风力发电机组偏航系统检测

风力发电机组偏航系统检测要点（重点：检测项目）

风力发电机组的偏航系统如同机组的“指南针”和“方向盘”，其核心功能是灵敏感知风向变化，精确旋转机舱，使风轮叶片始终正对来风方向，从而最大化捕获风能并优化发电效率。同时，该系统还需在极端风况下提供强大的制动锁定能力，保障机组结构安全。偏航系统长期承受复杂交变载荷，其性能状态直接影响机组发电效率和关键部件（如主轴承、齿轮箱）的寿命。因此，系统性、规范化的检测是风电场安全经济运行不可或缺的环节。以下是偏航系统检测的关键项目详解：

一、 偏航驱动系统检测

1. 偏航电机检测：

   • 电气性能： 测量电机三相绕组直流电阻、绝缘电阻（相间、对地），检查是否平衡且符合要求。检测运行电流、电压是否正常，有无过载或缺相现象。
   • 机械性能： 监听电机运行声音，判断内部轴承有无异响（磨损、损坏）、转子有无扫膛。检查电机本体及安装支架有无明显振动、裂纹或松动。
   • 散热与防护： 检查电机冷却风扇运转是否正常，散热通道（风道、散热片）是否畅通无堵塞。确认电机防护等级（IP等级）符合环境要求，外壳密封良好，无严重锈蚀、积水。
   • 连接与接线： 检查电机电源电缆、控制信号线连接是否紧固可靠，接线端子排有无过热、烧蚀痕迹，电缆护套是否完好无损。

2. 偏航减速箱（减速器）检测：

   • 运行状态： 监听减速箱运行声音，判断齿轮啮合是否平稳，有无异常冲击、啸叫或不规则噪音（可能指示断齿、点蚀、磨损过度）。
   • 振动分析： 在驱动状态下测量减速箱壳体各向（水平、垂直、轴向）振动值，评估是否超标，分析振动频谱特征识别潜在故障（如齿轮偏心、不对中、轴承损伤）。
   • 润滑状况： 检查润滑油位是否在正常刻度范围内。观察油品颜色、透明度、有无乳化（进水）、金属碎屑（磨损产物）或异常气味。必要时取样进行油液理化及污染度分析。
   • 渗漏检查： 仔细检查减速箱所有结合面、轴封、油位视窗、透气阀等部位，确认无润滑油渗漏现象。
   • 齿轮啮合间隙（有条件时）： 停机状态下，必要时使用专用工具（如塞尺）测量关键齿轮副的啮合间隙，判断是否在允许公差范围内。
   • 紧固件检查： 检查减速箱与安装底座、以及与偏航小齿轮输出轴的所有连接螺栓，确认按规定的扭矩和顺序紧固，无松动。

二、 偏航制动系统检测

1. 偏航刹车片/摩擦片检测：

   • 磨损量测量： 使用卡尺或专用量具测量刹车片剩余厚度，与允许最小厚度对比，评估磨损程度，判断是否需要更换。
   • 磨损均匀性检查： 观察同一制动器内各刹车片磨损是否均匀，单片是否存在偏磨、异常台阶或碎裂现象。
   • 表面状况： 检查摩擦面有无严重油污、硬化（“镜面化”）、裂纹或材料脱落。
   • 安装状态： 检查刹车片在制动钳或制动盘内的安装是否到位、牢固，定位销、弹簧等附件是否齐全有效。

2. 偏航制动盘检测：

   • 表面状态： 检查制动盘摩擦表面有无严重划痕、沟槽、裂纹、热龟裂（蓝紫色氧化斑）、翘曲变形或厚薄不均。
   • 厚度测量： 多点测量制动盘厚度及其波动量，确认在允许磨损极限内且厚度差符合要求（保证平面度）。
   • 跳动量测量： 使用百分表测量制动盘端面圆跳动量，评估其轴向变形程度是否超标。

3. 偏航制动器（卡钳/夹钳）检测：

   • 动作功能： 在手动或自动模式下测试每个制动器的开闸、合闸动作是否灵活、同步、无卡涩。检查液压缸或电磁铁活塞杆运动是否顺畅无阻滞。
   • 泄漏检查： 对于液压制动器，检查液压缸、管路接头、阀块等有无液压油泄漏迹象。对于弹簧加压/液压释放型，检查密封圈状态。
   • 复位弹簧检查： 检查弹簧有无锈蚀、断裂或永久变形，确保其能提供足够的制动力矩（对于弹簧加压型）。
   • 间隙调整： 检查并调整刹车片与制动盘之间的释放间隙至规定值，保证制动时接触良好，释放时无拖滞摩擦。

4. 液压系统（如适用）检测：

   • 系统压力： 测量偏航制动系统的工作压力、保压性能是否正常，压力波动是否在允许范围内。
   • 液压油状态： 检查油位、油液颜色、粘度、有无乳化或污染。
   • 管路与接头： 检查所有液压软管、硬管及其接头有无老化、裂纹、磨损、渗漏或异常变形。
   • 液压元件（阀组、蓄能器等）： 检查电磁换向阀、溢流阀、单向阀、蓄能器等核心元件工作是否正常，有无异响、过热或泄漏。
   • 过滤器状态： 检查液压油滤芯压差指示或按周期更换滤芯。

三、 偏航轴承检测

1. 外观检查：

   • 目视检查轴承外圈（与塔架连接）、内圈（与机舱底座连接）的安装面及螺栓连接区域（如外露），确认无明显裂纹、塑性变形或腐蚀。
   • 观察齿圈（内齿或外齿）齿面有无断齿、裂纹、严重点蚀、剥落、塑性变形或异常磨损。

2. 齿圈啮合检测：

   • 检查偏航小齿轮与偏航轴承齿圈的啮合情况，确认啮合间隙、啮合印痕符合要求。
   • 检查小齿轮齿面有无与齿圈类似的损伤（点蚀、剥落、磨损）。

3. 润滑状况检测：

   • 检查自动润滑系统（如有）工作是否正常，油脂分配器是否按设定周期动作。
   • 手动润滑点：检查注油嘴是否完好、畅通，确认按规程进行了定期加注合格油脂。
   • 检查新旧油脂挤出情况，观察挤出油脂颜色、有无金属颗粒、水分或其他杂质，判断内部磨损或进水情况。
   • 检查轴承密封条状态，确认其完好无损，有效防止外部灰尘、水分侵入和内部油脂渗出。

4. 螺栓连接检查（重点且高危）：

   • 力矩检查（核心）： 使用经过校准的液压扳手或高精度扭矩扳手，严格按照要求的顺序和扭矩值（包括初拧、终拧或角度法），对偏航轴承与塔筒法兰、机舱底座的所有连接螺栓进行100%的力矩校验。这是防止螺栓松动导致灾难性事故的关键。
   • 目视与敲击检查： 辅助检查螺栓头部、螺母有无明显松动、转动、锈蚀、损伤，或垫片是否压平。可用敲击法（需经验）辅助判断。
   • 螺栓伸长量测量（有条件/必要时）： 对于高强度预紧螺栓，使用专用超声波设备测量螺栓的绝对伸长量或其变化量，是判断预紧力最精确的方法。

5. 异响与振动监测（运行中）：

   • 在机组偏航动作时，使用听音棒或电子听诊器监听轴承内部有无异常噪音（如周期性的“咔哒”声、连续的“沙沙”声或尖锐声）。
   • 在轴承座附近关键点测量振动，分析振动频谱，识别轴承滚道、滚动体损伤的特征频率。

四、 偏航传感与控制系统检测

1. 风向传感器检测：

   • 校准与精度： 检查风向标（风速风向仪）的零位和动态响应是否准确。对比机组偏航位置与实测风向的一致性，验证其指示是否可靠。
   • 机械状态： 检查风向标转动是否灵活无卡滞，轴承或轴套有无磨损。检查叶片有无损坏、变形或污染（冰雪、昆虫）。
   • 电气连接： 检查传感器至控制柜的信号线连接是否牢固，屏蔽层接地是否良好。

2. 偏航位置传感器（编码器/解算器）检测：

   • 位置反馈准确性： 手动或小角度偏航，对比控制系统显示的位置与机舱实际位置（可借助固定参考点），检查编码器反馈值是否正确、连续、无跳变。
   • 零点位置校准： 确认编码器的零点（或原点）位置设置正确无误。
   • 连接与信号： 检查编码器信号线、电源线连接可靠，屏蔽良好。检查信号波形（有条件）是否正常。

3. 接近开关/限位开关检测：

   • 功能测试： 手动触发偏航左/右限位开关、偏航解缆接近开关等，在控制系统中检查信号能否正常触发（点亮指示灯、发出报警或执行解缆动作）。
   • 安装位置与间隙： 检查开关本体安装牢固，感应面与触发挡块之间的间隙是否调整在有效范围内。
   • 接线检查： 确认开关接线无破损，连接可靠。

4. 偏航控制系统逻辑测试：

   • 模拟不同风向信号，观察控制系统发出的偏航指令（左偏、右偏、停止）是否正确、及时。
   • 测试偏航过程中的自动解缆功能是否按设定角度（如±720°或±540°）和逻辑正确执行。
   • 测试偏航制动器在偏航启动前释放、停止后抱紧的时序控制是否准确可靠。
   • 测试各类偏航相关故障（如电机过流、驱动过载、位置反馈丢失、风向信号失效、限位触发等）的检测逻辑及安全链触发是否正确，相应的报警、停机、故障记录功能是否正常。

五、 辅助系统与安全检测

1. 偏航平台/通道检查：

   • 检查机舱内偏航减速箱、制动器周围的维护平台/通道是否完好、牢固、无油污，防滑措施有效，护栏齐全。
   • 检查照明是否充足，逃生路径畅通无障碍物。

2. 电缆与扭缆保护系统检测：

   • 动力/控制电缆： 检查所有随偏航运动旋转的动力电缆（如偏航电机电源线）、控制电缆（如编码器、限位开关信号线）的外护套有无磨损、扭曲、挤压变形、划伤或老化龟裂。重点检查固定点、过弯处以及与静止部分的过渡区域。
   • 扭缆开关/传感器： 测试扭缆保护开关或传感器的功能是否正常，在模拟扭缆超限时能否可靠触发安全链停机并报警。
   • 电缆悬挂与导向： 检查电缆卷筒（如有）或悬挂导向装置工作是否正常，确保电缆自由、有序、无干涉地盘绕或释放。

3. 接地与等电位连接检查：

   • 检查偏航系统各主要部件（电机外壳、减速箱壳体、制动钳体、轴承座等）的接地线连接是否牢固可靠，导通性良好，符合防雷与安全接地要求。
   • 检查相关金属结构之间的等电位连接是否有效。

总结：

风力发电机组偏航系统的检测是一项综合性、精细化的工作，涵盖机械传动、电气驱动、液压控制、传感反馈、软件逻辑等多个层面。以上列出的检测项目构成了偏航系统健康状态评估的核心内容。检测的执行应严格遵循相关技术规范和安全操作规程：

• 计划性： 制定合理的定期检测计划（日常巡检、月度检查、半年检、年度大检）和基于状态的检测策略。
• 规范性： 使用校准合格的检测工具（扭矩扳手、振动仪、绝缘测试仪、红外测温枪、听诊器等），严格按照标准方法和步骤操作。
• 记录性： 详细记录每次检测的项目、方法、数据、发现的问题（现象、位置、程度）及处理措施。
• 分析性： 对检测数据（如振动频谱、油品分析报告、温度趋势、螺栓伸长量）进行跟踪对比和趋势分析，实现预测性维护。

通过系统严谨的检测，可以及时发现偏航系统的隐患和早期故障，有效避免因偏航失效导致的发电量损失甚至严重的设备损坏事故，保障风电机组长期安全、稳定、高效运行。