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【摘 要】 近几年来，风电行业备受瞩目，中国风电机组总装机容量已经超过美国，为世界风电第一大国。风电行业的发展，一定程度上缓解了用电紧张的状况，并大量减少二氧化硫、二氧化碳等温室气体的排放，节能减排效益显著。本文就主要对风力发电机组的常见故障及排除方法进行了简要分析。
【关键词】 风力发电机组；故障；排除
引言：
随着我国风力发电产业的快速发展，风电机组装机数量逐年增加，风力发电机组单机容量迅速增大，风力机叶片、低速载重轴承、齿轮箱、发电机等组成部件随运行时间延长、工况交替变化都可能出现各种失效故障、缺陷，为避免恶性故障的产生，同时最大限度的减少维修成本的支出，就必须在这些部件进入加剧磨损期前通过维护措施延长其使用寿命，并在其即将损坏前及时更换。因此加强对风力发电机组振动的监测，及时发现故障隐患、快速分析、诊断、处理故障，对保障风力风力发电机组安全运行有重要意义。
一、风能的基本特征
在日常的生活中我们都知道风的存在，却很少有人知道风能够转化为能源供人使用。而从了解风能特征的过程中，就可以对风能在可持续发展中的作用进行一定的了解。风能是一種由太阳能转化而来的能源，只要太阳和地球存在，就会有风。风能可以说取之不尽用之不竭，它与自然界中的煤炭、石油、天然气等化石燃料能源不同，风能永远不会随其自身的转化和人类的利用而日渐减少，这就说明它具有长期性及可再生性的特点。同时，风能是一种清洁资源，开发和利用风能不会造成大气和环境污染，同时也不会破坏生态环境、不危害人类健康，可以说，风能是真正的绿色能源。不但如此，风能还可以减轻环境污染，同时，开发利用风能，可以减少温室气体排放，减少石化燃料造成的环境污染。可以说，风能是一种有利无弊的能源。
二、变桨系统常见故障及排除方法
1、变桨CANOpen通讯故障
故障原因：
主控与变桨通讯连接线路简图如下，简图中所列元件或者线路有问题即会导致此故障报出，此故障处理包含变桨通讯CM202模块，不包含EPEC控制器，因为如果EPEC有问题，会报出多个故障码，所以处理此单一故障时没有将EPEC控制器包含在内。
排除方法：
（1）断开主控直流24V控制回路开关F19.1，F19.2。
（2）检查通讯接头DB9头是否松动，2脚和7脚焊接是否牢靠。
（3）检查重载X7上A9和B9引脚插针是否虚接，测量A9和B9之间电阻值是否为60欧姆左右。
（4）测量主控通讯防雷进出端引脚是否接触良好。
（5）检查滑环通讯线端引脚是否接触良好。
（6）测量滑环进出端引脚是否接触良好。
（7）测量变桨重载头B1的1和2脚之间电阻值是否为120欧姆左右。
（8）测量变桨通讯防雷进出端引脚是否接触良好。
（9）更换主控变桨通讯CM202模块。
（10）恢复上电。
2、变桨轴一驱动器故障
故障原因：
变桨驱动器由滤波块、电源模块和轴模块组成，常见故障为轴模块故障，下面针对轴模块故障进行分析，轴一柜驱动检查步骤如下：
排除方法：
（1）检查驱动器温度是否正常，可查看变桨状态码进行判断，若温度过高检查柜子侧散热风扇是否有异物卡死或损坏。
（2）检查电源模块接线是否松动。
（3）测量电源模块输出电压是否正常，正常值为600V左右。
（4）检查轴模块接线是否松动。
（5）测量轴模块是否损坏，可用实际输入电压与检测电压是否一致、状态灯是否正常等进行判断。
（6）检查变桨电机编码器接线是否松动。
（7）检查变桨电机是否过载、过流，可查看变桨状态码做判断、检查电机刹车是否打开。
（8）查看电机是否过温，散热风扇工作是否正常。
（9）查看冗余编码器接线是否松动。
（10）查看零点是否丢失。
（11）查看冗余编码器是否损坏，若损坏进行更换。
（12）恢复上电。
3、轴一变桨超时故障
故障原因：
（1）驱动器报故障，引发此故障。
（2）驱动器输出的电压低会报出此故障。
（3）电机编码器出现问题会报出此故障。
（4）变桨电机自身有问题，也很有可能报出此故障。
排除方法：
（1）驱动器模块是否报故障。
（2）检查变桨电机编码器是否松动或看人机界面变桨是否报出电机编码器的相关故障代码。
（3）量变桨电机是否有短路。
（4）量变桨电机重载的电压是否正常。
三、变流器系统常见故障及排除方法
1、变流器CANopen通讯故障
故障原因：
由于变流器的控制器和风机主控之间的通讯发生中断（目前二者控制器之间采用的为CANopen通讯方式），则会导致风机控制器报出变流器通讯故障代码。而可能发生这个故障的有以下几种情况：通讯线虚接，串口的引脚焊接错误、通讯参数设置有问题、变流通讯CM202模块出现问题、变流换相NCNA模块出现问题、变流器控制器（NDCU）出现为题。
排除方法：
（1）检修CM202至X2、X2至1X7.3至NCAN的通讯线路。
（2）检查CM202处和变流器端1X7.3处DB九头的引脚焊接情况，并查看引脚处是否有终端电阻。
（3）检查变流器控制器内部的通讯参数设置问题，一般将51.06；CUT-OFFTIMEOUT设置为100，根据目前经验应将其设置为0，即不对其进行检测。 （4）检查CM202模块的指示灯，看其供电是否正常或者有其他明显的质量问题。
（5）检查NCAN模块的指示灯，看其供电是否正常或者有其他明显的质量问题。
（6）检查NDCU模块的指示灯，看其供电是否正常或者有其他明显的质量问题。
2、变流器故障跳闸
故障原因：
如果风机主控没有向变流器发出脱网指令，而是由变流器控制器发出的脱网指令时，在风机主控检测到变流器脱网的情况下，风机主控便会报出变流器故障跳闸。目前变流器内部所有的故障并不能由风机主控报出来，当变流器发生故障时，风机主控一般只会报出变流器故障跳閘。
而可能发生这个故障的有以下几种情况：风机侧发生故障、变流器侧发生故障、外部环境引起（故电网电压过低或过高等）。具体的排查过程可按如图所示操作：
排除方法：
（1）查看箱变是否跳闸，观察跌落保险是否发生跌落。
（2）查看风机主控，观察人机界面上是否由其他故障报出，如安全链断开、变流器无通讯等。
（3）利用DriveWindow软件观察变流器控制器，查看故障记录中其他相关的故障。该故障主要由以下情况造成：发电机超速或者欠速、并网开关故障、定子过流、发电机编码器被干扰、变流器内部温度过高、CROWBAR故障、电网电压是否过低。
（4）查看变流器程序版本是否正确，程序和控制器之间是否可以正常协调工作。
3、并网超时
故障原因：
当发电机转速大于1250转以后，风机主控会发出指令使变流器启动，然后并网开关闭合。
当主控发出并网指令30S后，变流器不能并网成功，主控便会报出并网超时。该故障主要由以下情况造成：风速不稳、并网开关故障、变流器主供电回路出现故障、变流器充电回路出现故障、功率模块内部出现故障。
排除方法：
（1）观察风速的变化情况，实际风速是否过小，风速风向仪的测量是否准确等；
（2）检查并网开关内部的线圈，并检测相关回路是否正常；
（3）检查变流器内部的交流保险、直流保险是否完好，供电回路是否正常；
（4）利用PC控制变流器，做直流充电试验，从而检测变流器充电回路等相关回路是否正常；
（5）利用万用表测量功率模块的二级管导通电压，从而检测功率模块内部IGBT是否正常；
四、结束语
虽然风电机组的单机额定容量远小于火力发电机组，即使单台机组故障停机也对大型电网的负荷没有什么影响，但对于风电场本身来说，在经济效益方面还是具有一定影响的。尤其在电网严重限电和低风速的情况下，只有用正确的方法和清晰的思路处理好不同类型的故障，最短时间内恢复运行，才能充分利用好有效风力资源，减少经济损失。
参考文献：
[1]刘洋.关于风力发电中风机基础设计及施工中的经验浅析[J].林业科技情报，2011，（01）.
[2]苏连成，林兴林，李小俚等.风电机组轴承的状态监测和故障诊断与运行维护[J].轴承，2012，（11）.
[3]赵锡灿.浅谈风力发电施工过程中质量控制的几个难点、要点及控制措施[J].科协论坛，下半月，2011，（02）.
【关键词】 风力发电机组；故障；排除
引言：
随着我国风力发电产业的快速发展，风电机组装机数量逐年增加，风力发电机组单机容量迅速增大，风力机叶片、低速载重轴承、齿轮箱、发电机等组成部件随运行时间延长、工况交替变化都可能出现各种失效故障、缺陷，为避免恶性故障的产生，同时最大限度的减少维修成本的支出，就必须在这些部件进入加剧磨损期前通过维护措施延长其使用寿命，并在其即将损坏前及时更换。因此加强对风力发电机组振动的监测，及时发现故障隐患、快速分析、诊断、处理故障，对保障风力风力发电机组安全运行有重要意义。
一、风能的基本特征
在日常的生活中我们都知道风的存在，却很少有人知道风能够转化为能源供人使用。而从了解风能特征的过程中，就可以对风能在可持续发展中的作用进行一定的了解。风能是一種由太阳能转化而来的能源，只要太阳和地球存在，就会有风。风能可以说取之不尽用之不竭，它与自然界中的煤炭、石油、天然气等化石燃料能源不同，风能永远不会随其自身的转化和人类的利用而日渐减少，这就说明它具有长期性及可再生性的特点。同时，风能是一种清洁资源，开发和利用风能不会造成大气和环境污染，同时也不会破坏生态环境、不危害人类健康，可以说，风能是真正的绿色能源。不但如此，风能还可以减轻环境污染，同时，开发利用风能，可以减少温室气体排放，减少石化燃料造成的环境污染。可以说，风能是一种有利无弊的能源。
二、变桨系统常见故障及排除方法
1、变桨CANOpen通讯故障
故障原因：
主控与变桨通讯连接线路简图如下，简图中所列元件或者线路有问题即会导致此故障报出，此故障处理包含变桨通讯CM202模块，不包含EPEC控制器，因为如果EPEC有问题，会报出多个故障码，所以处理此单一故障时没有将EPEC控制器包含在内。
排除方法：
（1）断开主控直流24V控制回路开关F19.1，F19.2。
（2）检查通讯接头DB9头是否松动，2脚和7脚焊接是否牢靠。
（3）检查重载X7上A9和B9引脚插针是否虚接，测量A9和B9之间电阻值是否为60欧姆左右。
（4）测量主控通讯防雷进出端引脚是否接触良好。
（5）检查滑环通讯线端引脚是否接触良好。
（6）测量滑环进出端引脚是否接触良好。
（7）测量变桨重载头B1的1和2脚之间电阻值是否为120欧姆左右。
（8）测量变桨通讯防雷进出端引脚是否接触良好。
（9）更换主控变桨通讯CM202模块。
（10）恢复上电。
2、变桨轴一驱动器故障
故障原因：
变桨驱动器由滤波块、电源模块和轴模块组成，常见故障为轴模块故障，下面针对轴模块故障进行分析，轴一柜驱动检查步骤如下：
排除方法：
（1）检查驱动器温度是否正常，可查看变桨状态码进行判断，若温度过高检查柜子侧散热风扇是否有异物卡死或损坏。
（2）检查电源模块接线是否松动。
（3）测量电源模块输出电压是否正常，正常值为600V左右。
（4）检查轴模块接线是否松动。
（5）测量轴模块是否损坏，可用实际输入电压与检测电压是否一致、状态灯是否正常等进行判断。
（6）检查变桨电机编码器接线是否松动。
（7）检查变桨电机是否过载、过流，可查看变桨状态码做判断、检查电机刹车是否打开。
（8）查看电机是否过温，散热风扇工作是否正常。
（9）查看冗余编码器接线是否松动。
（10）查看零点是否丢失。
（11）查看冗余编码器是否损坏，若损坏进行更换。
（12）恢复上电。
3、轴一变桨超时故障
故障原因：
（1）驱动器报故障，引发此故障。
（2）驱动器输出的电压低会报出此故障。
（3）电机编码器出现问题会报出此故障。
（4）变桨电机自身有问题，也很有可能报出此故障。
排除方法：
（1）驱动器模块是否报故障。
（2）检查变桨电机编码器是否松动或看人机界面变桨是否报出电机编码器的相关故障代码。
（3）量变桨电机是否有短路。
（4）量变桨电机重载的电压是否正常。
三、变流器系统常见故障及排除方法
1、变流器CANopen通讯故障
故障原因：
由于变流器的控制器和风机主控之间的通讯发生中断（目前二者控制器之间采用的为CANopen通讯方式），则会导致风机控制器报出变流器通讯故障代码。而可能发生这个故障的有以下几种情况：通讯线虚接，串口的引脚焊接错误、通讯参数设置有问题、变流通讯CM202模块出现问题、变流换相NCNA模块出现问题、变流器控制器（NDCU）出现为题。
排除方法：
（1）检修CM202至X2、X2至1X7.3至NCAN的通讯线路。
（2）检查CM202处和变流器端1X7.3处DB九头的引脚焊接情况，并查看引脚处是否有终端电阻。
（3）检查变流器控制器内部的通讯参数设置问题，一般将51.06；CUT-OFFTIMEOUT设置为100，根据目前经验应将其设置为0，即不对其进行检测。 （4）检查CM202模块的指示灯，看其供电是否正常或者有其他明显的质量问题。
（5）检查NCAN模块的指示灯，看其供电是否正常或者有其他明显的质量问题。
（6）检查NDCU模块的指示灯，看其供电是否正常或者有其他明显的质量问题。
2、变流器故障跳闸
故障原因：
如果风机主控没有向变流器发出脱网指令，而是由变流器控制器发出的脱网指令时，在风机主控检测到变流器脱网的情况下，风机主控便会报出变流器故障跳闸。目前变流器内部所有的故障并不能由风机主控报出来，当变流器发生故障时，风机主控一般只会报出变流器故障跳閘。
而可能发生这个故障的有以下几种情况：风机侧发生故障、变流器侧发生故障、外部环境引起（故电网电压过低或过高等）。具体的排查过程可按如图所示操作：
排除方法：
（1）查看箱变是否跳闸，观察跌落保险是否发生跌落。
（2）查看风机主控，观察人机界面上是否由其他故障报出，如安全链断开、变流器无通讯等。
（3）利用DriveWindow软件观察变流器控制器，查看故障记录中其他相关的故障。该故障主要由以下情况造成：发电机超速或者欠速、并网开关故障、定子过流、发电机编码器被干扰、变流器内部温度过高、CROWBAR故障、电网电压是否过低。
（4）查看变流器程序版本是否正确，程序和控制器之间是否可以正常协调工作。
3、并网超时
故障原因：
当发电机转速大于1250转以后，风机主控会发出指令使变流器启动，然后并网开关闭合。
当主控发出并网指令30S后，变流器不能并网成功，主控便会报出并网超时。该故障主要由以下情况造成：风速不稳、并网开关故障、变流器主供电回路出现故障、变流器充电回路出现故障、功率模块内部出现故障。
排除方法：
（1）观察风速的变化情况，实际风速是否过小，风速风向仪的测量是否准确等；
（2）检查并网开关内部的线圈，并检测相关回路是否正常；
（3）检查变流器内部的交流保险、直流保险是否完好，供电回路是否正常；
（4）利用PC控制变流器，做直流充电试验，从而检测变流器充电回路等相关回路是否正常；
（5）利用万用表测量功率模块的二级管导通电压，从而检测功率模块内部IGBT是否正常；
四、结束语
虽然风电机组的单机额定容量远小于火力发电机组，即使单台机组故障停机也对大型电网的负荷没有什么影响，但对于风电场本身来说，在经济效益方面还是具有一定影响的。尤其在电网严重限电和低风速的情况下，只有用正确的方法和清晰的思路处理好不同类型的故障，最短时间内恢复运行，才能充分利用好有效风力资源，减少经济损失。
参考文献：
[1]刘洋.关于风力发电中风机基础设计及施工中的经验浅析[J].林业科技情报，2011，（01）.
[2]苏连成，林兴林，李小俚等.风电机组轴承的状态监测和故障诊断与运行维护[J].轴承，2012，（11）.
[3]赵锡灿.浅谈风力发电施工过程中质量控制的几个难点、要点及控制措施[J].科协论坛，下半月，2011，（02）.