茂名职业技术学院
毕业设计
题目：风力发电组轴承的常见失效形式及故障分析系别：机电信息系专业：机械制造与自动化班别：13机械一班姓名：何进生指导老师：张浩川日期：2015年7月1日至2016年5月1日
内容摘要
随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力，能源问题和环境污染日益突出。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源，因其使用便捷、可再生、成本低、无污染等特点，在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展。风力发电己成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故，造成巨大的经济损失。
本论文先探讨了课题的实际意义以及风力发电机常见的故障模式，在这个基础上对齿轮箱故障这种常见故障做了详尽的阐述，包括引起故障的原因、如何识别和如何改进设计。通过对常见故障的分析，给风力发电厂技术维护提供故障诊断帮助，同时也给风电设备制造和安装部门提供理论研究依据。
关键词
风力发电机;故障模式;齿轮箱;故障诊断
Common Faults And Their Analysis
Of The Wind Turbine
Abstract
With the global economic development and population growth, humanity is facing with the pressure from two sides of the energy use and environmental protection, the energy problem and environmental pollution has become an increasingly prominent issue. Wind power as a abundant reserves of natural resources, because of its convenient use, renewable, low cost, no pollution, has been more widely used and rapid development in the world. Wind power has been taken as one of the priority development energy sources in the world．The increase of wind power capacity and complicated system structure will not only cause power outage，but also raise serious accidents when the set is at fault．
In the beginning, the dissertation introduces the practical significance of project and the common failure mode of wind turbines, then researches and describes the failure of gearbox in detail, including the cause of failure, how to identify and how to improve the design. Based on the analysis of common failures, not only provide assistance for fault diagnosis to the technical
maintenance of wind power plants, but also provide a theoretical basis to the wind power equipment manufacturing and installation departments.
Key Words
Wind Turbines; Failure Mode; Gear Box; Fault Diagnosis
目录
第一章绪论 (1)
1.1 风力发电的背景 (1)
1.2 风力发电机故障诊断的意义 (2)
第二章风力发电机常见故障模式及机理分析 (5)
2.1 风力发电机结构 (5)
2.2 常见故障模式及机理分析 (7)
2.2.1 叶片故障及机理 (7)
2.2.2 变流器故障及机理 (8)
2.2.3 发电机故障及机理 (10)
2.2.4 变桨轴承故障及机理 (13)
2.2.5 偏航系统故障及机理 (16)
2.3 本章小结 (21)
第三章风力发电机齿轮箱故障诊断 (22)
3.1 风力发电机齿轮箱常见故障模式及机理分析 (22)
3.2 齿轮箱典型故障振动特征与诊断策略 (28)
3.3 针对齿轮箱不同故障的改进措施 (32)
第四章结论 (36)
致谢 (37)
参考文献 (38)
风力发电机常见故障及其分析
第一章绪论
1.1 风力发电的背景
随着全球人口数量的上升和经济规模的不断增长，世界范围内对能源需求持续增加，化石能源、生物能源等常规能源使用带来的环境问题日益突出。在此背景下，低碳经济即以低能耗、低污染、低排放为基础的能源经济发展模式应运而生。风力发电作为清洁能源的一种，是适应当前经济下国际能源发展的新型发电技术，有着得天独厚的优势：风能分布广泛，蕴藏量巨大，是一种可再生资源，有利于可持续发展；风力发电无温室气体排放，清洁无污染，完全符合低碳经济低能耗、低污染、低排放的要求；风力发电施工周期短，占地少。
风能作为一种清洁的可再生能源，蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。自2004年以来，全球风力发电能力翻了一番，2006年至2007年间，全球风能发电装机容量扩大27%。2007年已有9万兆瓦，这一数字到2010年是16万兆瓦。预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。
在“九五”期间，我国风力发电场的建设开始了快速发展。2001年底，我国已在新疆、内蒙古、辽宁、吉林、广东、福建、浙江、甘肃、河北、山东、海南等11个省区建立了27座风电场，总装机容量达40万KW，风电发电量占全国总发电量的0.1％。过去十年来，风力发电以年均55％的高速增长，按国家制定的“十一五”规划，2010年整机装机容量达到1000万KW，国产化率将达到75％～85％。
风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电技术是一种利用风能驱动风机桨叶，进而带动发电机组发电的能源技术。由于风能储量丰富、用之不竭、无污染等特点，被各国广泛重视，纷纷投入大量的人力、物力、财力来发展风力发电技术。根据国际新能源网的有关资料显示，迄今为止，世界上已有82个国家在积极开发和应用风能资源。目前，风电发展正在不断超越其预期的发展速度而发展，并一直保持着世界增长最快能源的地位。
1.2 风力发电机故障诊断的意义
风电对缓解能源供应，改善能源结构、保护环境和电力工业的持续发展意义重大。这些年来，风电机组在我国得到了广泛的安装使用。随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，风力发电机的故障也成为一个不容忽视的问题。
随着风电机组运行时间的加长，目前这些机组陆续出现了故障（包括风轮叶片、变流器、齿轮箱、变桨轴承，发电机、以及偏航系统等都
有），导致机组停止运行。当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故。风电机组的部分部件一旦损坏，在风电场无法修复，必须运到专业厂家进行修理。因其维修费用高、周期长、难度大，势必给风电场造成巨大的经济损失，严重影响了风电的经济效益。
风电机组的输出功率是波动的，可能影响电网的电能质量，如电压的偏差、电压的波动和闪变、谐波以及周期电压脉动等。当风电机组发生故障时，输往电网的有、无功功率发生波动，且造成电网的谐波污染和电压波动。伴随的危害有照明灯光的闪烁、电视机画面质量下降、电动机转速不均和影响电子仪器、计算机、自动控制设备的正常工作状况等。风电机组的故障也会导致风力发电机从额定出力状态自动退出并网状态，风力发电机组的脱网会导致电网电压的突降，而机端较多的电容补偿高于脱网前风电场的运行电压，引起了电网电压的急剧下降，从而影响接在同一个电网上的其它电气设备的正运行，甚至会影响到整个电网的稳定与安全。
风力发电机组因为长期工作在野外、暴晒和雷雨等恶劣环境中，其损坏率高达40％-50％。同时，由于风力发电设备的维护技术跟不上风力发电的发展速度，一旦其关键零部件(如齿轮、轴承、叶片等)发生故障，将会使设备损坏、发电机停机，带来严重的经济损失。例如,2006年，德国北部奥尔登堡的一台风力发电机的转子叶片被强风刮断,长达10米的沉重碎片飞到20米远的田地里，造成了严重的事故;2007年，荣成市港西镇附近的风力发电机因齿轮油泄漏，导致其周围5.07亩的海参饲养池受到污染，造成海参大量死亡。
风机维护主要分为定期检修和日常排故维护两种方式。定期的维护保养可以让设备保持最佳状态，并延长风机的使用寿命，是重要的维护方式。但是定期维修可能存在维修不足、维修过剩的问题。日常排故维护是在风机出现故障时及时去现场进行设备检修，为了避免因故障造成意外停电，还要求维护人员能够实时监测风机的运行状态并预测、诊断故障。
随着野外装机规模的不断扩大，风力发电机系统的故障诊断也就显得越来越重要了。风力发电系统主要由将风能转换为机械能的风力机和将机械能转换为电能的发电机两大部分组成，其中发电机是整个系统的核心，直接影响整个系统的性能、效率和供电质量，同时也是系统中易发生故障的部分。由于风力发电机受到的风场切片风复杂多变，且长期工作在野外、暴晒和雷雨等的恶劣环境中，易发生多种机械或电气故障。因此开展对风力发电机故障诊断的研究，及时发现系统的早期故障并进行维修，提高风力发电机组运行的可靠性，对保证风力发电机的正常安全运行具有重大的实际意义。
第二章风力发电机常见故障模式及机理分析
2.1 风力发电机结构
风力发电机由风轮及变桨距系统、轮毂、结构(机舱、地基和塔架)、传动装置、齿轮箱、发电机、电气系统、控制系统、传感器、刹车系统、液压系统和偏航系统等构成。风电机组首先将风能通过风轮转换成机械能，再借助主轴、齿轮箱等传动系统和发电机将机械能转换成电能，从而实现风力发电。风力发电机结构图如下图2.1所示：
图2.1风力发电机结构图
其主要部件的功能如下：
塔架：风力发电机塔架是支撑机舱和风轮的部件，它将风轮支撑到能较好的捕捉风能的高度。
风轮：主要由叶片、轮毂组成。风轮一般由3个叶片组成，因为它运行平稳，能输出稳定的转矩。轮毂是用来连接叶片与轮毂的固定部件，它将来自叶片的载荷传递到风轮的支撑结构上。风轮的作用是获取风
能，并将风能转变成机械能，再由与风轮相连的低速轴将动力输出到传动系统。
传动机构：主要包括低速轴(主轴)、齿轮箱、高速轴和刹车装置。齿轮箱用来提高转速和传递动力。风力发电机齿轮箱大致可分为两类，即定轴线齿轮传动和行星齿轮传动。实际应用的风力发电机齿轮系统中，最常见的形式是一个行星齿轮系加上一个或多个平行轮系构成的。
发电机：发电机是风力发电系统的做功装置。它的作用是将机械能转换成电能。风电系统常用两种三相发电机：一种是异步发电机，另一种是同步发电机。通过变频器，可以使发电机产生的电流与电网上的电流相适应。
偏航机构：主要由风向标和旋转马达组成，其作用是保证在风向改变的情况下，使风轮始终与风向保持垂直。目前大多数大型水平轴风力发电机采用主动偏航来对风，经风向标测定风向后，通过控制旋转马达实现调向。
控制柜：作用是对风力发电机的工作情况进行控制，保证风力发电机的正常运行。
机舱：机舱包容并保护着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机和控制器等。维护人员可以通过风力发电机机塔进入机舱，进行维护工作。
液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。
冷却元件：包含一个风扇，用于冷去热发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。
2.2 常见故障模式及机理分析
2.2.1 叶片故障及机理
风力发电机组通过叶片将空气的动能转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能，风轮及叶片在能量转化中担任着重要角色。
叶片从叶尖到叶根，厚度和弦长都逐渐增加，这是由于叶片尖部的旋转速度高、扫掠面积大，其气动性能对风机性能具有决定性影响，因此使用空气动力特性较好的薄翼型。而叶片根部的载荷较大，因此使用结构性能较好的厚翼型，叶根则呈圆柱形状，方便叶根与轮毂的连接。
在结构上，叶片可以分成三个组成部分：大梁—承载结构、蒙皮—气动结构和叶根—连接结构。大梁由梁帽和剪切腹板组成，梁帽由拉压强度很高的单向纤维复合材料制造，腹板是多向纤维复合材料和泡沫制成的夹层结构，大梁承受了叶片的绝大部分载荷；蒙皮与剪切腹板结构相同，用于构成叶片的气动外形；叶根由多向纤维复合材料制造，将大梁上的载荷均匀分散传递给叶根连接螺栓。
风力发电机组在工作过程中，桨叶的转速是随风速的变化而变。当阵风袭来，叶片受到短暂而频繁的冲击载荷，而这个冲击载荷也会传递到传动链上的各个部件，使得各个部件也受到复杂交变的冲击，对其工作寿命造成极大的影响，使风力机在运行过程中出现各种故障。尤其是风轮以及与其刚性连接的主轴、齿轮箱、发电机等在交变载荷的作用下很容易出现故障，造成机组停机。
叶片常见的故障模式有叶片断裂、偏移、弯曲、和疲劳失效等。
叶片是风力发电机组中受力最复杂的部件。它在不停地旋转, 各种激振力几乎都是通过叶片传递出去的。无论是地球附面层形成的风的不均匀流,还是重力和阵风等影响因素, 都是作用在叶片上。
现实中，风力发电所处环境比较恶劣，风车叶片不能精确地对准风向而存在偏斜，风速在风轮扫掠面上的不均匀，风速的瞬时变化，造成风机叶桨的振动、偏移、弯曲等不正常运行的状态。当风速增大、风速减小、风速不均时都会造成叶桨的振动。
由于叶片较长，刚性较差，旋转过程中自身不规则的振动或强风冲击可能引起叶片断裂。大型的风力发电机都在露天工作，长期旋转后，叶片表面因积灰、粘有昆虫尸体或结冰而起叶片受力不均，导致叶片整体重心偏移，同时叶片长时间受到交变载荷作用，导致工作条件恶化，引起疲劳失效。
2.2.2 变流器故障及机理
目前各大风电场的主力机型大体有3类：鼠笼式风力发电机、直驱式风力发电机和双馈感应式风力发电机。其中除鼠笼式以外，其余两种形式的风力发电机并网时都不可避免地要经过一个电力电子变流器，只不过由于风力发电机结构不同，同样额定功率的机组中，流过双馈式风机变流器的能量大约只占直驱式风力发电机的1/3。
目前国内实现国产化的大型变速风力发电机组采用的发电机主要为双馈发电机，机组的正常并网发电须采用两个变流器。变速恒频双馈风力发电机主电路图如下图2.2所示：
图2.2双馈风力发电机主电路图
风力发电并网变流器是一种运用现代高科技技术，集成现代控制理论、微电子技术及现代电力电子变换技术等交叉学科的高新技术产品，是把风能转化为电能并入电网的纽带，既能对电网输送风力发电的有功分量，又能连结、调节电网端无功分量，起到无功补偿的作用。风力发电机发的是直流电要用蓄电池将风力发电机的电存起来。但我们用的电器大多用交流电，所以要用变流器将直流电变为交流电，变器就是一个逆变器。
变流器常见故障模式有：变流器误动作，与预期效果误差大、过电压、过电流、过热及欠电压等。过电压和过电流可能导致开关管超过耐受极限而击穿或烧毁，有时甚至是永久性损坏。
变流器所处现场往往环境恶劣，高温发热、油水脏污、灰尘以及交变的电磁干扰等都无法估计，既影响变流器性能，也极易导致变流器故障。目前风力发电机中电力电子开关大量使用了绝缘栅双极晶体管，当其两端电压过高或过电流导致温度过高，亦或其运行功率超过了在正常工作温度下允许的最大耗散功率（最大集电极功耗）等，都可能导致开
关管超过耐受极限而击穿或烧毁，有时甚至是永久性损坏。
导致变流器中开关管过电压和过电流的原因是多方面的，常见的有变流器本身的质量问题、元件接触不良以及型号参数不匹配等。此外，风力发电机在运行过程中遭遇电网故障，功率无法馈送入电网，导致功率直流侧和输出侧电压升高，发电机在运行过程中由于负载突变产生过高的冲击电流，发电机及传输电缆绝缘老化导致匝间或相间短路形成短路电流等，如最终超过元件的耐受限度，都会导致变流器元件故障。2.2.3 发电机故障及机理
发电机是风电机组的核心部件，负责将旋转的机械能转化为电能，并为电气系统供电。随着风力机容量的增大，发电机的规模也在逐渐增加，使得对发电机的密封保护受到制约。发电机长期运行于变工况和电磁环境中，容易发生故障。
发电机常见的故障模式有发电机振动过大、发电机过热、轴承过热、转子/定子线圈短路、转子断条以及绝缘损坏等。
风力发电机组振动的大小直接关系到机组能否安全运行，而对于发电厂来说安全就是最大的经济效益。引起机组振动过大或者不正常的原因有很多，既有设计制造方面的原因，也有运行方面的方面的原因，还有安装和检修等方面的原因。
风力发电机转子是一个高速旋转机械，如果转子的质心与旋转中心不重合，则会因为转子的不平衡而产生一个离心力，这个离心力对轴承产生一个激振力使之引起机组振动，如果这个离心力过大，则机组的振
动就会异常。所以，风力发电机转子在装配时每装配一级叶片都应该对该级叶片进行动平衡试验，整个转子装配完成后在出厂之前还应该对整个转子进行低速和高速动平衡，以确保转子的不平衡量在一个合格的范围内。在制造厂家，转子不平衡量较大的原因主要由是机械加工精度不够和装配质量较差引起，所以必须提高加工精度，同时保证装配质量，从而才能保证转子的原始不平衡量不致于太大。另外，如果机组的设计不当也会引起机组的振动。例如，在设计阶段轴承的选用是非常重要的，如果轴承选取不当，则会因为轴承稳定性太差而转子极小的不平衡量也可能引起机组较大的振动，或者油膜形成不好而极易诱发油膜振荡。
电机运行中叶片折断、脱落或不均匀磨损、腐蚀、结垢，使转子发生质量不平衡。发电机转子绕组松动或不平衡等，均会使转子发生质量不平衡。这样，转子每转一转，就要受到一次不平衡质量所产生的离心力的冲击，这种离心力周期作用的结果，就发生振动。转子发生弯曲，即使不引起发电机动静部件之间的摩擦，也会引起振动，其振动特性和由于转子质量不平衡振动的情况相似，不同之处是这种振动显著地表现为轴向振动。尤其当通过临界转速时，其轴向振幅增大得更为显著。如发电机转子和静子之间的空气隙不均匀、发电机转子绕组短路等，均会引起机组振动。
对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、
大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。风力发电机运行中发生振动，不仅会影响机组的经济性，而且会直接威胁机组的安全运行。因此，在发电机运行中，对轴承和大轴的振动必须严格进行监视。如振动超过允许值，应及时采取相应措施，以免造成事故。
由于风力发电机不停的工作，也会出现发电机过热的故障现象：发电机运转时机壳温度很高，超过60摄氏度，触摸有烫手感觉。引起发电机过热故障原因有：轴承缺油或间隙太小，造成轴承剧烈摩擦产生过热现象。轴承严重偏磨或损坏，以及转子轴弯曲或磁片安装有误差，引起转子磁极与定子铁芯发生碰擦，即扫膛。定子线圈匝间短路、开路，或接线错误，使发电机内部产生短路电流。发电机超负荷作业。为了防止发电机过热，必须采取一定的措施：定期保养发电机，发现缺油及时添加复合钙基润滑脂，一般充满轴承腔三分之二即可。检查轴是否弯曲，轴承是否偏磨，必要时更换轴承，校正转子轴、铁芯等。用万用表法或试灯法检查定子线圈是否短路或开路，如是，应重新绕制定子线圈。检查负荷是否与发电机匹配，如不匹配，应更换。
2.2.4 变桨轴承故障及机理
风能是一种绿色的可再生能源, 风力发电也在迅猛发展。但是风速的变化是随机的, 从空气动力学角度考虑，当风速过高或过低时, 只有通过调整桨叶节距, 改变气流对叶片攻角, 从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩, 才能使功率输出保持稳定。同时, 风力机在起动过程也需要通过变距来获得足够的起动转距。
变桨系统的所有部件都安装在轮毂上，风机正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转。变桨系统通过控制叶片的角度来控制风轮的转速，进而控制风机的输出功率，并能够通过空气动力制动的方式使风机安全停机。风机的叶片通过变桨轴承与轮毂相连，每个叶片都要有自己的相对独立的电控同步的变桨驱动系统。变桨驱动系统通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动。
风机正常运行期间，当风速超过机组额定风速时（风速在12m/s到25m/s之间时），为了控制功率输出变桨角度限定在0度到30度之间（变桨角度根据风速的变化进行自动调整），通过控制叶片的角度使风轮的转速保持恒定。任何情况引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置。
目前变桨系统有液压驱动变桨系统和电动变桨系统2种类型。近来, 电动变桨距系统已越来越多地应用于风力发电机组。电动变桨距系统的3个桨叶分别带有独立的电驱动变桨距系统, 其机械部分包括回转支承、减速机和传动装置等。减速机固定在轮毂上, 回转支承的内环安装在叶片上, 叶片轴承的外环固定在轮毂上。当变桨距系统通电以后, 电机带动减速机的输出轴小齿轮旋转,而且小齿轮与回转支承的内环啮合,
从而带动回转支承的内环与叶片一起旋转, 实现了改变桨距角的目的。电动变桨机构传动图如下图2.3所示：
图2.3 电动变桨机构传动图
叶片由变桨电机带动轴承旋转调整叶片的受风角度。3个叶片分别由3台独立的电机带动叶片转动, 它们接受的是同一个旋转信号, 因此3个叶片的旋转是同步的，使3个叶片保持相同的受风角度。变桨电机在接受调整信号后通过变桨齿轮箱减速, 通过齿轮传动带动变桨轴承转过一个角度, 调整叶片的受风角度。
电动变桨风力发电机,在运行过程中主要存在的问题是3个叶片在变桨电机的带动下变换叶片的角度,出现变桨不同步的现象,也就是同时给变桨电机输送变桨信号后,由于变桨轴承发生了故障,只有2个叶片发生了变桨,另外一个没有动,或者3个叶片都不发生动作。使风机的效率大大降低,输出的功率达不到要求,甚至停机。
电动变桨轴承是在不同于一般的条件下工作的。轴承的内外圈不相对旋转,而是在很小的角度范围内摆动,因此它的滚珠不是沿整个滚道滚动,而只移动很小的距离,事实上是在摇动,也就是说永远是同一部分
的滚珠受载荷的作用。轴承发生故障原因: 轴承润滑不好造成的磨损，螺栓松动引起轴承移位，安装不当引起轴承变形。
(1)轴承润滑不好造成的磨损
做摆动的轴承与单向旋转的轴承不同,如果没有很好的润滑,那么
在短时间工作之后轴承就会磨损及损伤.滚道磨损及滚珠损伤将使摩擦
力矩增加。在摆动的振幅相当大的情况下,轴承圈将受到2种载荷的作用, 如下图2.4(a)所示。轴承圈上未被润滑部分边缘一段处在与连续旋转的轴承相似工作滚珠改变运动方向后经过的区域,在被润滑之前将出现压
力峰, 该压力峰的压力比连续旋转时所产生的压力大1倍。当轴承以很
小的摆动振幅工作时,如下图2.4(b)所示。这时相离最远的两接触面也
部分地相互重叠,轴承的工作条件将变得极端不好。
图2.4滚珠及润滑剂运动图
(a) 大振幅摆动时轴承圈载荷图 (b) 小振幅摆动时轴承全载荷图
因为润滑剂不可能流入重叠的接触面,因此该区域内的压力峰将变
得非常大,以至于立刻就会产生了永久变形。在此情况下金属表面由于
猛烈挤压,可能发生分子溶接现象—接触部分烧化,滚道上留下凹坑。轴
6.发电机常见故障及处理方法 6.1 发电机不发电或电压<100V 故障原因诊断分析： 1. 发电机运转至正常转速后电压为0，一般发生于长时间停用的发电机组，大多是发电机缺少剩磁造成的。在静止状态下用6V～12V蓄电池接在励磁绕组接线端子F1、F2上，F1接电源的正极，F2接电源的负极，短时间接通一下电源即可。 2. 若充磁后电压不能恢复，说明电机绕组存在短路故障，具体测量可用直流电阻电桥测量电机绕组的直流电阻。 3. 充磁后，如果试验空载电压恢复正常，但是，带载后电压下降厉害，应重点检查静止整流模块、旋转整流模块、电流互感器、整流变压器。 4. 如果U≠0 ，在30V～50V左右，进行它励试验，若电压不能恢复正常，应检查旋转整流模块是否损坏，励磁机绕组、主机绕组是否存在短路、断路。 5. 若进行它励试验时正常，一般故障出现在励磁系统，重点检查静止整流模块 V4、电流互感器T1、T2、T3，电抗器L1、整流变压器T6，检查绕组有无断路，插套有无松动，静止整流模块是否损坏。
6.2 发电机有电压，但电压在300多伏 故障原因诊断分析： 1. 发电机的电压调整范围一般为360V～440V，电压整定电位器调整至最大时，发电机电压应440V左右。若调整无效，电压保持在360V左右，可能是电压整定电位器阻值为零或电压整定电位器至AVR板上X2插头的1、3端子的两根线出现短路。应检查电压整定电位器是否完好，可用万用表测量电位器的直流电阻，阻值应在0～4.7kΩ内均匀变化。或者检查电位器是否接入AVR板。 2. 如检查电压整定电位器完好，检测弯板上的可控硅是否损坏，可控硅损坏严重（完全导通）可能导致分流电阻完全分流且分出电流大小不可调，从而使励磁电流较小，发电机电压始终处于低压状态。 3. 如果发电机电压在350以下，最大可能性是三块旋转整流模块中有一块出现故障，导致励磁机转子三相电流只有两相通过整流供给主机转子。 4.电抗器气隙太小,可适当加大电抗器气隙。
风力发电机状态监测与故障诊断技术分析 摘要：目前，全世界因煤炭、石油等传统燃料型能源不可再生且对环境污染危害性大，对其开采利用进行了严格管控，并将研究方向转至如风能、太阳能、地热能等清洁能源。风力发电作为风能利用的重要方式，在用风电场数量与增量逐年递增，设备故障诊断和维护保养工作已成为亟待解决的问题。此外，如何提高故障诊断和维护技术也成为各风力发电企业的重要研究工作。本文以风力发电机组故障诊断为例，从不可控的风力风速影响和风力发电机组故障类型、故障机理或产生部位、诊断处理等方面寻求快速诊断检修方法，力求缩短维修时间，降低检修成本，提高风力发电机组安全在线运行时长，确保风力发电质量和电能。 关键词：风力发电机组；状态监测；故障诊断技术 引言 近年来，随着工业的发展，环境污染日益严重，新能源风力发电在各行业领域应用日益广泛。一般风力发电场多建于偏远地区，地处环境恶劣，无法应用有效监测技术解决风力发电机组各种故障与信号不统一等问题。因此，基于风力发电机不同监测数据，全面分析风力发电机组运行时遇到的故障，深入研究风力发电机组监测与故障技术具有非常重要的意义。 1风力发电机采用状态监测和故障诊断技术的必要性 为了便于风能的获取，风场一般都设在比较偏远的山区或者近海区域，所以风力发电机会受到阵风、侵蚀等因素的影响。风力发电机组一般设在50-120m的高空，在机组运行时需要承受较大的受力载荷。由于设计不合理、焊接质量缺陷等原因会引发机组运行故障，当出现阵风时，会对叶片造成短暂而频繁的冲击载荷，而叶片受到的荷载又会对传动链上的部件产生不同程度的影响而引发故障，其中风轮、主轴、齿轮箱、发电机等受到的影响较大。计划维修和事后维修是风力发电机比较常用的维修方式，但是这两种维修方式都存在一定的缺陷，计划维修的检修范围不大，维修内容不详细，无法全面的反应出机电设备的运行状况。而事后维修的维修时间长，维修效率低，所以造成的经济损失较大。所以需要提高风力发电机维修水平，采用状态监测和故障诊断技术可大大提高风力发电机运行的稳定性和可靠性。 2风力发电机系统的状态监测现状分析 近年来以风力发电为代表的可再生能源产业得到了快速发展，不断完善的风力发电技术凭借自身独特的优势为风力发电规模的不断扩大提供了支撑，但风力发电系统在运行时的安全问题逐渐凸显，需对风力发电系统进行科学有效的监控，确保及时发现潜在隐患及故障，进而保证系统正常运行。风力发电过程中将风能转化为电能主要通过使用风机实现（电磁感应原理），再对转换后的电能进行调压等操作后向电网中的用户输送。目前我国的风力发电机组建设较为完善，基于恒速恒频的风力发电机组进一步完善了风力发电系统。目前变桨距技术在监测风力发电机系统的状态过程中较为常用，该技术能够根据实际情况动态调整风机叶轮转速，并以实际风速变化情况为依据对变流技术进行调整，以确保风力发电输出频率的恒定。风力发电质量在引入变速恒频技术（在风力发电并网系统中应用较多）后得以显著提高。 3风力发电机运行中存在的故障问题 3.1风机叶片故障
风力发电机电气故障诊断及维修实例分析 朱刚1 周艳华2 （1.神华国华江苏风电有限公司；2.江苏省东台市供电公司江苏东台224200） Abstract: The wind turbine integrated computer, automatic control, optical fiber communication, the technical achievements of the power frequency converters, servo drives, precision, detection, and new mechanical structure, high flexibility, high precision and a high degree of automation features. In today's energy industry, almost all managers and technical staff have been recognized that wind turbine with conventional forms of electricity generation in alternative energy and environmental protection are unmatched advantage, universal access to wind power technology is the future of human survival and development the only way. Keywords: wind turbine fault diagnosis maintenance instance 风力发电机综合了电子计算机、自动控制、光纤通信、电力 变频变流、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成 果，具有高柔性、高精度和高度自动化的特点。在当今能源行业， 几乎所有的管理者和技术人员都已经认识到风力发电机在能源 替代和环境保护等方面都有着常规发电形式所无法比拟的优势， 全面普及风力发电等新能源技术是未来人类生存和发展的必由 之路。既然作为一种机电一体化的复杂系统，出现各种各样的故 障亦是必然，如何在现场条件下正确、快速地分析故障原因，发 现故障部位进而快速处理故障，使故障风机恢复正常投入运行， 提高设备的可利用率，是现场维修人员需要深入探讨的问题。 1 风力发电机电气故障的分类 风力发电机的电气故障可按故障的性质、现象、原因或者后 果等进行分类。根据故障发生的部位不同，可以分为硬件故障和
一、 康明斯柴油机的常见故障原因 (一)柴油机冒黑烟 1)涡轮增压器工作失郊； 2)气门组件密封不良； 3)喷油器或高压油泵精密偶件工作失郊； 4)凸轮轴组件磨损过度； 5)中冷器过脏、入气量不足； 6)喷油器胶圈密封不良； 7)气缸组件拉缸； 8)柴油质量不良。 (二)柴油机冒白烟 1)喷油器或高压油泵精密偶件失郊； 2)柴油机烧机油（即增压器烧机油）； 3)气门导管及气门磨损过度，机油漏入气缸； 4)柴油中有水； 5)喷油气缸套漏水入气缸； 6)活塞环磨损过度或油环装反，气缸烧机油。 (三)在高负载时，排烟管及增压器发红 1)喷油器或高压油泵精密偶件工作失郊； 2)凸轮轴、随动臂组件、摇臂组件磨损过度； 3)中冷器过脏、入气量不足； 4)增压器工作失郊； 5)气门组件密封不良。 (四)柴油机工作时功率亏损较大 1)气缸组件磨损过大； 2)喷油器或高压油泵精密偶件工作失郊； 3)PT油泵工作失郊； 4)正时机构工作不良； 5)增压器工作失郊； 6)中冷器过脏； 7)气门组件密封不良； 8)柴油格、空气格过脏。 (五)柴油机机油压力过低 1)轴瓦和曲轴的配合间隙过大，即轴瓦和曲轴磨损过大； 2)各种衬套和轴系磨损过大； 3)冷却喷咀或机油管漏油； 4)机油泵工作失郊； 5)油压传感器失郊； 6)机油冷却器过脏导致油温过高； 7)机油品质不良。 (六)柴油机水温过高 1)水泵损坏； 2)节温器损坏；
3)风扇皮带，水泵皮带过松； 4)水箱过脏。（内部或外部） (七)柴油机出现烧瓦现象 1)机油泵工作失郊； 2)轴瓦间隙过大，引起油压过低； 3)柴油机缺水而出现高温； 4)机油格堵塞； 5)机油品质不良。 (八)柴油机下浊气大现象或有白烟从下浊气管排出 1)气缸组件磨损过大； 2)油底壳有水；（缸盖破裂，喷油器铜套水，缸套烂穿，缸套胶圈漏水，缸体漏水） 3)有拉缸现象。 (九)柴油机转速不稳 1)柴油机有功率亏损过大的故障； 2)PT泵的电子执行器磨损过度以及PT泵内部机件故障； 3)EFC电子调速板工作失郊； 4)测速磁头损坏； 5)柴油格过脏； 6)柴油管道漏气。 (十)油底壳有水 1)缸套破裂或缸套胶圈破损； 2)缸体破裂； 3)缸盖破裂； 4)喷油器铜套漏水。 (十一)油底壳有柴油 1)喷油器O形形圈损坏； 2)喷油器雾化不良，滴油； 3)喷油器安装不当； 4)喷油器得新安装时没有换新的O形圈。 (十二)柴油机异响 1)气门和活塞碰撞； 2)连杆螺钉松动，活塞和缸盖碰撞； 3)EFC板故障； 4)PT油泵故障而引起供油不稳； 5)喷油器滴油爆缸； 6)柴油机轴瓦间隙过大； 7)柴油管道漏气。 (十三)柴油机震动过大 1)柴油机轴瓦间隙过大或轴向间隙超标； 2)喷油器雾化不良而敲缸； 3)柴油机和电球的连接变形； 4)飞轮组件安装不当； 5)曲轴，连杆各种紧固螺钉松动； 6)增压器工作失郊。
论大型发电机定子铁心常见故障及处理措施 发表时间：2016-05-23T11:59:01.650Z 来源：《电力设备》2016年第2期作者：巩宇 [导读] （哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨 150040）定子铁心是组成发电机基本和主要的部件之一，起着构成电机工作磁路和固定定子绕组的重要作用。 （哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨 150040） 摘要：定子铁心是组成发电机基本和主要的部件之一，起着构成电机工作磁路和固定定子绕组的重要作用。发动机在运行多年后，由于种种原因，定子铁心的压紧力会逐渐减小，甚至发生松动。它的产生给发电机的安全运行带来隐患，有的甚至造成了机组被迫停运。而这种情况一旦出现，不但会造成严重的经济损失，还会影响发动机的寿命。因此，有必要对此问题进行探讨和重视。现代大型汽轮发电机更注重选用有方向或无方向性的优质冷轧硅钢片，以降低铁心损耗，提高发电机效率。本文主要探讨大型发电机定子铁心常见故障及处理措施。 关键词：发电机；定子铁心；故障 发电机在人们生活中占到很大的比重，维护发电机的正常运转，对于维护正常的经济生活非常重要。而定子铁心的相关问题在发动机故障中经常出现，影响到发电机定子铁心的因素很复杂，定子铁心常见故障一般分为定子铁心与机座的振动异常、定子铁心压装变松等多种。对于这些故障，在机组进行修整期间，应该使用探测仪对定子铁心进行以下检查，密切关注相关部位振动值和噪声、齿部和轭部、铁损试验。为了获得要求的磁、电特性和机械强度，减少磁滞和涡流损耗，定子铁心选择了磁导率高、损耗小，能达到一定工艺要求。 1 大型发电机定子铁心常见的故障 1.1 定子铁心与机座的振动异常 发电机运行后，轴系、定子铁心及机座的振动是不可避免的。采用端盖式轴承的发电机，定子铁心及机座的振源来自两方面：一是来自转子传来的机械振动；二是电机电磁场产生的电磁振动。由于转子的平衡精度不可能达到理想程度，转子旋转后，由于质量不平衡引起的振动通过轴承和端盖传到定子机座，产生工频（50Hz）振动；而由于转子磁极（大齿）与小齿呈现的相互垂直的刚度的差异，则对定子产生二倍工频（100Hz）的振动[1]。由电机电磁场产生的电磁振动力为：（1）因定子铁心有交变磁通通过所产生的交变电动力导致的工频振动。在铁心未压紧或铁心局部过热时即产生强烈的振动和噪声。（2）旋转的转子加励磁后，相当于旋转的电磁铁，对定子铁心产生使其变形的磁拉力，由此产生二倍频振动力，即椭圆振动--这也是定子铁心振动的主要振源。发电机带负载后将使铁心的倍频振动力加强，且由于定子端部漏磁场的轴向分量影响产生轴向的倍频振动力。当发电机发生三相短路时，将使定子铁心的椭圆振动与形加剧。两相短路时，定子铁心还会发生扭转振动。为将这些危害发电机安全运行的振动减至最小，除在设计和制造工艺方面提高定子铁心的刚度和弹性模量，使其固有频率避开工频和二倍频外，对大型汽轮发电机的定子铁心还采用弹性固定的办法即弹性定位筋或弹簧板隔振结构固定在定子机座上，以减小铁心振动直接传至机座上。 1.2 定子铁心压装变松 国产及进口200MW及以上容量的大型汽轮发电机曾多次发生过定子铁心硅钢片压装变松故障，轻微者仅对松弛部位加塞涂绝缘漆的硅钢片等塞紧，或扭紧定位筋及穿心螺母进行局部处理；严重者则需将定子绕组全部抬出，相关的紧固件全部拆除，以更换已损坏的整段铁心，对铁心进行整体压装，造成极大损失。从历次对铁心松弛故障原因分析的结果来看，老旧机组大多因为运行年久，在交变电磁振动力及铁心自身重力的影响下，破坏了铁心叠片间绝缘漆膜形成的阻滞力，导致铁心叠片变松，片间绝缘被破坏，形成片间短路和局部过热。新投入的发电机定子铁心叠片变松的原因则是多方面的。 2 大型发电机定子铁心常见故障及处理措施 排除接地故障时，应认真观察绕组的损坏情况，除了由于绝缘老化、机械强度降低造成绕组接地故障，需要更换绕组外，若绕组绝缘尚好，仅个别绕组接地，只需局部修复。（1）槽口部位接地。如果查明接地点在槽口或槽底线圈出口处，且只有一根导线绝缘损坏，可把绕组加热至130℃左右使绝缘软化后，用划线板或竹板撬开接地点处的槽绝缘。把接地处烧焦的绝缘清理干净，插入适当大小的新绝缘纸板，再用绝缘电阻表测量绝缘电阻。绕组绝缘恢复后，趁热在修补处涂上白干绝缘清漆即可。若接地点有两根以上导线绝缘损伤，应将槽绝缘和导线绝缘同时修补好，避免引起匝间短路。（2）双层绕组上层边槽内部接地。先把绕组加热到130℃左右使绝缘软化，取出接地线圈上的槽楔，再把接地线圈的上层边起出槽口清理损伤的槽绝缘，并用新绝缘纸板把损坏的槽绝缘处垫好。同时检查接地点有无匝间绝缘损伤，然后把上层边再嵌入槽内，折合槽绝缘，打入槽楔并做好绝缘处理。在打入槽楔前，应用绝缘电阻表测量故障绕组的绝缘电阻，使绝缘电阻恢复正常。对于双层绕组下层边槽内部对地击穿，可采用局部换线法和穿线修复法进行修复。（3）若接地点在端部槽口附近，损伤不严重，在导线与铁心之间垫好绝缘后，涂刷绝缘清漆即可。（4）若接地点在槽的里边，可轻轻抽出槽楔，用划线板和线匝一根一根地取出，直到取出故障导线为止，用绝缘带将绝缘损坏处包好，再把导线仔细嵌回线槽。（5）绕组受潮引起接地的应先进行烘干，当冷却到60～70℃左右时，浇上绝缘漆后再烘干。（6）若由于铁心凸出，划破绝缘，应将凸出的硅钢片敲下，在绝缘破损处重新包好绝缘。 定子铁心故障探测仪的应用。发电机定子铁心故障检查试验的目的是查找运行时的过热点隐患，防止扩大为发电机事故。上节提到的铁心试验方法是传统的试验方法，是通过临时安装的励磁绕组，在定子铁心上产生周向环绕磁通，试验时要抽出转子，大型发电机通常要用承载约300A电流的电缆，穿过定子内膛至定子机壳外部绕若干匝。对于500MW的发电机，要在铁心中产生的磁通密度达到发电机额定工作磁密的80%，大约需要3MVA的试验电源。试验时用红外热像仪测量定子内膛铁心表面的温度分布查找铁心故障点，以确定铁心表面的局部缺陷。这一电压是由穿过ABCD回路的磁通感应产生的，随着该回路尺寸的不同，电压数值可能达到几十甚至几百伏，后者是指轴向通风的发电机，在这些发电机中温度计导线沿着槽由定子端部引出。显然，这个电阻温度计对汽轮发电机机壳的任意第二点短路，都会形成电流回路。假如，定子机壳的E点是第二个短路点，在ABC-DE回路中就有电流，电流数值与回路电阻及短路点之间的感应电压数值有关。通常，电阻温度计的引线沿槽布设，从临近的铁心段间的径向通风沟引出。如运行经验指出，由于AB-CDE的面积小，故回路的感应电势和感应电流也小，未曾发现铁心损坏。具有轴向通风系统的汽轮发电机，当电阻温度计本身或它的引线绝缘损坏时，可能损坏有效铁
茂名职业技术学院 毕业设计 题目：风力发电组轴承的常见失效形式及故障分析系别：机电信息系专业：机械制造与自动化班别：13机械一班姓名：何进生指导老师：张浩川日期：2015年7月1日至2016年5月1日
内容摘要 随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力，能源问题和环境污染日益突出。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源，因其使用便捷、可再生、成本低、无污染等特点，在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展。风力发电己成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故，造成巨大的经济损失。 本论文先探讨了课题的实际意义以及风力发电机常见的故障模式，在这个基础上对齿轮箱故障这种常见故障做了详尽的阐述，包括引起故障的原因、如何识别和如何改进设计。通过对常见故障的分析，给风力发电厂技术维护提供故障诊断帮助，同时也给风电设备制造和安装部门提供理论研究依据。 关键词 风力发电机;故障模式;齿轮箱;故障诊断
Common Faults And Their Analysis Of The Wind Turbine Abstract With the global economic development and population growth, humanity is facing with the pressure from two sides of the energy use and environmental protection, the energy problem and environmental pollution has become an increasingly prominent issue. Wind power as a abundant reserves of natural resources, because of its convenient use, renewable, low cost, no pollution, has been more widely used and rapid development in the world. Wind power has been taken as one of the priority development energy sources in the world．The increase of wind power capacity and complicated system structure will not only cause power outage，but also raise serious accidents when the set is at fault． In the beginning, the dissertation introduces the practical significance of project and the common failure mode of wind turbines, then researches and describes the failure of gearbox in detail, including the cause of failure, how to identify and how to improve the design. Based on the analysis of common failures, not only provide assistance for fault diagnosis to the technical
浅析风力发电机故障检修与处理方法 发表时间：2018-06-25T16:50:56.237Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：董文鑫 [导读] 摘要：在风电场的运行中，设备的使用和维护成本占据较大比例，其对风电场的经济效益产生了直观的影响，因此做好设备检修工作，防范设备故障的发生，同时对故障范围进行有效的控制，防止经济损失的进一步扩大，一直以来都是风电场运营管理的重中之重。（国华（河北）新能源有限公司河北省张家口市 076750） 摘要：在风电场的运行中，设备的使用和维护成本占据较大比例，其对风电场的经济效益产生了直观的影响，因此做好设备检修工作，防范设备故障的发生，同时对故障范围进行有效的控制，防止经济损失的进一步扩大，一直以来都是风电场运营管理的重中之重。本文将对风力发电机故障原因加以探讨和分析，并论述几种常见故障类型的处理方法，以期全面提高故障检修效率，促使风力发电机尽快恢复到正常状态，从而保证电力生产的安全性和稳定性。 关键词：风力发电机；故障检修；处理方法 引言：现阶段，风力发电已经成为了一种重要的发电方式，既缓解了当前紧张的能源形势，又不会对生态环境产生污染和破坏，是可持续发展理念的有力举措，在我国的大部分地区都得到了推广应用。但是风力发电对环境和设备有着较强的依赖性，风力发电机长期暴露于露天环境下，发生故障的概率较高，如不能及时进行处理，将会严重影响到电力生产的持续性和稳定性。在此情况下，了解风力发电机的故障类型和诱发原因，采取行之有效的措施予以解决，也就变得尤为重要。 一、风力发电机概述 1、风能及风力发电的现状 目前，全球的风能资源总量约有2.7×109MW，其中能够被利用的风能大约有2×109MW，而中国的风能资源占据了全球第三的位置。一般情况下，风能资源的利用方式大多为风力发电，其在世界经济进步、科学技术发展的时代背景下已经跃然成为了增速最快的发电技术了，相应的风电整机容量也在不断得扩大。据近几年的相关数据统计，2010年时，世界的风力发电量占全球的电力消费的2.5%左右，2012年时，全球的新增装机容量已经达到了44711MW，总装机容量如预期般地超过了2.83×109MW，据专家预测，到了2020年时，风力发电大约能够提供增速为7.7%~8.3%的风力。 2、风力发电机的构造及工作原理 风力发电机是风能转化为电能的最基本可利用工具，主要由限速安全机构、叶轮、尾翼的调向器、储能装置、包括装置在内的发电机、塔架、传动装置（如齿轮箱、制动器、低速或高速轴等）、刹车系统、偏航系统、控制系统等部件构成；其工作的原理为叶轮在风力作用下，把风的动能转化为叶轮轴的机械能，再由叶轮轴带动发电机进行发电。这整个过程都较为简单，主要运用到了空气动力学的原理，即风在吹过叶轮时在叶片的正反两面形成了压力差而产生升力，从而让叶轮不停旋转的同时还能连续性地横切风流，从而得到了转化后的机械能。 3、故障原因分析 风力发电机是一种能量转换装置，能够将风能先转变为机械能，再通过发电装置转化为电能。而在地面受到建筑物的遮挡，会影响到风能的传递，这就要求风力发电机设置在距离地面数十米的高空中，确保风力发电机的叶片与风充分接触，才能提高风能的利用率。然而这种设计形式也具有一定的弊端，使得风力发电机的受力情况变得愈发复杂，不同气候环境、不同时刻的风速情况有所差异，造成了叶片受力的不断变化，同时叶片作为传导部件，还会将受到的冲击力传递给风力发电机的其他结构，首当其冲的就是主轴、齿轮箱和发电机，这些都是风力发电系统的重要环节，也是最容易出现故障的部件。 二、风力发电机的定期检修 当风力发电机投入使用一个阶段后，为保证风力发电机能够保持安全稳定的运行状态，应当定期开展检修工作。具体检修工作实施中，需要做好以下几方面的工作：首先，对螺栓力矩以及电气连接情况加以检测，保证各个连接点之间维持良好的连接状态，同时做好传送带等部分的润滑处理，随后，需要针对风力发电机运行重点功能部分展开测试。如果风力发电机运行时间过长，那么其螺栓很可能会出现松动情况，同时由于风力发电机是在长期震动的条件下运行的，为此，螺栓松动情况很可能会发生。如若发生了螺栓松动情况，那么其所承受的力就会不均匀，这种情况下很容易被剪切。所以，在开展日常检修工作中，要求认真检测螺栓力矩，查看螺栓有无松动情况，及时发现及时处理。在实际处理期间，若是风力发电机所处环境温度低于-5℃，则应当下调螺栓力矩，下降幅度为标准力矩的80%为宜，进而更加便于固定。另外，应当保证检测过程中周围温度在5℃以上。具体检修工作中，通常会在夏季阶段对螺栓松动状态进行检修，同时要在无风或是微风的条件下检修，防止高风力季节无法实现对风力资源的有效利用。在对传送带与有关部件采取润滑处理过程中，需要选择合适的润滑方法，要了解到不同部件所需采用的润滑方法存在较大差别。齿轮箱和偏航减速齿轮箱通常会利用稀油润滑的方式，而轴承盒偏航齿轮等部件则会利用干油润滑的方式。若是稀油润滑，则应当保证润滑油数量充足，润滑油不足时需要立即补充，但若是润滑油过期，那么应当及时更换。对于干油润滑的部件来说，通常它们都处于一种高温的工作环境下，很容易因为温度过高对零部件造成损害，降低了零部件的使用寿命。在对轴承和偏航齿轮等使用干油润滑的部件，不应补加过多的润滑油，一定要严格按照补加标准进行添加，避免由于润滑油过多而烧坏电机。 三、风力发电机常见故障及处理方法 （1）当故障表现为风轮转动时发出异常声响时，故障原因可能为叶片开裂、机舱罩松动或松动后碰到转动件；风轮轴承座松动或轴承损坏；增速器或齿轮箱轴承松动或损坏；制动器、发电机、联轴器松动或损坏。 处理方法：检查叶片是否有开裂；对机舱罩的螺栓进行紧固处理；重新调整风轮轴和增速器的同轴度，并紧固固定螺栓；当轴承已经损坏时，则应更换轴承，并对轴承底座进行重新安装；更换轴承及油封后，将增速器重新安装；重新固定制动器及调整刹车片间隙。调整发电机的同轴度并将紧固螺栓紧固牢靠。若联轴器损坏则需更换联轴器。 （2）风度达到额定风速以上，但风轮达不到额定转速，发电机不能输出额定电压时，故障原因可能为：风向标不对风；发电机转子和定子接触摩擦；增速器轴承或风轮轴承损坏；刹车片回位弹簧失效致使刹车片半制动状态；微机调速失灵；变桨距轴承损坏；变桨距同步器损坏。 处理方法：调整或更换风向标使之正对风向；检查驱动系统卡滞的位置，采取相应的措施消除卡滞现象；若由于液压驱动变桨距的油
电厂发电机常见故障原因分析及预防分析郝天通 发表时间：2018-05-30T09:00:26.640Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：郝天通[导读] 摘要：国家电力工程事业的不断进步与发展，极大地促进了电厂发电机应用技术的飞跃。 （身份证号码：13020319850621xxxx 河北省唐山市开平区大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂河北唐山 063000）摘要：国家电力工程事业的不断进步与发展，极大地促进了电厂发电机应用技术的飞跃。研究电厂发电机常见故障原因及预防问题，对于提升故障应对效率，优化发电机应用效果有着重要意义。文章介绍了电厂发电机的常见故障，分析了其故障产生的多方面原因，并立足实际提出了发电机故障的预防措施，望对相关工作的开展有所裨益。 关键词：电厂；发电机；故障；预防 1前言 随着电厂发电机应用条件的不断变化，对其故障原因的分析及预防提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想效果。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。 2电厂发电机的常见故障通常情况下，火电厂的发电机故障可以分为线圈故障、电气故障、液压系统故障等三大部分。 2.1线圈故障 线圈是发电机内部的重要部件，同时也是使用最频繁的部件，因此线圈故障是电厂发电机最常见的故障之一。常见的线圈故障主要包括线圈的老化、转子线圈的磨损、定子线圈的高温等。 2.2电气故障 随着时代科技的进步，电气设备结构越来越复杂，并且越来越现代化、智能化，这给电气设备的故障检测与维修带来了很大困难。一般情况下，发电机经常出现的电气故障主要有线套管温度过高、发电机大轴磁化、转子连接故障以及励磁回路故障等。 2.3液压系统故障 随着火力发电的快速发展，大型汽轮机组得到了广泛的应用，而液压系统作为大型汽轮机组的主要组成系统之一，一旦其发生故障就会严重的影响到机组的正常工作。目前常见的液压系统故障主要有汽轮机控制零件故障、液压控制系统故障、汽轮机高压控制油泄露故障等。 总之，电厂发电机组的故障多种多样，并且造成故障的原因也各不相同，因此在分析发电机故障原因时，要针对不同故障分别展开分析。 3电厂发电机故障产生的原因 3.1线圈故障原因分析 线圈故障有多种，因此本文针对不同种类的线圈故障，分析了故障产生的原因。 3.1.1线圈绝缘老化。这类故障是指线圈的绝缘层出现老化，使得绝缘层的耐压能力低于最低标准，从而很容易出现电压击穿故障。造成线圈绝缘老化的原因主要有以下几个：其一，线圈长时间的使用，导致线圈绝缘层出现自然老化。由于长时间使用而造成的绝缘层老化占到线圈绝缘层老化故障的大多数，是一种比较常见的线圈事故；其二，线圈质量不合格，浸胶不良，使用过程中出现绝缘侧脱落现象。质量差的线圈导线在使用过程中，经常会出现绝缘层松动，绝缘效果变差的问题。 3.1.2转子线圈磨损。在正常的发电生产中，发电机一般保持高速运转，甚至在某些时候要高负荷运转，因此发电机转子的转动速度很快，从而使得转子线圈的磨损十分严重，进而加速了绝缘层的老化，出现短路故障，造成发电机的严重损毁，甚至产生很大的生产事故。 3.1.3定子线圈磨损。定子与转子之间会产生摩擦，因此转子速度越快，定子受到的摩擦越严重，定子线圈的磨损就越严重，从而加速了定子线圈绝缘层的破坏，产生电压击穿事故。另外，外界灰尘、水、油等物质会浸入绝缘层中，影响绝缘效果，造成电压击穿事故。 3.2发电机的电气故障原因分析 由于发电机电气设备结构十分复杂，元部件众多，因此造成电气故障的原因有很多，从而给电气故障的诊断和预防带来很大困难。本文针对几种典型的电气故障，分析了造成电气故障的具体原因。 3.2.1线套管温度过高的原因。当发电机的无功负荷过高时，发电机底部的漏磁就会增多，从而产生电流，造成线套管温度升高。另外，发电机组中存在磁场，其产生的涡流会产生过多的热量，从而造成线套管温度升高。 3.2.2大轴磁化与退磁原因。发电机的大轴一般由含有铬镍等金属的钢材制成，因此大轴在长期工作中会被磁化，当发电机停机后，大轴内的磁场会因摩擦或者接触而产生电流，从而烧毁轴瓦，影响发电机的正常工作。 3.2.3转子连接部位故障原因。发电机在长时间使用后，发电机与转子连接部位的接触片会发生松动，从而增大了连接部位的摩擦，造成接触片的变形，严重的会导致发电机的停机。 3.2.4由于变阻器、晶闸管、云母片等部件引起的电刷抖动，会导致接触不良，从而造成励磁回路短路。 3.3发电机的液压系统故障原因分析 3.3.1发电机零部件故障原因。造成发电机零部件故障的原因主要有施工安装质量不合格以及零部件本身质量不合格。这些会造成控制电缆的老化以及接头松动等问题，从而影响机组的正常运行。 3.3.2控制系统故障原因。当系统的油压存在较大波动时，就会影响液压控制系统，而造成油压波动的原因主要是稳定控制油压的蓄能器出现损坏，无法起到蓄能作用，从而造成油压波动，影响控制系统，进而产生故障。 3.3.3高压控制油泄露原因。造成高压控制油泄露的原因主要是因为系统的密闭功能失效。一般液压系统的密闭件都要求耐腐蚀、耐高温，然而因橡胶密闭件质量不合格而造成的密闭功能失效的现象还时有发生，这就成为高压控制油泄露的主要原因。 4电厂发电机故障的预防措施发电机故障的诊断与预防是发电机维护工作的重要内容，因此采取合适的发电机故障预防措施至关重要。本文对预防线圈故障、电气故障、液压故障应该采取的措施分别进行了分析。 4.1线圈故障预防措施
汽油机点火不着的原因具体有哪些方面? 汽油机要实现正常启动，必须具备三个条件:一、配气系统正常;二、供油系统正常;三、点火系统正常;这三个条件缺一不可。分析发动机不能启动故障，就从这三个方面进行逐一排查，定能事半功倍。当然在判断正常与非正常时，需要有一定经验积淀。工作过程中，发动机自行熄火后，不能启动。检查步骤是:1、握住起动手柄，慢慢拉转轴，感受压缩行程时的阻碍力，若阻力大则汽缸压缩力正常，初定配气系统正常，2、拆下火花塞后，重新装入火花塞冒中，并使火花塞搭铁，打开，迅速拉动起动手柄，观察火花塞跳火(俗称跳火试验)情况，若火花正常，则初定点火系统正常。问题可能出现在燃油供给系统，燃油供给系统故障有二种情况:其一:油流不畅或无油。主要原因有:①、油箱中无油;②、油箱盖小孔堵塞;③、油箱底部滤网堵塞;④、化油器开关油道堵塞;⑤、浮子室卡滞;⑥、主量孔堵塞。其二:油流通畅。主要原因有:①、燃油中有水;②、气缸内燃油过多;③、混合汽通道漏气。需要特别提醒的是，搁置较长时间的起动时，除作上述检查外，还要注意检查开关位置和风门的开度，以及燃油质量问题。安装有机油传感器的发动机首先检查箱内机油是否足够，传感器是否搭铁或损坏。若燃油供给系正常，气缸压缩正常，则故障在点火系。故障原因有:①、电极度脏污、积炭;②、火花塞绝缘体损坏;③、火花塞间隙不对;④、高压线漏电;⑤、火花塞损坏;⑥、点火线圈损坏;⑦、不够。点火系故障判断方法是:做火花塞跳火试验，观察有无火花或火花强弱，若无火花，拆下火花塞冒，用高压线直接跳火试验，若火花正常，故障在火花塞及火花塞冒。再将火花塞放置机体上，用高压线接触火花塞尾部进行跳火试验，若跳火正常，则火花塞冒损坏;若跳火微弱，或不跳火，则火花塞可能:①、火花塞积炭;②、火花塞电极间隙过大或过小;③、火花塞绝缘损坏;若高压线无电火花，断开点火器与点火开关的联接线，再作跳火试验，若跳火正常，则点火开关搭铁，清除搭铁点即可正常启动。若仍不跳火，可拆点火器上的熄火搭铁线，再跳火试验，若跳火正常，则熄火搭铁线有搭铁现象;若跳火微弱或不跳火则点火器损坏或磁场变弱。若燃油供给正常，点火系正常。则故障在配气系统。配气系统故障有两种现象:其一，气缸无压缩拉动曲轴无转动阻力。压缩过程漏气，可能产生的原因有:①、汽门密封不严漏气;②、气门发卡;③、汽缸垫损坏;④、气缸头螺丝松动;⑤、花塞松动;⑥、活塞环焦结;⑦、活塞环磨损;⑧、磨损;⑨、活塞磨损;⑩、过小或无间隙。其二，压缩正常。可能产生的原因有:①、启动负荷大，启动转速不够;②、进气或排气门推杆脱出;③进排气道堵塞;④、气门间隙过大。还应注意别人拆装过曲轴箱盖的发动机，应检查配气正时，确保万无一失。自行熄火的发动机，当检查确认配气正时、压缩良好、无进排气堵塞。然油供给正常，化油器雾化可靠。火共塞跳火也正常，但仍不能启动时，这时唯一应检查的部位是--飞轮键，若飞轮键被剪切就会使飞轮与曲轴正常装配位置发生改变，使飞轮上的相对曲轴的定位发生改变，最终造成点火不正时，故发动机不能启动，这一故障须拆卸飞轮才能检查。本人在工作中遇到二例。发动机工作中自行熄火，手拉起动盘不能
柴油发电机常见问题及解决措施 人类的生活越来越离不开电力支持，随着科技进步，出现了越来越多的供电方式。按其能量来源大致分为核能发电、水力势能发电、火力发电、风力发电和太阳能发电。在大型发电站的支持下，城市才能正常运作。但是城市对电的供应需求也越来越大，尤其是在夏季，用电高峰期经常会出现供电不足的现象。而医院、政府机关等单位一旦断电将产生极大的负面后果。除此之外，断电对大型企业会造成非常大的经济损失。所以现在越来越多的单位都拥有自己的备用电源。作为最常用的备用电力设备，柴油发电机组的维护和运行问题逐渐得到人们的重视。本文就多年使用柴油发电机设备的经验，对其进行维护、故障诊断及管理进行阐述。 柴油发电机组共有六大系统，分别是机油润滑系统、燃油系统、控制保护系统、冷却散热系统、排气系统和起动系统。其中问题主要集中在启动系统、冷却系统和燃油系统。 一、启动系统问题 由于柴油发电机是一般情况下是备用电源，因此柴油发电机常处于待机状态，运行状态较短暂。但正是由于是应急电源，其应急启动能力尤为关键，这就要求启动系统不能有问题。而启动的关键在于蓄电池，蓄电池是发动机启动时的唯一电源，对蓄电池要进行悉心的维护。要让蓄电池达到额定电压，就要求在平时对蓄电池的电压进行监控，对蓄电池进行充电时，到达额定电压后停止充电，若电压低于额定电压则自动进行充电。这需要带蓄电池电压监控功能的自动充电设备。 维护保养蓄电池要关注蓄电池内部成分比例，如果内部水、酸损失没有得到及时补充，或电解液量达不到规定液面高度，就会使蓄电池的性能大幅降低。若补充电解液时过量，则多于的电解液易腐蚀接线柱，处理的方法是打磨掉腐蚀，重新加固螺丝，以降低电阻。
毕业设计（论文）2010 级风能与动力技术专业 题目：风力发电机组齿轮箱的故障及其分析 毕业时间： 学生姓名：X X X 指导教师：X X X 班级：10风电（1）班
目录 一、绪论 (1) (一)风力发电机组齿轮箱故障诊断的意义 (1) 二、风力发电机组齿轮箱的故障诊断 (2) （一）风力发电机组齿轮箱的常见故障模式及机理分析 (2) （二）齿轮箱典型故障振动特征与诊断策略 (6) （三）针对齿轮箱不同故障的改进措施 (9) 三、结论 (12) 参考文献: (12) 致谢 (13)
风力发电机组齿轮箱的故障及其分析 摘要:随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力，能源问题和环境污染日益突出。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源，因其使用便捷、可再生、成本低、无污染等特点，在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展。风力发电己成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故，造成巨大的经济损失。 本论文先探讨了课题的实际意义以及风力发电机常见的故障模式，在这个基础上对齿轮箱故障这种常见故障做了详尽的阐述，包括引起故障的原因、如何识别和如何改进设计。通过对常见故障的分析，给风力发电厂技术维护提供故障诊断帮助，同时也给风电设备制造和安装部门提供理论研究依据。 关键词:风力发电机;故障模式;齿轮箱;故障诊断 一、绪论 (一)风力发电机组齿轮箱故障诊断的意义 风电对缓解能源供应，改善能源结构、保护环境和电力工业的持续发展意义重大。这些年来，风电机组在我国得到了广泛的安装使用。随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，风力发电机的故障也成为一个不容忽视的问题。 随着风电机组运行时间的加长，目前这些机组陆续出现了故障（包括风轮叶片、变流器、齿轮箱、变桨轴承，发电机、以及偏航系统等都有），导致机组停止运行。当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故。风电机组的部分部件一旦损坏，在风电场无法修复，必须运到专业厂家进行修理。因其维修费用高、周期长、难度大，势必给风电场造成巨大的经济损失，严重影响了风电的经济效益。 风电机组的输出功率是波动的，可能影响电网的电能质量，如电压的偏差、电压的波动和闪变、谐波以及周期电压脉动等。当风电机组发生故障时，输往电网的
发电机常见故障原因及对策分析 [摘要]近年来，随着我国社会经济的快速发展，科技技术、自动化技术等都有了进一步的发展。目前，发电机广泛应用于各行各业，若发电机出现故障，将严重影响着企业的正常运营，甚至给企业带来巨大的经济损失与社会损失。文中就常见的发电机故障展开分析，重点探讨其故障原因，针对其原因所在，有针对性的提出了相应的解决对策，避免发电机事故的发生。 [关键词]发电机常见故障故障原因对策 作为大型动力设备的发电机，不仅具备体积小的优点，而且具有功率大、转速高、运行平稳、安全性高的优势。但其运行过程中难免会出现一些故障，如何才能更好的防治、解决发电机运行中的常见故障，这对真正提高发电机的运行效率及运行安全性能具有重要的意义，下面将就此展开分析、论述。 1发电机常见故障及其原因分析 1.1绝缘电阻低于标准或产品技术条件规定的数值 出现绝缘电阻低于标准或产品技术条件规定的数值故障的原因：（1）原动机转速过低；或是由于二极管被击穿。（2）励磁回路中的电阻高于正常规定值；或是励磁电刷偏离中性线。（3）运输、存放、长时间停机或有水滴入电机内使线圈受潮或变形。（4）电机刷压力过小，接触面积过小，使其发生接触不良的现象。 1.2发电机电压过低 出现发电机电压过低的故障原因：（1）原动机转速太低，励磁回路电阻过大。（2）定子绕组或励磁绕组中有短路或接地故障。 1.3发电机电压过高 出现发电机电压过高的故障原因：（1）转速过高，分流电抗器铁心气隙过大。（2）磁场变阻器短路，发电机事故飞车。 1.4发电机线圈损坏故障 （1）一般使用年限较久的发电机极为容易出现线圈损坏的故障，即发电机的线圈绝缘出现局部损坏的现象，或是由于其线圈绝缘被击穿而出现故障。（2）若定子线圈处的绝缘层与绝缘线圈常年受外部环境中的土尘、水泥等颗粒性物质及水和油污等物质浸湿，而且在槽口拐弯部位浸漆的不完全，都容易损坏定子线圈的绝缘层，进而引发电压击穿或接地烧毁等故障，严重影响发电机的对正常及安全运行。（3）此外，在使用发电机的过程中，由于发电机在其运转工作的过程中其轴承会产生一定的磨损，若未定期对其进行必要的检测、维修与保养，当其
风力发电机状态监测与故障诊断技术综述 摘要：随着信息技术发展速度的不断加快，信息技术的应用范围也开始变得越 来越广了，在新能源领域信息技术得到了非常好的应用，风力发电技术作为新能 源领域中的一个非常重要的组成部分，其的故障诊断技术和发电机状态监督在风 力发电运行过程中发挥的作用是非常重要的。本文就风力发电机故障诊断技术和 状态监督进行分析，希望能够在一定程度上促进我国风力发电行业的发展。 关键词：风力发电；发电机；状态监测；故障诊断；机械故障；电气故障； 振动故障 目前我国风力发电技术在发展过程中仍旧存在着很多的问题，其中对风力发 电影响最大的就是风力发电机故障诊断技术和状态监测这两个问题。要想让风力 发电产业得到更加快速的发展，故障诊断监测系统必须要对发电机各个零件的运 行状态进行实时监督，只有这样才能够及时的根据风力发电机的电压、温度、震 动来对发电机的状况进行准确的诊断，才能够在发电机出现问题的第一时间就能 够及时的找到解决办法，我国风力发电机的运行效率才能够得到提升。 １风力发电机常见运行故障监测及诊断 双馈风力发电机常见运行故障可分为机械故障和电气故障２类：机械故障包 括发电机振动过大、轴承故障、轴系不对中故障、转子质量不平衡故障、机座松动、转子偏心故障等；电气故障包括线圈短路、绝缘损坏、气隙不均衡、三相不 平衡等。 1.1机械故障信号监测与诊断 通常可通过监测发电机的振动、温度、转速等信号诊断发电机轴承故障、轴 系不对中、转子质量不平衡、机座松动、转子偏心等机械故障。 一旦发电机在运行的过程中出现故障的化，我们可以通过发电机输出的电流、功率、电压等的不同频率来对发电机的故障进行分析。如果是发电机的轴承出现 问题的话，那么番点击在进行运行的过程中就非常出现高频率的震动，一般情况 下发动机出现故障的高频率震动，是发动机正常震动的一千多倍，如果发动机故 障过于严重的话，那么发动机的震动可能就会变得更严重，这个时候故障诊断系 统就可以通过振动传感器来获取外界的信号，才能够及时的发动机的故障机进行 处理。 1.2电气故障信号监测与诊断 如果是发动机电气出现问题的话，那么故障检测系统在对发电机进行检测的 过程中，就可以通过对发电机定子线圈的电压、温度等来对发电机的故障进行判断，能够引起发电机电气出现故障的原因主要有相间短路、匝间短路、和层间短 路等，因此一旦发现是翻地啊你电气出现故障的化，就会重点对发电机进行短路 检测。在进行故障诊断的过程中，我们可以通过发电机的电压和电流、转子扭矩 来对发电机的运行状态进行测量。 如果通过检测我们发现时由于相间短路的原因导致发电机再出现故障问题的话，我们就可以发现发电机的温度和电磁场都会发生非常大的变化，故障的特征 也会随着时间的增加而变得特别明显。要想快速的检测出发电机出现故障的原因，我们科技直接对发电机的振动、温度和电流进行采集，这样就能够在最短的时间 之内诊断出发电机短路故障了。相间短路一般主要包括三相短路、单相短路、两