本文摘要：摘要：風(fēng)電作為節(jié)能、安全、環(huán)保和可再生的清潔資源受到世界關(guān)注,隨著技術(shù)的日趨成熟和規(guī)模效應(yīng)初步顯現(xiàn),風(fēng)電已經(jīng)成為最具潛力和活力的新能源之一�；h(huán)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)提供動力電源，并負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)和變槳系統(tǒng)的通訊數(shù)據(jù)傳輸和安全鏈信號的連接。雖
摘要：風(fēng)電作為節(jié)能、安全、環(huán)保和可再生的清潔資源受到世界關(guān)注,隨著技術(shù)的日趨成熟和規(guī)模效應(yīng)初步顯現(xiàn),風(fēng)電已經(jīng)成為最具潛力和活力的新能源之一�；h(huán)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)提供動力電源，并負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)和變槳系統(tǒng)的通訊數(shù)據(jù)傳輸和安全鏈信號的連接。雖然滑環(huán)在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中所占整機(jī)價(jià)值比例非常低，但是滑環(huán)整體性能、可靠性及工作壽命卻會直接影響整機(jī) 的性能和可靠性。由于早期滑環(huán)的原始設(shè)計(jì)缺陷和后期維護(hù)各方面問題導(dǎo)致滑環(huán)造成的故障越來越多，給風(fēng)電場造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。本文以某型號滑環(huán)故障大量引發(fā)變槳安全鏈信號斷開問題進(jìn)行分析并提出維護(hù)策略方案，并制定該型號滑環(huán)的中長期維護(hù)計(jì)劃，以最經(jīng)濟(jì)的方式增加機(jī)組穩(wěn)定性，減少機(jī)組故障停機(jī)時(shí)間和備件更換成本，提高風(fēng)電場經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組;滑環(huán);維護(hù)
能源是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ),是人類生產(chǎn)和生活必需的基本物質(zhì)保障,也是我國現(xiàn)代化建設(shè)的戰(zhàn)略重點(diǎn)。新能源是未來能源發(fā)展的方向,風(fēng)能作為新能源重要的一部分,利用技術(shù)相對成熟,生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生污染和無廢棄物排放,且儲量大,永不枯竭,是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的綠色能源和人類社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展新動力之一。風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)安裝于風(fēng)電機(jī)組輪轂中，在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)起著隨風(fēng)速及發(fā)電功率變化而及時(shí)調(diào)整其槳葉槳距角的重要作用。
變槳系統(tǒng)能否準(zhǔn)確而及時(shí)地將風(fēng)電機(jī)組槳葉變換至相應(yīng)的位置，關(guān)鍵在于其能否與主控之間保持信息相互傳遞的通暢性，以便能及時(shí)地接收主控的指令，主控也能及時(shí)地接收變槳系統(tǒng)的信息而發(fā)出相應(yīng)的指令�，F(xiàn)在絕大部分風(fēng)電機(jī)組的主控與變槳系統(tǒng)之間為現(xiàn)場總線通信方式，通訊電纜為專用的帶屏蔽雙絞銅纜，中間旋轉(zhuǎn)接觸部分用電氣滑環(huán)相連接，而電氣滑環(huán)存在的諸多缺點(diǎn)會導(dǎo)致通信不暢，因此有必要對其進(jìn)行優(yōu)化。
能源方向論文范例：綜合能源背景下的配電網(wǎng)多場景規(guī)劃
一、慨述
隨著我國風(fēng)電行業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會(CWEA)資料數(shù)據(jù)顯示，我國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī) 容量已達(dá) 1.45 億千瓦，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為我國第一大新能源發(fā)電技術(shù)。然而由于風(fēng)電發(fā)展前期市場競爭非常劇烈，各主機(jī)廠商設(shè)備供應(yīng)價(jià)格不斷降低，同時(shí)技術(shù)壟斷以及采購規(guī)范等問題，導(dǎo)致我國大量風(fēng)電機(jī)組設(shè)備采購價(jià)格和質(zhì)量不斷下降，機(jī)組在運(yùn)行過程中出現(xiàn)大量問題，機(jī)組更換備件成本居高不下。
某風(fēng)電場故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示，變槳故障和安全鏈故障次數(shù)占據(jù)風(fēng)場全部故障次數(shù)的 67.18%，故障時(shí)間占總故障時(shí)間的 67%，而在變槳及安全鏈故障中，大部分又是由于機(jī)組滑環(huán)故障引起的。因此，針對滑環(huán)引起的故障進(jìn)行優(yōu)化升級并制定滑環(huán)的后期維護(hù)計(jì)劃對于風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定性及提高風(fēng)電場經(jīng)濟(jì)效益就顯得至關(guān)重要。 基于已有風(fēng)場數(shù)據(jù)及故障信息資料， 首先分析國內(nèi)風(fēng)場滑環(huán)運(yùn)行及維護(hù)現(xiàn)狀，針對該風(fēng)場滑環(huán)故障提出原因分析，并對滑環(huán)中長期維護(hù)策略進(jìn)行探討并制定出詳細(xì)方案。
二、滑環(huán)發(fā)展及維護(hù)現(xiàn)狀
根據(jù)我國各大主機(jī)廠商的市場份額及各自的技術(shù)類型統(tǒng)計(jì)，我國風(fēng)電機(jī)組使用電動變槳系統(tǒng)份額高達(dá) 79%，據(jù)此估算我國現(xiàn)階段運(yùn)行機(jī)組滑環(huán)占有量高達(dá)六萬五千臺左右。 而且隨著我國風(fēng)電裝機(jī)容量以 20%～30%的速度增長，預(yù)計(jì)很長一段時(shí)間內(nèi)我國的風(fēng)電滑環(huán)都將保持高速增長。
由于技術(shù)壁壘和壟斷，我國早期風(fēng)電機(jī)組中所使用滑環(huán)大部分從國外進(jìn)口，隨著國內(nèi)不斷引進(jìn)并吸收國外滑環(huán)先進(jìn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)， 目前國內(nèi)一些企業(yè)已經(jīng)具備生產(chǎn)出高性能優(yōu)質(zhì)滑環(huán)的技術(shù)實(shí)力。相關(guān)國內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組滑環(huán)使用情況調(diào)查研究表明，國產(chǎn)滑環(huán)實(shí)際運(yùn)行中的表現(xiàn)已經(jīng)完全可以和進(jìn)口滑環(huán)相媲美，同時(shí)國產(chǎn)滑環(huán)在價(jià)格、售后服務(wù)質(zhì)量等方面完全超越進(jìn)口滑環(huán)，而且國內(nèi)滑環(huán)生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)能夠針對缺陷滑環(huán)提供不同的升級產(chǎn)品和服務(wù)解決方案。
因此，我國風(fēng)電滑環(huán)市場將向國產(chǎn)滑環(huán)逐步替代進(jìn)口滑環(huán)并占據(jù)市場主導(dǎo)地位過渡。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)大量風(fēng)電場在運(yùn)行兩年以后滑環(huán)會 集中出現(xiàn)大量故障，主要表現(xiàn)為滑環(huán)密封性能不足導(dǎo)致軸承進(jìn)入橡膠粉末卡死軸承以及滑道污染嚴(yán)重導(dǎo)致變槳安全鏈信號閃斷，給機(jī)組運(yùn)行帶來嚴(yán)峻考驗(yàn)。由于進(jìn)口滑環(huán)廠家并不提供五年質(zhì)保期的免維護(hù)服務(wù)，而現(xiàn)場運(yùn)維人員又對滑環(huán)維護(hù)缺乏必要的了解和專業(yè)維護(hù)技術(shù)以及必要的工具、備件，導(dǎo)致滑環(huán)出現(xiàn)問題后無法得到有效的維護(hù)，所以很多風(fēng)電場都是對滑環(huán)進(jìn)行簡單的清洗，由于沒有專用潤滑油，滑道和電刷無法進(jìn)行有效的潤滑，而這又會進(jìn)一步加速滑環(huán)的老化。
三、滑環(huán)故障原因分析
某風(fēng)電場裝機(jī)總量為 49.5MW，該風(fēng)場機(jī)組滑環(huán)產(chǎn)品，風(fēng)電場大量機(jī)組報(bào)出安全鏈繼電器故障，現(xiàn)場通過中控室 對安全鏈進(jìn)行復(fù)位后機(jī)組恢復(fù)正常， 再次啟動機(jī)組后仍然頻報(bào)出該故障。通過機(jī)組監(jiān)控軟件錄取故障波形發(fā)現(xiàn)安全鏈繼電器故障主要原因?yàn)榘踩溊^電器回路 24V 信號斷開約 20～ 100ms，從而引發(fā) PLC 模塊檢測信號丟失，機(jī)組報(bào)出安全鏈繼電器故障，而機(jī)組安全鏈繼電器實(shí)際并未斷開，初步判斷為滑環(huán)電刷振動導(dǎo)致安全鏈信號瞬時(shí)斷開觸發(fā)主控故障。
隨后通過拆卸滑環(huán)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電環(huán)道內(nèi)有大量的橡膠粉末污染;電刷彈力下降導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)電刷振動大，信號傳輸易中斷;轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子極其困難，拆卸軸承發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)部進(jìn)入大量橡膠粉末污染物，軸承內(nèi)無潤滑油脂。 上述表明該型號滑環(huán)設(shè)計(jì)存在重大缺陷，滑環(huán)機(jī)械密封性能無法滿足要求，導(dǎo)致軸承及轉(zhuǎn)子污染嚴(yán)重。由于該風(fēng)場所使用滑環(huán)采購時(shí)并未提供技術(shù)和維護(hù)服務(wù)，所以無法得到廠家的質(zhì)保維護(hù)。
四、滑環(huán)長期維護(hù)策略
由于目前我國棄風(fēng)限電現(xiàn)象比較嚴(yán)重，風(fēng)場年度經(jīng)濟(jì)效益并不樂觀，如果在滑環(huán)出現(xiàn)故障就更換新的滑環(huán)，這樣將會進(jìn)一步給風(fēng)電場經(jīng)濟(jì)效益帶來負(fù)面影響，該風(fēng)電場滑環(huán)在機(jī)組運(yùn)行兩年后滑環(huán)就集中爆發(fā)大量故障，一部分是由于滑環(huán)設(shè)計(jì)存在缺陷導(dǎo)致，一部分是由于滑環(huán)制造材料性能不夠?qū)е沦|(zhì)量下降造成的。 因此需要就該風(fēng)電場滑環(huán)中長期維護(hù)制定相應(yīng)計(jì)劃。
1、備件采購。該風(fēng)電場機(jī)組對滑環(huán)現(xiàn)階段運(yùn)行情況，建議采購 2～5 個(gè)滑環(huán)現(xiàn)場備用。目前，國內(nèi)滑環(huán)制造企業(yè)已經(jīng)可以提供性價(jià)比很高的產(chǎn)品，并提供老舊滑環(huán)的升級和替代產(chǎn)品，建議采購國產(chǎn)滑環(huán)替代進(jìn)口滑環(huán)。同時(shí)，建議采購一定數(shù)量的滑環(huán)備件和維護(hù)工具及物料，如無水酒精、軟毛刷、熱風(fēng)槍、電纜哈丁接頭，以方便后期維護(hù)使用。
2、缺陷整改。由于該型號滑環(huán)存在設(shè)計(jì)缺陷，現(xiàn)場需要對這些缺陷制定相應(yīng)整改措施并盡快實(shí)施。針對滑環(huán)密封性能不夠，導(dǎo)致通心軸內(nèi)部粉塵大量進(jìn)入滑環(huán)內(nèi)部，可以在通心軸 PVC 管處增加一級密封，保證污染物被有效隔離，這樣可以避免滑環(huán)軸承及導(dǎo)電環(huán)道和電刷污染。針對軸承出廠未進(jìn)行潤滑問題，建議將 1～2 臺機(jī)組該型號滑環(huán)使用備件進(jìn)行替換，對替換下來的滑環(huán)進(jìn)行整體維護(hù)，對軸承清洗并使用油脂潤滑，然后再進(jìn)行更換并交替維護(hù)，這樣既不影響機(jī)組的運(yùn)行，維護(hù)也可以正常進(jìn)行。
3、定期維護(hù)�；h(huán)的定期維護(hù)和機(jī)組定期維護(hù)時(shí)間應(yīng)該同步，一般為半年進(jìn)行一次。同時(shí)，頻繁的清洗滑環(huán)可能會對滑環(huán)使用壽命有一定影響，建議在定期維護(hù)時(shí)對滑環(huán)導(dǎo)電環(huán)道進(jìn)行檢查，并視情況決定是否維護(hù);清洗時(shí)嚴(yán)禁使用油基清洗劑以防對環(huán)道和電刷腐蝕;清洗時(shí)禁止拆卸電路板，清洗完使用熱風(fēng)槍烘干，對每個(gè)導(dǎo)電環(huán)道滴入一滴潤滑油。
通過對滑環(huán)故障進(jìn)行深入分析，該風(fēng)場滑環(huán)故障得到有效控制，故障次數(shù)大幅減少。所制定的滑環(huán)后期維護(hù)計(jì)劃，可有效提高滑環(huán)使用壽命，并在滑環(huán)電刷和導(dǎo)電環(huán)道的備件更換方案上大幅減少維護(hù)費(fèi)用，具有很高的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。
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作者姓名：李永勝
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