赵剑波 移礼智
中广核新能源西北分公司 730000
【摘要】随着金风1.5兆瓦机组运行时间的增长，风力发电机组塔底轴流风机也随之出现批量性的损坏，造成风力发电机故障停机，增加电量损失和轴流风机更换人工成本。本文从解决轴流风机批量性损坏，提高机组发电量，降低轴流风机故障率问题出发，分析其成因并找到解决办法，为风力发电机提高发电量和降低轴流风机故障率提供保障。
【关键词】风力发电；轴流风机；轴承磨损；原因分析；解决办法
一、引言
随着金风1.5兆瓦风力发电机组轴流风机运行时间增长，在运行期间轴流风机批量性的出现异响、振动，风扇扫膛卡死损坏，绝缘损坏等问题，无法满足机组发电机组的散热要求，同时轴流风机损坏更换大大增加了机组电量损失，并增加人员工作量。如果不进行轴流风机大批量损坏的原因分析并加以处理，后续轴流风机还会出现大批量故障损坏现象，因此如何解决轴流风机出现故障的技术性问题和提高机组发电量便显得越来越重要。本文便是从根本上解决轴流风机出现的批量性故障损坏，降低机组故障率，提高机组发电量做保障。
二、轴流风机的工作原理
金风1.5兆瓦风冷机组采用强制风冷的方式进行冷却，主要通过两个IGBT冷却风扇、两个电容冷却风扇，将塔底各柜体内热量经柜体后风道送入塔底，再通过轴流风机，将热空气送出塔筒（塔筒内外冷热空气交换），保证各柜体温度在限定范围内，如图2-1。
轴流风机通过ABB的ACS510来驱动，根据风力发电机组运行的功率段的不同来实施对轴流风扇转数的控制调节风量。
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三、引起轴流风机大批量损坏的原因分析
金风1.5兆瓦风冷风力发电机组轴流风机在机组整体散热中起到关键作用，机组变流系统所有热量都是通过轴流风机排到塔筒外部，轴流风机的运行质量直接影响变流系统的散热，进而影响机组的风电能力。轴流风机的运行质量主要有以下几方面原因影响：
3.1轴流风机运行环境影响
金风1.5兆瓦风冷机组轴流风机安装在空间较小塔筒底部，用于机组散热，经常运行在高温环境，尤其西北地区风电场，夏季塔底温度可达到50℃左右，同时电机旋转也会产生热量，热量聚集无法及时散热，电机长时间运行也会加速电机绝缘老化，最终导致电机损坏。
3.2轴流风机运行时缺相
三相电机运行时，电源中缺相，会导致电机三相电流不均匀，缺相的这相绕组很快发热，把线圈烧毁，最终使电机绕组丝断掉或者接地，造成电机损坏。
3.3轴流风机过载运行
电机超负荷运行，电流增大，引起电机发热，温度升高，最后把漆包线烧断或者温度把绝缘层破坏，导致电机损坏，但柳园风电场轴流风机通过变频器控制，一般情况下变频器不会报过载告警，当变频器报过载时，往往由于电机电流增大，而电流增大一般为电机轴承卡死。
3.4轴流风机轴承的润滑不良
据研究表明大约有36%轴承损坏的原因是因轴承润滑不良或润滑脂使用不当造成的。由于轴承通常是机械设备中最不容易装卸的部件，不经常润滑就会出现问题，而金风1.5兆瓦风冷机组轴流风机轴承无法维护，长时间运行造成轴承磨损损坏，进而造成电机损坏。
结合某风电场拆卸的轴流风机发现，大多数轴流风机电机绝缘损坏，部分叶片卡死，但所有损坏的轴流风机前轴承都磨损严重，并都有卡滞，旋转不良现象，同时结合金风1.5兆瓦机组轴流风机使用的轴承为免维护轴承，该轴承使用24000小时后必须进行更换。
综上，金风1.5兆瓦机组轴流风机损坏的主要原因为，轴流风机轴承为免维护型，长时间运行无法对轴承进行润滑维护，如果机组所处环境灰尘较多，使轴承积累大量灰尘加剧轴承磨损，最终导致轴承失效卡死，电机过载，电流增大发热，损坏绕组绝缘，造成电机损坏。
四、解决轴流风机出现的批量性故障损坏的措施
经过分析轴流风机出现批量性损坏的主要原因电机轴承磨损，而轴承的质量直接决定轴流风机的使用寿命，轴承型号为6206 C3，因此为彻底解决金风1.5兆瓦风冷机组塔底轴流风机因轴承磨损造成的损坏，需采购高质量的轴承对有异响、振动明显的轴流风机提前进行更换，后经测试轴流风机转动正常，绝缘合格后可作为备件使用，这样既增加了轴流风机的使用寿命，又减少了因轴流风机损坏引发的故障，提高了机组发电量，同时有节约了成本。
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四、结语
随着对风力发电机组故障信息统计，发现更换新轴承的塔底轴流风机明显可以增加使用寿命，减少轴流风机故障率，提高风力发电机组发电量，但同时轴流风机新换的轴承也是免维护型，也会出现磨损，为进一步增加轴承风机运行寿命，轴流风机的日常巡视维护是必不可少的，后续是否可以将轴流风机轴承更换成可以定期维护的类型，这也是可以进一步研究的方向。
参考文献
［1］《金风1500kW风冷机组主控柜电气接线图（配FREQCON变流）A3版》
［2］《Freqcon变流系统及其散热系统》