北京合信锐风张卫华：双馈发电机轴承失效研究与预防维护实例分析

由中国农业机械工业协会风力机械分会主办的“第五届中国风电后市场专题研讨会”，于2018年6月13-14日在上海市召开，能见App作为战略合作媒体全程直播本次大会。

北京合信锐风新能源发展有限公司技术总监张卫华出席“第五届中国风电后市场专题研讨会”， 在风电机组运维及大部件修复专题论坛，分享题为“双馈发电机轴承失效研究与预防维护”的主旨演讲。

以下为发言内容：

张卫华： 各位领导、同仁下午好！我是北京合信锐风新能源公司的张卫华，我们是一个运维公司，把我们在维修发电机这块的一些经验给大家分享一下。

分四个部分，第一个是概述，第二是双馈风力发电机轴承失效类型及预防策略。第三如何保障双馈风力发电机轴承安全高校运行，第四是做个小结。

第一，概述。国内的发电机主要是双馈风电及机组和直驱风力发电机机组两种类型。主要故障有轴承故障、冷却机风机、滑环。

据欧洲某个公司统计，双馈发电机轴承开始运行两三年就有故障，十到十三年基本上轴承全部更换一遍。双馈风力发电机轴承失效类型及预防措施。主要几个故障，轴电流、假性布氏压痕、脱离、跑圈。类型一是轴电流腐蚀故障，这个是共模电压产生的。

我们作为发电机这块是从防的角度来预防的。这个是轴电流典型的现象，从发电机的角度来说，轴承腐蚀电流主要是绝缘没做好，在2012年以前的发电机从欧洲引进技术的时候，发电机都是使用绝缘轴承或者单端接地，但事实证明，绝缘轴承是防不住这个轴电流的，接地失效的情况下，测得高频的峰值电压最高有六七百伏。后来国内在运行的风机加了双端接地，绝缘轴承的成本挺高，发电机厂家目前做的全部是绝缘端盖和双端接地，绝缘端盖，用的比较多的是SMC和无尾带结构，无尾带比较容易受潮，北方用的比较好，南方这块可能会出现一些问题。绝缘密封做的比较好。还有一种情况下，在风场运行，有测振和轴承测温，大家不太注意的情况下，接地没有绝缘的情况下，造成短路造成的轴承失效，这块在风场要注意的

类型二是假性布氏压痕。这个痕迹用手摸摸不出来，只有十几微米，在几微米如果润滑好的情况下是能保证运行的，但稍微大点的压痕这个就会导致疲劳脱落。假性布氏压痕产生的原因主要是发电机长期储存，储存在静止的状态下，压了隐性的坑，是看不到的。还有润滑不良，在运输的情况下，尤其现在在我们西南和南方的地方发电机在出厂的时候都做了固定。但双馈发电机装到整机上以后目前厂家都不固定，在路上刹车，到丘陵地带或者高原贵州、云南这些地方，上坡下坡造成的冲击，对轴承有个损伤。还有厂家安装的时候不注意安装，敲击对轴承都会造成假性布氏压痕。轴承厂家要求对这个进行盘车，基本上两周盘车一次。

类型三是疲劳损坏。这个典型的疲劳损坏，疲劳了以后轨道上就会出现坑。原因主要载荷过大、轴承安装不到位、润滑不良、选择轴承不正确、电机的运作造成的。在疲劳损坏这块振动是影响比较大的，要选择合适的轴承、还有润滑脂、油吸、密封这块都要注意。轴承的轴、机座精度要求，目前从我们了解的情况，对国内主要整机厂摸了一遍，有的厂家轴承损坏率比较低，但同样一个发电机的机组在不同的厂家轴承损坏是不一样的。有的厂家虽然是小的主机厂，但他们的轴承损坏率，300台整机运行五年轴承只损坏了两个，但有的厂家损坏率比较高，我们做过跟踪，他们对弹性支撑、轴承的尊重是要求比较高的，而且他们对近期的对中要求比较高。国标19568总装标准要求，承重度最重的是5，角度是0.05度。但我们风场最终新机上去，一毫米的是大有人在的。

类型四是跑圈。内圈外圈跑了，高温造成轴承暴死，跟前面的原因差不多，轴承是教会的，在好多方面不注意就是造成轴承故障。在整机设计的时候要了解发电机的频率，经过我们了解发电机这块容易跑圈的时候就是在冬天，尤其是在大风期，因为在冬天油脂的润滑是不好的，润滑最好温度应该是在五六十度，但是在冬天的时候，油脂的润滑不是很好，尤其冬天北方比较冷，频繁起机造成内外圈的温差大，最容易造成暴死。

如何保障双馈风力发电机轴承安全、高效运行。自从有了机器，人类一直在思索如何才能更加安全、高效的操作机器，如何才能降低及其故障造成的经济损失，对于双馈风力发电机而言，轴承故障引起的发电量损失已逐渐成为总发电量损失中最严重的一部分。从故障点开始到人们第一次检测到故障点，这个是很短的。但是到轴承完全失效中间还有一段的距离，我们如果做到提前能发现这个问题就不会造成大的故障，造成大的损失。针对轴承检测我们现在有很多，比如说超声波监测、振动监测、油样分析、红外线检测、拆机检查、噪声监测、温度监测，选择合适恰当的时间给电机或轴承维护，主动进行维护就可以提高使用寿命。

举个例子，在某一个风场出现了轴承的故障，这是频谱的一个图，在出问题之前老早已经发现这个频谱是有问题了。但是我们风场现在普遍存在一个问题，昨天大家也说到数据共享的问题，不管是整机厂还是业主，有的是业主装的，有的是主机厂装的。不管是发电机厂家还是什么，数据不能共享，出了问题以后大家去分析，事先大家都看不到，而且在风场，好多风场他们振动和主控是分开的，所以造成振动这个频谱，虽然掏了钱装了，但是要么没有人看，要么第三方做的，第三方的信息是滞后的，把这个传给发电机厂的时候，已经出了问题，没有得到很好的利用。希望能够解决这个问题，当时如果发现这个问题，如果能及时反馈，把这个修复了就不会存在大的故障。出问题以后去判断，判断以后跑圈，没法维修就把发电机吊下来了。

刚好2018年春节全国的天气不太好，大雪，造成物流公司放假了，结果发电机整个停了300个小时，冬天刚好的风况最好的时候。如果在这个时候把发电机轴承更换了，也就需要10个小时，结果我们停机了300个小时。

要想发电机的轴承故障可控，故障率降低应该做到事前预防，主动维护，这也是好多整机厂宣扬的无故障多少小时的。近期对中、紧固地角螺栓，避免发电机长期工作在振动大状态下；定期检查自动注油器的工作状态，加以定期的手动注油，定期清理费油。注油器都坏了好多人没发现，好多也没接，造成一年两年轴承都没有润滑，最后造成缺油，造成报损。

我们建议发电机最好在冬季来临之前手动加油一次。目前来说整个发电机排脂也不是很好，也没有特别好的办法，最好还是人为地去清理一下。更换或增加零部件时要注意，不要接地，不要叫轴承的绝缘短路，并近期检查接地碳刷，保证良好的接地。

振动数据的分析，虽然都把钱花了但是没有很好的利用起来，各个业主应该配一些监测分析工程师对这个定期做一些分析，及时的发现问题，及时的解决，不会造成长时间的停机。希望通过我们整个产业链上厂家共同的努力，使风力发电机的轴承故障有个大大的降低。

谢谢大家！

（根据发言整理，未经本人审阅）