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摘要:以风力发电机轴电流问题为中心,展开关于轴电流抑制剂该办法的相关探析。在充分结合理论和实操数据的基础上,分析发电机轴电流特点,再提出以改进发电机部件和维护工艺手段为主的技改办法,以便减少发电机故障的产生,促进发电机的持续稳定运行。
关键词:轴电流;轴承;轴电压
引言
发展清洁能源是我国能源产业发展的主要方向。近年来,在政府频繁出台支持风力发电政策的情况下,我国风力能源的开发也逐渐步入正轨。然而在不断建设过程中,风力发电中存在的问题也呈现出来。究其原因,可以认识到问题的产生主要归结于自然因素、人为因素和风力发电设备因素三个方面。尤其值得注意的是,人们在追求高效率风力发电的同时,机组大部件的故障问题也越来越突出,而这也在很大程度上限制了风力发电机的正常运行。因此,相关生产单位有必要对以发电机轴承问题为代表的机组故障展开深入探究,寻求比较有效的解决之道。
一、风力发电机轴电流的形成和影响的分析
1.废旧油脂积累
油脂积累是轴承问题中最常见的类型,这种问题的出现和风力发电机的保养机制有直接关系。通常来说,风力发电机在经过长时间运行后,就会因润滑剂消耗而导致效率降低。所以,风力发电机维护人员每年会进行至少两次的轴承润滑维护。不过需要注意的是,轴承润滑维护并不包括清除废旧油脂,工作人员只会简单的注入少量的润滑剂;至于废旧油脂的排除,主要还是依靠轴承的自行运转排除,然而抽成的自行运转始终不能彻底清除废旧油脂,相当一部分废旧油脂在日积月累后,就会在多种因素的作用下形成酸性物质,进而腐蚀轴承构造。除此以外,酸性物质还会在一定程度上积累电荷,最终以电流的形式损伤轴承。
2.磁力作用
磁力作用也是发电机故障产生的重要原因,结合我国风力资源开发现状可以认识到,双馈异步发电机是当前风力发电机的主要类型。这种类型的发电机处于运行状态时,其定转子就会处于正弦交变磁场当中,再加上定转子和硅钢片等部件的构造和安装工艺问题所导致的电筒不磁通不平衡,轴承构造的表面材质就会受到不平衡磁力的浸蚀。在风力发电机实际运行中,磁力作用的存在往往和发热、振动等消极状态相伴而行,久而久之就造成了轴承材质老化。随着轴承材质的老化,轴电流也会逐渐增大,加剧轴承老损速度,从而使轴承运行陷入恶性循环。
3.对中工业
发电机对中工艺直接影响轴承的使用寿命,正常发电机的输入轴和此轮像输出轴应当保持在同一直线上,而且维护人员要按照维护要求进行每年一次的校准,否则轴承的使用寿命就会大打折扣。在对中工艺的实际操作当中,可能会受到多种因素的影响,其中比较突出的就是天气因素、人为因素、设备因素。天气因素指的是校准工作对天气要求高,需要在风力发电机理想的运行天气下进行;人为因素指的是风力发电厂工作周期的科学性,以及施工人员是否有过硬的专业素质和职业素养;设备因素指的是校准设备没有出现故障,能够精准的协助工艺操作。由此可见,在实施对中工艺时,必须保持高度严谨的态度,否则就会因工艺执行不到位而导致轴承损毁严重。
4.前后端盖的绝缘性
发电机的构造在不断完善当中,正如近几年发电机前后端盖逐渐变成绝缘盖。不过对于发电机前后端盖对绝缘性,还是应当用理论结合实际的方法进行论证。在没有使用绝缘端盖的时期,为了防止轴电流对轴承产生腐蚀作用,轴承的设计都会进行绝缘方面的考量,而最终的解决方案便是采用绝缘轴承。然而在发电机实际运行当中,绝缘轴承似乎没有发挥预想中的作用,这主要是因为经过长期食用后,绝缘轴承的绝缘层很容易就被破坏,再加上废旧油脂积累所产生的轴电流,轴承的老损问题还是得不到有效解决。不过在绝缘端盖应用以后,绝缘距离显著扩大,废旧油脂的积累很难再对轴承的运行造成消极影响。
二、抑制轴电流的方法探析
抑制双馈发电机轴电流方法的提出应当建立在正确认识轴承运行流程的前提条件下,一般来说,发电机轴承都会利用优质进行润滑,所以正常情况下轴承都会处于润滑脂的包裹下。另外,轴承内外圈会存在一层油膜,这层润滑油膜的主要作用是绝缘。当发电机轴电压比较低时,润滑油膜几乎可以杜绝轴电流的形成。但是在特殊情况下,润滑油膜的绝缘作用可能不是特别明显,其一是轴承电压超过油膜绝缘临界值;其二则是风力发电机停机在启动,这样的话油膜可能在没有充分形成的状态下被轴电压击穿,从而产生泄露轴电流。如果轴电压长期超过油膜绝缘能力,那么轴承表面就会在碾轧力的作用下受到损坏,出现搓衣板纹等状况。
考虑到油膜绝缘的局限性,部分轴承生产厂家在工艺方面做出了改良,正如陶瓷球轴承的出现便有效的解决了搓衣板纹的出现,但是受生产成本的限制,陶瓷球轴承并没有在风力资源开发领域得到广泛应用。就目前的技改办法来看,比较合理的就是发电机多点接地实现发电机轴电流疏导;利用绝缘端盖疏导周代逆流;提升定转子间绝缘等级。其中作用比较突出的便是应用绝缘端盖,这种技改方案在技术和设计方面都有所突破,对于提升轴承绝缘性和发电机运行可靠性都有突出的价值。
三、轴承、端盖更换技术要点
绝缘端盖的应用是抑制轴电流的有效途径,但是为了切实有效的发挥其作用,应当严格按照技术要求进行更换。首先需要注意的便是绝缘端盖的承压能力,如果端盖器械强度不足,那么在后续的使用中就会因为破裂而导致绝缘效果降低。当然,在安装过程中也要注意安装精度,否则也会限制绝缘端盖的作用。就我国而言,质量符合要求的绝缘端盖应当满足如下要求,绝缘等级至少达到H级,拥有权威机构质量检验报告,精度及各项制造技术也应当具备合格检验标准。在实际更换操作当中,应当将维修时的清洁和工具的使用和摆放,以及对施工人员人身安全保障作为要点。在完成安装工作以后,工作人员还要为轴承添加适量的新油脂,然后再启动风力发电机检查是否存在安装方面的问题。
四、接地装置安装技术简述
发电机接地碳刷的质量极为关键,在安装时最好选用质量突出的产品,一般接地碳刷的规格为40mm×20mm×100mm。刷握断面要和接地环保持一定的空隙,具体把握在2~3mm为佳。在材料选用方面,接地环要选用201不锈钢或材质接近的材料。在具体安装过程中,应当尽可能紧密的安装接地电刷和接地环,这样才能最大限度的保障可靠性。在完成一系列安装工作后,同样需要对反馈信号进行测试。
五、发电机对中校核
发电机对中校核对轴承使用寿命的影响不言而喻,在校核工作中,应当保障天气因素、人为因素和设备因素符合要求。除去不可控的天气因素,校核实施单位要尽可能保证工作人员的专业性和设备的正常运行。因此,在选购仪器校核仪器时,要尽量选用专业对口,质检证明齐全的产品。在校核工作实施的过程中,要选择3人或以上的工作小组进行,然后对页面状态、地脚螺栓、力矩扳手以此检查和调整,保证水平和垂直偏移在允许范围内。
结束语
风力发电行业拥有广阔的市场前景,针对风力发电机轴电流抑制展开的相关论述必然可以为相关行业的发展提供指导,而这也将从维修和生产方面减少风力发电的生产成本,从而帮助风力发电机持续健康运行,促进风力发电整体效率的提升。
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