Page 179 - 新能源风力发电技术与自动化技术研究

第五章 风力发电机组故障诊断与维护

统等易出现设备元件损坏或运行不良等状况。故障隐蔽性强主要是风电场分布范
围很广，而且单台机组的安装高度比较高，一些小的零部件的磨损、连接件的松
动等故障不易被发现，往往引发更大故障后才被发现。维修比较困难是因为风电

机组的安装高度通常在 80m ～ 90m，维护属于高空作业，攀爬费时费力。此外，
发电机组不仅有很多小的部件，还有发电机、齿轮箱、叶片等大型的部件，这些
部件的安装、拆卸过程困难，有的海上风电机组拆装需要动用大型轮船，给检修
维护带来了较大困难。风电机组多是在偏远地区安装，检修维护主要依靠人工来

完成，维护成本高，而且由于机组设备的拆装、运输困难，需要动用多种机械设
备来完成，也增加了维护成本。以陆地上一台 1.5MW 机组的齿轮箱为例，如果
齿轮箱发生较大故障需要下塔维修的话，要用到专用的吊装设备，仅拆装的费用
就高达数十万元，再加上运输、维修的费用，会大大增加维护费用。

二、风力发电机组运行中的常见故障

（一）发电机故障
发电机是风力发电机组的核心部件之一，通常被称为感应电机，是将叶轮转

动产生的机械能转化为电能的重要装置。其转子和变频器连接到一起，为转子回
路提供频率可调的电压。由于受外界环境影响，加上为了满足实际工况要求，发
电机需要切换不同的运行模式。长期运行易出现转速过高、温度高、内循环风冷
入口过温等故障，导致发电机转速过高主要是变桨出现卡滞，瞬间风速过大，转

速传感器跳变等原因造成的。发电机温度高主要表现为：绕组温度高、轴承温度
高，主要原因是接线回路虚接或错接，水冷系统堵塞，水冷系统压力低，传感器
故障，轴承磨损，电腐蚀，润滑失效等。内循环风冷入口过温是由于接线回路虚
接，风扇故障，风道堵塞等原因引起的。

（二）叶片故障
叶片是将风能转化为机械能的部件，通常由加强玻璃塑料、碳纤维强化塑料
等材料制成。在风力的作用下，叶片开始旋转，并通过齿轮箱将叶片的旋转速度
提升，将转化后的机械能通过风轮轴传送到传动装置。风电机组获得风能是依靠

叶片来实现的，大功率的机组搭配的叶片更长，重量能达到数十吨。因此，叶片
的工作状态对于风电机组的运行有重要的影响。风电机组的运行环境恶劣，叶片
长期在沙尘、雨雪、雷电等环境下运行，易发生叶片开裂、断裂、连接螺栓磨损

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