷直接進入齒輪箱，導致油溫升高，軸承溫度高故障也會隨之發(fā)生。

 

2． 5 油泵問題

根據(jù)齒輪箱潤滑原理可以知道，齒輪箱采取強制潤滑的方式。風機轉(zhuǎn)動時，根據(jù)溫度變化，潤滑油泵進行高低速切換，以達到潤滑降溫目的。

 

2． 6 參數(shù)問題

檢查齒輪箱油泵啟停流程及控制策略是否按規(guī)定設(shè)置。

2． 7 高速軸連軸器的安裝問題

齒輪箱的輸出軸( 高速軸) 采用聯(lián)軸器連接，安裝時應嚴格找中，其對中誤差必須控制在彈性聯(lián)軸器的允許值的下限以內(nèi)，一般應≤0． 05mm，角度誤差≤30”。( 彈性聯(lián)軸器允許的對中偏差是用于補償在工作過程中由于受載及溫升和離心力所產(chǎn)生的變形，及無法避免的制造和對中偏差的，并不是安裝的允許偏差，要求安裝的允許偏差≤0． 05mm。此偏差指正常工作下的值，在安裝時應根據(jù)風力發(fā)電機的特點預留補償量。)

 

2． 8 齒輪箱油池液位、潤滑油選型等問題檢查

發(fā)生異常時，應首先檢查齒輪箱油池液位高低，是否滿足齒輪箱設(shè)計的潤滑油量。另外只有廠家設(shè)計認可的潤滑油才允許 使 用，目前推薦使用的潤滑油 品 牌 Mobilgear SHCXMP320． 對于不同品牌型號的潤滑油，不允許混加，必須將齒輪箱內(nèi)部殘留清理干凈后才可以加入其它牌號的潤滑油，而且在齒輪箱運行滿半年后要對齒輪箱油液進行抽樣化驗。

 

2． 9 空氣濾清器是否通暢

檢查齒輪箱頂部空氣濾清器是否通暢，濾清器底部防失效皮塞是否拿掉。若空氣濾清器不通暢，則會引發(fā)齒輪箱內(nèi)外部存在壓力差，從而引發(fā)故障。

 

3 結(jié)語

風電齒輪箱可能發(fā)生的故障原因有很多，除了一些常見的原因之外，溫控閥是引起軸承溫度高的主要原因之一。因此，發(fā)現(xiàn)問題時，要不斷對風電齒輪箱的故障情況進行詳細的研究分析，進而找出預防和排除故障的相關(guān)措施，以減少因故障而帶來的損失。

 

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