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風能展獨家直播:風電機組軸系扭矩振蕩案例分析與研究—風電機組技術

2013-10-18 來源:北極星電力網 瀏覽數:1008

  首先我們從結構特性方面做了一個檢查,這里寫的比較簡單,因為當時有很多人懷疑,是塔架或者機組設計原因,實際沒有達到設計的要求。我們當時提出的方案就是給風機整體做一個頻率測試。主要的原因是什么呢?我們可以從這個公式上可以看到,風機的質量是確定的,不太容易隨著外界變化而變化,我們的頻率跟總體剛度有關系,這個是很簡化的式子,但是這個是很適用的。
  我們當時就確定,如果頻率滿足我們的設計要求,就可以排除結構原因。右面是當時實測的結果,我們可以看出來,在0.317這個地方有一個尖峰,這個就是結構的自振頻率就是0.317。但是我們設計頻率是0.312,略高于我們的設計頻率,這個就說明,最后塔架和機組的總體剛度是符合我們設計要求的。當時我們為了徹底排除這個原因,我們測量運行時候風機的頻率情況。停機7臺測下來,數據吻合性非常好,都是0.317,運行的時候,我們就測了一臺,因為考慮機組安全性的影響,最后結果就是振動前后和振動當中并沒有發生更多損失的情況。我們基本上可以排除是結構方面的問題。
  接下來的話,我們要排查它的振動源,因為結構方面的問題排除之后就剩下振動源的問題了。振動源的問題,我們充分考慮了振動的特征。因為我們常見的振動源的話,一般最常見的是風輪不平衡,還有高豎軸,高頻振動,電機或者齒輪箱彈性支撐破損,這跟我們觀察的是不相符的。如果風輪不平衡的話,不會出現在我們特定的工況。這跟我們觀察到的現象是完全不符的。如果是軸承和齒輪破損或者彈性支撐的問題也不太可能出現。它也不太可能是普遍性的問題。還有一個它的振幅應該不會達到我們所觀測的這么明顯的效果,當時觀測的話,橫向的振幅大概有2米,兩邊各一米,綜合考慮下來,應該不會有這么大的影響。我們還是做了一些檢查,檢查的結果也符合我們的預期,這些都沒有發現問題。
  最后我我們考慮到,其實我們一開始考慮的方向,但是我們排除了,風輪控制的話,這跟我們觀測到的特征是非常吻合的,如果控制出現問題的話,還有明顯的方向性,這個都是可以預期的。這是當時我們從發生共振的情況下截取的數據,這是3號風機振動數據,紅色的線是葉片變槳角度,最上面是風輪轉速,這個是風機轉矩。這個都沒有達到滿發,按照常規來說它不應該變槳,所以這是異常的現象,而且我們可以看到,這三個變量的話,基本上是同步變化的。
  我們對這個東西做了一個濾波和副濾液變化的分析(音譯)最后得出變槳較噸0.318赫茲,扭矩也是0.318赫茲。這是轉矩,這三個吻合性是非常好的,這就是我們塔架發生振動的根本原因所在。
  最后我們可以得出一個結論,因為控制出現了異常,導致我們風機沒有達到額定風速之前,就已經發生頻繁的變槳動作,造成風輪轉矩波動。給我們整個機組有一個相當大的振動激勵,也就是造成我們塔架振動的根本原因。這個也可以很好的解釋,為什么橫向的振幅要遠大于前后的振幅,因為風輪是扭矩波動,不是前后的推力波動,所以最后我們以這個方向作為我們后續解決問題的一個出發點。

【延伸閱讀】

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