风力发电机组齿轮箱故障分析幻灯片.pptVIP

* 检查结果 齿轮箱发生损坏的原因： 齿轮箱自身缺陷； 外部原因导致齿轮箱损坏； 具体原因待落实； * 机组恢复 安装备用齿轮箱，机组恢复运行； 在机组恢复后，进行整机的测试；发现当转速达到800RPM以上时，齿轮箱箱体轴向前后窜动频率不断增大，机舱振动明显，声音很大 ； 机组存在其他缺陷； * 其他检查 控制系统检查时发现： 在10m/s风速下PITCH AND BRAKE测试中设定变桨值为30°和转速达到570rpm时风力机组发出Gene-Rotor Discrepancy（转速不匹配）故障两次； CCU X111（Encoder）端子排01端子接线松动； 紧固端子排接线后在重复RPM TEST时通过测试，机组未报故障； 启动机组，齿轮箱轴向蹿动消失，运行平稳，未见振动和异音，机组并网运行 。 * 故障分析 依据齿轮箱解体后部件损坏和新齿轮箱安装缺陷处理的情况，分析如下： 主轴箱轴承故障引起齿轮箱轴承损坏的分析不成立； 紧急刹车造成行星轮齿轮和轴承的分析不成立； 控制系统导致变桨机构故障是造成该机组齿轮箱振动和轴承损坏的原因； * 故障分析 主轴箱轴承故障引起齿轮箱轴承损坏的分析不成立 第一种分析认为主轴箱轴承工作游隙增大，是造成齿轮箱振动和轴承损坏的原因。通过对主轴箱外部检查，确认主轴箱安装间隙无变化，地脚螺栓紧力符合要求，安装标记清晰完整。主轴与轮毂连接螺栓无松动且紧力符合要求，轮毂连接法兰未发现裂纹和缺损等缺陷。外观和力矩检查主轴箱前后轴承端盖螺栓无松动，轴承端盖无裂纹和漏油现象，主轴箱壳体无裂纹和其它缺陷。 新齿轮箱安装后检查主轴窜动量小于0.10mm，现场实测主轴箱振动0.03mm。这两项测量数据说明轴及轴承运转平稳，轴承工作游隙正常，主轴未发生轴向窜动和跳动。 基于主轴窜动而引起齿轮箱振动和轴承损坏的分析不成立。 * 故障分析 紧急刹车造成行星轮齿轮和轴承的分析不成立 现场检查确认行星轮齿轮和外齿圈完好无异常； 解体检查行星轮齿轮与外齿圈啮合良好无卡涩； 运行中的紧急刹车并没有引起行星轮和外齿圈断齿损坏。 行星轮和外齿圈盘动灵活、完好无缺陷，说明紧急刹车造成行星轮齿轮和轴承损坏的分析不成立 * 故障分析 控制系统导致变桨机构故障是造成该风力机组齿轮箱振动和轴承损坏的原因 由于控制系统的问题，导致变桨液压缸频繁动作造成齿轮箱振动和轴承损坏； 备用齿轮箱安装后仍然有很大的振动，解体检查变桨液压缸及活塞、连接螺栓、变桨杆、变桨轴承、三脚架和防转杆等均未发现异常； 将液压站比例阀和变桨液压缸进行清理检查，更换了新液压油，未见任何异常； CCU X111（Encoder）端子排01端子接线松动，紧固后振动消失，设备运转平稳； * 故障分析 Gamesa机组是变桨距、双馈机组，其控制结构如图所示： * 故障分析 变桨控制： * 故障分析 速度控制： * 故障分析 编码器： OG 8 DN 2048 CI 输出信号附加标志脉冲和反向信号； 每周输出2048个脉冲； * 故障分析 编码器测量发电机转速，信号送到CCU X111端子排01端子，接线松动导致 PLC接收的发电机转子转速信号不稳定，使PLC采集到的叶轮转速和发电机转速有偏差； PLC为了使转速达到预先设定值，就会控制变桨驱动装置不断修正桨角变化，这样就引起变桨液压缸活塞前后油压反复变化，促使活塞带动变桨杆在缸体内快速往复运动； * 故障分析 变桨杆前端与轮毂内的三脚架相连，当变桨杆快速运动时，以三脚架为固定支点推动液压缸向前、后运动；液压缸也相应推动变桨杆向前、后运动，液压缸的前后运动趋向带动齿轮箱外壳前后轴向窜动，引起整个机舱振动并伴随巨大的异音。 * 故障分析 了解到该机组此次修前液压站比例阀更换过4个，变桨液压缸也因为卡涩清洗过一次。说明频繁的变桨使比例阀长期高负荷工作，损坏了内部阀芯，更进一步说明齿轮箱故障不是短期形成的，而是较长一段时期间歇振动累积的结果。 * 故障分析 端子接线松动分析： CCU X111（Encoder）端子排01端子接线在原齿轮箱振动发生时未检查到，新齿轮箱振动发现松动紧固后故障消除。引起接线松动会有两方面原因，一是该接线端子的塑料材质，会因为冬季运行热胀冷缩的原因发生松动脱落的现象，这种故障在东北等地的风场出现过，但该风场多台同型号风力机组均未发现由于热胀冷缩导致端子线松动的现象，所以该风力机热胀冷缩导致接线松动的可能性极小；二是CCU在现场检修中互换的现象较为常见，可能在多次人为插拔中导致接线松动。 * 总结 由于控制系统CCU X111（Encoder）端子排01端子接线松动，使PLC采集到叶轮转速和发电机转速有偏差，PLC为了使转速达到预先设定值，控制变桨机构频繁变桨、修正桨角达到设定的目标值，引起变桨液压缸活塞前、后油压反