1.液壓制動系統(tǒng)的常見故障

　　風電機組的液壓系統(tǒng)驅(qū)動主軸制動系統(tǒng)與偏航制動系統(tǒng)，為機組的維護檢修和可靠運行提供保障，所以將三者合為液壓制動系統(tǒng)。偏航制動系統(tǒng)的工作時間大約占機組運行時間的10%，并且是在復雜的大載荷條件下工作；主軸制動系統(tǒng)主要用于風電機組定期檢修時的保障工作，工作時間相對較短且間隔很大。因此，液壓制動系統(tǒng)的常見故障發(fā)生在工作時間長的液壓系統(tǒng)與偏航制動系統(tǒng)。

　　如圖1所示，液壓系統(tǒng)對液體介質(zhì)（液壓油）加壓之后，將壓力油分別輸送到主軸制動器與偏航制動器，為制動系統(tǒng)提供動力。液壓系統(tǒng)的工作原理是通過動力元件—液壓泵與電機，對從油箱中吸取的液壓油加壓至系統(tǒng)所需的壓力范圍；主控系統(tǒng)根據(jù)風電機組的工作需求，將加壓后的液壓油輸送到主軸制動回路與偏航制動回路；回路中的液壓控制元件—方向控制閥、壓力控制閥，將各回路的液壓油輸送到設定通道，并調(diào)整液壓油的壓力到執(zhí)行機構（主軸制動器與偏航制動器）所需的壓力范圍。制動系統(tǒng)的工作原理是液壓油推動制動器內(nèi)的活塞運動，對轉(zhuǎn)動的剎車盤進行擠壓，利用剎車盤與制動器的摩擦片之間的摩擦力實現(xiàn)制動效果。

圖1：液壓制動系統(tǒng)連接圖

　　由于液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)屬于低粘度的流體，故而最常見的故障為工作介質(zhì)（液壓油）的泄漏。泄漏的具體表現(xiàn)形式體現(xiàn)在液壓系統(tǒng)的液壓元件與閥塊的接口部位，閥塊與油箱之間的密封以及液壓元件自身的密封，例如油箱滲漏、液壓元件密封失效滲漏及閥塊與油箱之間的密封失效滲漏。液壓油泄露在風電機組主控系統(tǒng)中的故障體現(xiàn)形式包括：液壓油位低與液壓系統(tǒng)壓力不足。液壓油泄漏故障案例之一如圖2所示。

　　液壓系統(tǒng)的另一常見故障為偏航壓力過高（高于設定值的許可上限），或無法有效泄壓。為使制動系統(tǒng)的工作壓力保持在設計要求的范圍內(nèi)，液壓系統(tǒng)包含多個壓力監(jiān)測裝置（壓力傳感器與壓場開關），對液壓制動系統(tǒng)的壓力進行監(jiān)測，超出壓力設定值的許可上限就會觸發(fā)主控系統(tǒng)的報警信號，嚴重時導致風電機組安全鏈觸發(fā)，造成停機。偏航系統(tǒng)在由制動狀態(tài)向偏航狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，如果偏航制動壓力在主控系統(tǒng)規(guī)定的時間內(nèi)無法降低到設定的壓力值以下，就會觸發(fā)壓力故障，導致停機。

　　液壓系統(tǒng)在保持主軸與偏航系統(tǒng)的制動力過程中，系統(tǒng)壓力緩慢下降，當壓力下降到主控系統(tǒng)設定的壓力觸發(fā)值時，主控系統(tǒng)對液壓系統(tǒng)電機發(fā)出啟動補壓指令，使系統(tǒng)壓力恢復到制動力所需勸壓力范圍。因此液壓系統(tǒng)在風電機組運行過程中保持間歇啟動的工況，如果電機啟動過于頻繁，則會觸發(fā)主控系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)電機故障。為提高風電機組的發(fā)電量，運行過程中機組的自耗電要求越低越好，而液壓系統(tǒng)的自耗電主要體現(xiàn)在電機耗電方面，電機故障使風電機組的自耗電能上升，降低了風電機組運營的經(jīng)濟效益，也是運營商經(jīng)常關注的故障。

　　為保護主軸制動系統(tǒng)的剎車盤不被摩擦片鋼材質(zhì)的背板磨損，主軸制動器上一般都安裝有監(jiān)測摩擦片厚度變化的位移傳感器，傳感器與主控系統(tǒng)的通訊故障是主軸制動系統(tǒng)常見的故障之一。風電機組制造商受原有設計局限或出于成本控制考慮，絕大多數(shù)的偏航制動系統(tǒng)未安裝監(jiān)測摩擦片厚度變化的位移傳感器，使摩擦片的磨損狀態(tài)無法受到有效監(jiān)控，導致偏航剎車盤被磨損的嚴重故障。