技術(shù)干貨 - 雙饋發(fā)電機(jī)故障診斷及分析
時(shí)間：2021-04-21 15:21瀏覽量：字號(hào)：AAA
01雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障背景介紹
我們國(guó)家風(fēng)力發(fā)電經(jīng)過(guò)近十年的高速發(fā)展，裝機(jī)容量逐年增加；目前，國(guó)內(nèi)主流風(fēng)機(jī)類型主要是雙饋型和直驅(qū)型。雙饋發(fā)電機(jī)主要是高速運(yùn)轉(zhuǎn)，加之需求量大，制造廠家質(zhì)量把控不到位，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)在出質(zhì)保后，故障頻出，造成風(fēng)機(jī)停機(jī)，給風(fēng)電場(chǎng)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。
主要原因是設(shè)計(jì)制造缺陷逐步暴露以及運(yùn)行維護(hù)沒(méi)有及時(shí)跟進(jìn)。
發(fā)電機(jī)故障現(xiàn)象主要有：
1、發(fā)電機(jī)振動(dòng)大；
2、軸承頻繁損壞；
3、發(fā)電機(jī)滑環(huán)打火、碳刷燒損；
4、發(fā)電機(jī)自動(dòng)潤(rùn)滑泵損壞，油路堵塞；
5、發(fā)電機(jī)繞組燒損等故障。
針對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)存在的故障問(wèn)題，根據(jù)現(xiàn)有的儀器、技術(shù)方法，從發(fā)電機(jī)的故障診斷技術(shù)、故障類型、故障原因分析以及修復(fù)方法展開(kāi)講述。
02故障診斷技術(shù)介紹
故障診斷：根據(jù)電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的各種信息，運(yùn)用技術(shù)和儀器設(shè)備判斷電機(jī)運(yùn)行是屬于正常還是發(fā)生了異常，識(shí)別電機(jī)是否發(fā)生了故障。
所有的故障都是按一定機(jī)理發(fā)生和發(fā)展的，有一定的客觀規(guī)律，電機(jī)故障診斷的目的就是要根據(jù)這種規(guī)律，利用先進(jìn)的檢測(cè)手段和方法，并利用多年的設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和理論研究所形成的豐富的診斷軟件，判斷故障原因，并制定排除故障的維修方案。
故障診斷三個(gè)基本環(huán)節(jié)：檢查和發(fā)現(xiàn)異常、診斷故障狀態(tài)和部位、分析故障類型。
因?yàn)榘l(fā)電機(jī)是一個(gè)綜合性的（包含電路系統(tǒng)、磁路系統(tǒng)、絕緣系統(tǒng)、風(fēng)路系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)）運(yùn)行部件，根據(jù)故障類型，主要有以下診斷技術(shù)：
1、 振動(dòng)診斷：通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)檢測(cè)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種分析和處理，診斷電機(jī)產(chǎn)生故障的原因和部位，并制定處理辦法。
2、 絕緣診斷：利用各種電氣試驗(yàn)和特殊診斷技術(shù)，對(duì)電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)、工作性能和是否存在缺陷作出結(jié)論，并對(duì)絕緣剩余壽命作出預(yù)測(cè)。
3、 溫度診斷：用各種溫度檢測(cè)方法和紅外測(cè)溫技術(shù)，對(duì)電機(jī)的各部分溫度進(jìn)行檢測(cè)和故障診斷。
03塔上故障檢測(cè)方法
針對(duì)塔上在運(yùn)行發(fā)電機(jī)，受塔上施工條件限制，主要用以下儀器和方法檢查：
1、目視及手動(dòng)檢查
主要查看發(fā)電機(jī)緊固螺栓是否松動(dòng)，發(fā)電機(jī)排油是否暢通，發(fā)電機(jī)防護(hù)漆是否有脫落，發(fā)電機(jī)配件是否有裂紋、打火痕跡。
2、絕緣電阻表檢查
發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組、滑環(huán)、刷架、電纜以及各傳感器及電源線對(duì)地絕緣電阻。可以發(fā)現(xiàn)繞組絕緣是否接地。
檢查要求：定轉(zhuǎn)子繞組、滑環(huán)、刷架、電纜用1000V絕緣電阻表進(jìn)行檢測(cè)，要求≥50MΩ。傳感器及電源線對(duì)地絕緣電阻用500V絕緣電阻表進(jìn)行檢測(cè)，要求≥50MΩ。
結(jié)果判斷：檢測(cè)時(shí)，從定子接線盒內(nèi)檢測(cè)，若存在對(duì)地情況，則需要拆機(jī)排查是引出線接地還是繞組接地。
從轉(zhuǎn)子接線盒內(nèi)檢測(cè)，若存在對(duì)地情況，需要將轉(zhuǎn)子軸內(nèi)三相引出線斷開(kāi)，分別測(cè)量轉(zhuǎn)子繞組和滑環(huán)-刷架，判斷是哪個(gè)部位絕緣對(duì)地。
3、直流電阻儀檢查
檢查發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組直流電阻；可以發(fā)現(xiàn)引出線斷裂、繞組匝間或相間短路等故障。
檢查要求：定子直流電阻檢測(cè)在接線盒內(nèi)直接測(cè)量，轉(zhuǎn)子直流電阻檢測(cè)需要將轉(zhuǎn)子引出線與滑環(huán)斷開(kāi)，從轉(zhuǎn)子引出線測(cè)量。
標(biāo)準(zhǔn)要求：定、轉(zhuǎn)子繞組，各線端電阻值與三個(gè)線端電阻的平均值之差:三角形接法≤1.5% ，星形接法≤2%。每一電阻測(cè)量的三次讀數(shù)不平衡度士 0.5% 。
結(jié)果判斷：若檢測(cè)數(shù)值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求值，初步可以判斷繞組存在匝間或相間短路故障；若檢測(cè)出兩相沒(méi)有阻值，一相有阻值，則初步可以判斷為一相引出線斷開(kāi)。
04便攜式電機(jī)電氣綜合故障診斷儀檢查
由于采用直流電阻儀只能檢測(cè)出已經(jīng)發(fā)生故障的繞組問(wèn)題，對(duì)于絕緣薄弱但沒(méi)有完全破損，存在泄漏電流過(guò)大問(wèn)題不能夠完全檢測(cè)出來(lái)。使用匝間耐壓檢測(cè)儀由于設(shè)備體積、重量大，不滿足塔上檢測(cè)條件，另外，采用高電壓檢測(cè)，會(huì)造成繞組絕緣損傷。
采用便攜式電機(jī)電氣綜合故障診斷儀可以檢測(cè)出繞組繞組存在匝間或相間短路故障。
05 振動(dòng)檢查
a、便攜式振動(dòng)檢測(cè)儀檢測(cè)發(fā)電機(jī)振動(dòng)情況；測(cè)量時(shí)驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端各三個(gè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)如下圖所示：
振動(dòng)試驗(yàn)限值電機(jī)的振動(dòng)試驗(yàn)中，檢測(cè)振動(dòng)速度，≤2.8mm/s 良好；≤7.1 mm/s允許；≤11.2 mm/s可以承受。
b、振動(dòng)頻譜分析儀檢測(cè)
振動(dòng)頻譜分析儀在線監(jiān)測(cè)通過(guò)測(cè)量發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)頻譜，分析發(fā)電機(jī)存在的振動(dòng)異常情況；主要有以下異常類型：
（1）定子異常產(chǎn)生的電磁振動(dòng)
原因：定子鐵心或定子線圈松動(dòng)，彈性支撐緊固螺栓松動(dòng)；
特征：振動(dòng)頻率為電源頻率的2倍；切斷電源，電磁振動(dòng)立即消失。
（2）氣隙不均勻引起的電磁振動(dòng)
原因：定轉(zhuǎn)子不同心引起，端蓋磨損導(dǎo)致氣隙不均勻；
特征：振動(dòng)以1/2sf周期在脈動(dòng)；（s為轉(zhuǎn)差率，f為電網(wǎng)頻率）。
（3）轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)
原因：轉(zhuǎn)子零部件脫落或移位；轉(zhuǎn)子線圈松動(dòng)、移位；
特征：振動(dòng)頻率和轉(zhuǎn)速頻率相等；振動(dòng)值隨轉(zhuǎn)速增高而加大；振動(dòng)值以徑向最大，軸向很小。
（4）軸承異常產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)
原因：軸承因潤(rùn)滑不良、軸電流、異物污染、高溫，出現(xiàn)表面剝落、點(diǎn)蝕、碎裂、銹蝕；
特征：每種規(guī)格的滾動(dòng)軸承，都有一定的特征頻率，當(dāng)軸承出現(xiàn)故障時(shí)，測(cè)試儀器即可出現(xiàn)不同部位損壞時(shí)的特征頻率，滾動(dòng)軸承的特征頻率取決于其滾動(dòng)元件的幾何尺寸。
