北(běi)極星風力發電網訊:近期，山西某風電場(chǎng)發生2台2.0MW風電機組（2017年投産）偏航大(dà)齒和(hé)驅動齒斷裂事件。根據公司跟蹤落實斷齒真正原因，防範發生同樣事件的(de)要求，公司決定開展防範風機偏航大(dà)齒和(hé)驅動齒斷裂專項隐患排查治理(lǐ)工作。有關事項通(tōng)知如下(xià)：
一、故障原因分(fēn)析
1.直接原因
結合《山西某風電項目2.0MW機組偏航大(dà)齒及驅動齒斷裂故障分(fēn)析報告》（詳見附件）及區(qū)域内其他(tā)風場(chǎng)已發生類似故障情況分(fēn)析，故障發生的(de)直接原因是：偏航驅動系統由4台偏航驅動器組成，正常情況下(xià)同步轉動機艙使風輪掃掠面與風向保持垂直。其中1台偏航驅動器因偏航驅動抱閘失效，制動盤被抱死導緻偏航驅動無法轉動；而其他(tā)三個(gè)偏航驅動器仍在正常推動偏航大(dà)齒圈偏航對(duì)風，使得(de)偏航減速器小齒輪與偏航大(dà)齒圈之間發生擠壓，緻使偏航大(dà)齒和(hé)驅動齒發生斷裂。
2.間接原因
（1）偏航卡鉗漏油及偏航大(dà)齒潤滑脂脫落，污染卡鉗刹車片和(hé)偏航刹車盤，導緻摩擦力降低，大(dà)風情況下(xià)制動力不足，機艙出現“滑移”，反作用(yòng)到偏航驅動器抱閘，導緻抱閘刹車片磨損加劇，使其失效。
（2）極端情況下(xià)，機艙“滑移”，導緻偏航大(dà)齒與驅動齒沖擊，最終出現裂紋或斷裂情況。
3.其他(tā)原因
偏航驅動器變速箱缺油也(yě)會使得(de)齒輪傳動出現故障，偏航電機轉速變慢(màn)或完全鎖死，使得(de)驅動器小齒輪受力超出承受程度，引起齒輪斷裂，電機燒壞。
二、排查治理(lǐ)内容
1.全面排查偏航驅動器抱閘開合情況，确保每台驅動器在通(tōng)電後能正常将摩擦片和(hé)制動盤徹底脫離。
2.全面排查偏航驅動器變速箱油位及潤滑情況，确保每台驅動器潤滑正常。
3.全面排查偏航卡鉗漏油情況，及時(shí)處理(lǐ)。
4.偏航刹車盤按維護要求保持清潔，不許存在油污污染；集油盤安裝到位。
5.完善風機巡檢及定檢維護項目，及時(shí)發現、處理(lǐ)偏航驅動器抱閘失效、變速箱缺油、偏航卡鉗漏油及偏航齒圈潤滑脂脫落問題。
附件：山西某風電場(chǎng)2.0MW機組偏航大(dà)齒及驅動齒斷裂故障分(fēn)析報告
一質量調查
（一）檢查内容及目的(de)
1、檢查驅動電機工作是否有效，是否存在部分(fēn)電機不工作，三拖一或者二拖二等問題；
2、檢查驅動電機抱閘是否有效工作，是否存在卡死現象或自由狀态，存在拖動或者不能對(duì)機艙進行有效鎖定；
3、檢查驅動減速器、偏航卡鉗、偏航潤滑是否存在漏油、漏脂污染刹車盤、刹車片，導緻偏航卡鉗摩擦力降低，不能有效鎖定機艙；
4、檢查驅動齒與偏航大(dà)齒齧合情況，是否存在偏載，齒系齧合是否均勻、平穩；(50bar背壓實驗模拟風機負載工作)
5、現場(chǎng)數據調查，主要對(duì)現場(chǎng)運行數據（bufferNCR等）進行檢查梳理(lǐ)，以找出相似共性問題；
6、偏航系統時(shí)序及相關參數設定複核工作；
7、調查問題風機的(de)運行環境，對(duì)比無問題風機進行比較。
（二）43#風機檢測
偏航大(dà)齒齒頂有裂紋，偏航驅動發生斷齒。
1、4個(gè)偏航驅動電機抱閘失效；
2、驅動電機均爲江西特種電機
3、偏航刹車盤油污污染嚴重
4、偏航卡鉗存在内部漏油的(de)可(kě)能，需要現場(chǎng)進一步确認。
5、以上爲右側受力，齒面與豎端面接觸基本全部斷裂。
（三）26#風機檢測
偏航大(dà)齒和(hé)驅動齒均有斷裂。
調查顯示：
1、偏航卡鉗、刹車盤有明(míng)顯油污；
2、偏航驅動刹車全部失效；
3、偏航卡鉗存在内部漏油的(de)可(kě)能，需要現場(chǎng)進一步确認。
（四）NCR統計分(fēn)析
以上發生問題機組，在曆年NCR報告中，對(duì)偏航系統問題進行刷選、梳理(lǐ)，可(kě)以大(dà)緻看到一個(gè)順序：偏航卡鉗漏油――偏航驅動刹車片磨損――偏航驅動斷齒&偏航大(dà)齒圈斷齒。
（五）現場(chǎng)地理(lǐ)環境
從地理(lǐ)環境調查來(lái)看，發生偏航斷齒風場(chǎng)全部爲山地環境，大(dà)部分(fēn)機組位置處于山丘環繞地帶，機組運行時(shí)，特别是大(dà)風情況下(xià)，湍流較爲嚴重；而此類風場(chǎng)中處于相對(duì)平緩地帶的(de)機組，目前未發現偏航斷齒機組。以上調查可(kě)以間接推斷，山地風場(chǎng)的(de)湍流情況對(duì)機組運行存在一定影(yǐng)響。
三、技術分(fēn)析
（一）偏航卡鉗、偏航大(dà)齒、偏航刹車盤分(fēn)析
從現場(chǎng)實際調查，可(kě)以發現偏航卡鉗漏油、偏航大(dà)齒表面潤滑脂都存在污染偏航刹車盤及刹車片情況；刹車片和(hé)刹車盤的(de)污染會極大(dà)降低偏航制動力的(de)保持，大(dà)風情況下(xià)極易産生機艙的(de)“滑移”；機艙“滑移”對(duì)偏航驅動和(hé)偏航齒圈存在較大(dà)的(de)沖擊，容易導緻齒面受力超過設計安全裕度。
（二）偏航驅動抱閘失效分(fēn)析
偏航驅動包括驅動電機、減速器及驅動齒；實際機組檢查發現，風機存在驅動電機内部刹車片磨損嚴重，以及部分(fēn)抱閘24V整流橋失效現象。抱閘不能分(fēn)開，會導緻電機被動拖動，加劇驅動齒與齒圈受力；抱閘因摩擦片磨損，摩擦力不夠，會導緻機艙大(dà)風情況下(xià)“滑移”産生沖擊，都會對(duì)大(dà)齒和(hé)驅動齒産生增益影(yǐng)響。
（三）偏航驅動與偏航齒圈齧合分(fēn)析
1、驅動齒與偏航大(dà)齒齧合重合度爲1.351，即35.1%時(shí)間内有2對(duì)齒參加偏航力的(de)傳動，如下(xià)圖
2、從軟件仿真看，偏航大(dà)齒齒頂部位是參加齧合的(de)，此時(shí)爲2對(duì)齒同時(shí)參加，如下(xià)圖
3、正反偏航受力
（四）數據分(fēn)析
分(fēn)析機組之前buffer數據可(kě)以發現，大(dà)風天氣中，機艙在沒有偏航動作的(de)情況下(xià)機艙位置發生了(le)變化(huà)；
五）偏航軟啓整定值T―STOP時(shí)間設置
從廠家提供的(de)産品說明(míng)書(shū)中可(kě)以明(míng)确，T―STOP時(shí)間設定爲0s；在偏航系統時(shí)序控制中，偏航停止的(de)時(shí)序是停止信号給出後，偏航卡鉗液壓刹車半壓刹車3-5s，然後全壓刹車；偏航驅動在停止信号給出後，延時(shí)3-5s動作（以上時(shí)間參數需要結合現場(chǎng)主控版本對(duì)應來(lái)看）；而現場(chǎng)如果T―STOP時(shí)間設定超過以上時(shí)間，就會導緻偏航驅動刹車情況下(xià)電機還(hái)未停止，加速刹車片的(de)磨損。（C風場(chǎng)的(de)驅動磨損主要原因就是T―STOP爲6S）
（六）其它補充說明(míng)
之前的(de)調查分(fēn)析中，已完成偏航頻(pín)次、偏航動作時(shí)序（軟件内部參數與硬件設置不同），偏航策略的(de)核實、優化(huà)，确認目前不存在明(míng)顯異常現象。
（七）綜合分(fēn)析
1、風機偏航問題基本邏輯如下(xià)：
1）偏航卡鉗漏油及偏航大(dà)齒潤滑脂滴落，污染卡鉗刹車片和(hé)偏航刹車盤，導緻摩擦力降低，大(dà)風情況下(xià)制動力不足，風機出現“滑移”；
2）機組在沒有偏航動作情況下(xià)出現“滑移”，反作用(yòng)到偏航驅動電機抱閘，導緻電機抱閘刹車片磨損加劇，使其失效；
3）機組制動力來(lái)自偏航卡鉗和(hé)4個(gè)驅動電機抱閘；驅動電機抱閘的(de)失效，進一步降低機組制動效果，形成惡性循環，加劇機組“滑移”；
4）機艙“滑移”導緻偏航軸承大(dà)齒與驅動齒頻(pín)繁撞擊；
5）一般情況下(xià)，由于驅動齒表明(míng)硬度高(gāo)于偏航大(dà)齒，考慮到現場(chǎng)山地湍流對(duì)機艙翹頭的(de)影(yǐng)響（機艙翹頭影(yǐng)響驅動齒與偏航齒系齧合，存在偏載現象），以及通(tōng)過仿真計算(suàn)得(de)出正向偏航頻(pín)次、載荷高(gāo)于反向偏航情況，長(cháng)時(shí)間處于這(zhè)種帶病運行狀态下(xià)，機組容易出現偏航大(dà)齒左齒頂端裂紋；
6）極端情況下(xià)，機艙“滑移”，導緻偏航大(dà)齒與驅動齒沖擊，産生低周疲勞及瞬間載荷超過設計安全裕度，驅動齒齒根部位晶界殘留對(duì)其疲勞強度的(de)影(yǐng)響，導緻驅動齒根部發生斷裂，其斷裂碎屑夾雜(zá)到齒系齧合之間，形成擠壓效果，最終發生驅動齒與大(dà)齒同時(shí)斷裂。
四、故障結論
1、偏航問題可(kě)以分(fēn)爲兩種情況；其一，一般情況下(xià)，偏航大(dà)齒左頂端出現裂紋；其二，極端情況下(xià)，偏航大(dà)齒及驅動齒斷裂情況。
2、偏航大(dà)齒左頂端裂紋；主要原因爲，偏航卡鉗漏油、偏航刹車盤潤滑脂滴落污染偏航卡鉗刹車片和(hé)偏航大(dà)盤；導緻機艙鎖定摩擦力降低，大(dà)風情況下(xià)機艙“滑移”，使驅動電機刹車磨損，進一步加劇偏航保持力降低；機艙“滑移”進一步加劇，導緻偏航大(dà)齒與驅動齒頻(pín)繁撞擊；由于驅動齒表明(míng)硬度高(gāo)于偏航大(dà)齒，考慮到現場(chǎng)山地湍流對(duì)機艙翹頭的(de)影(yǐng)響（機艙翹頭影(yǐng)響驅動齒與偏航齒系齧合，存在偏載現象），以及通(tōng)過仿真計算(suàn)得(de)出正向偏航頻(pín)次、載荷高(gāo)于反向偏航情況，長(cháng)時(shí)間處于這(zhè)種帶病運行狀态下(xià)，機組容易出現偏航大(dà)齒左齒頂端裂紋；
3、偏航大(dà)齒及驅動齒斷裂原因：極端情況下(xià)，機艙“滑移”，導緻偏航大(dà)齒與驅動齒沖擊，産生低周疲勞及瞬間載荷超過設計安全裕度，驅動齒齒根部位晶界殘留對(duì)其疲勞強度的(de)影(yǐng)響，導緻驅動齒根部發生斷裂，其斷裂碎屑夾雜(zá)到齒系齧合之間，形成擠壓效果，最終發生驅動齒與大(dà)齒同時(shí)斷裂。
4、補充說明(míng)，偏航卡鉗與偏航驅動刹車是共同保持機艙穩定的(de)設備，其擔負的(de)載荷比約爲6：4；目前發現的(de)表層原因爲偏航驅動刹車失效，及40%機艙保持力喪失，導緻大(dà)風情況下(xià)機艙“滑移”，大(dà)小齒頻(pín)繁撞擊，最終出現裂紋或者斷齒情況。進一步分(fēn)析發現，現場(chǎng)存在偏航軟啓T-STOP時(shí)間參數設置問題（具體原因前面已經分(fēn)析，此處不再贅述）。
五、後續整改措施
1、現場(chǎng)需要全面排查卡鉗漏油情況，及時(shí)處理(lǐ)（重點關注卡鉗密封圈更換、刹車片更換、油缸活塞如有卡澀必需更換、油品不合格必需更換）；
2、偏航刹車盤必需按照(zhào)維護要求保持清潔，不允許存在油污污染；
3、集油盤安裝工作必需到位；
4、現場(chǎng)需要全面排查驅動電機抱閘有效性；及時(shí)、全面統計出現場(chǎng)電機抱閘的(de)型号，工服内部盡快(kuài)進行物(wù)料号的(de)申請與采購(gòu)工作；現場(chǎng)及時(shí)更換；
5、對(duì)全場(chǎng)機組偏航驅動與偏航軸承齒系齧合進行複測工作，如有問題，及時(shí)整改；
6、現場(chǎng)做(zuò)好巡查計劃，保證可(kě)以及時(shí)發現、處理(lǐ)偏航卡鉗漏油及偏航齒圈潤滑脂滴落問題;
7、檢查、核對(duì)包括偏航軟啓在内的(de)機組所有硬件整定值設置；
8、集團質量、技術協同做(zuò)好後續工藝文件的(de)更新、宣貫工作。
小編在此呼籲大(dà)家有最新事故報告積極投稿，無電子版或者内網文件拍(pāi)
