对风力发电机组采用故障诊断技术，对运行机组普遍采用振动诊断、温度检测、应力测量等方法，目前应用振动诊断方法开展比较广泛，以实施对风力机组的在线预测，维护取得较好效果。

1.振动故障诊断技术应用达到预估预警作用

振动故障通常与以下因素有关：

1）磨损情况：对轴承、齿轮及齿轮箱等润滑不良现象。

2）不对中情况：平行不对中、斜角不对中等。

3）不平衡情况：发电机绕组分布不均、铸造缺陷、转子偏心轴、热膨胀不良等。

4）安装情况：过度间隙、螺栓松动、共振现象等。

2.采用振动监测的优势

识别设备故障、减少非正常停车时间、提高风力机生产率、合理安排风力机维护计划、有效控制风力机质量。

1）风力发电机组典型振动监测方案实施如图5-18和图5-19所示。

图5-18 风力发电机组典型振动监测方案

图5-19 风力发电机组典型振动监测方案实际位置

2）振动故障诊断主要实施方法见表5-4。

表5-4 振动故障诊断主要实施方法（举例）

3.典型风力机的机械故障诊断

（1）主要机械故障 具体如下：

1）联轴器对中故障。

2）齿轮啮合不良故障。

3）滚动轴承出现故障。

4）转子不平衡故障。

5）润滑不良故障。

6）发电机特有电磁类故障。

7）转子轴弯曲及裂纹故障。

（2）轴承故障 轴承是风力机中最常用部件之一，也是容易产生故障的部件。40%的故障与轴承脏污和润滑有关；30%的故障与安装有关；20%的故障与过载或制造质量有关。

故障原因是制造缺陷、安装不当、磨损等。轴承发生故障其隐患是加大机组振动，使轴承寿命降低，造成其他相关正常部件寿命终止（如正常运行机械密封由于轴承更换而被迫报废）；损伤常具有隐蔽性、突发性，甚至造成抱轴卡死现象，如图5-20所示。

(www.daowen.com)

图5-20 轴承故障示例

（3）齿轮箱故障

根据对部分风电场故障资料调研，齿轮箱故障现象有以下几种类型：

1）齿断裂及啮合不良，故障比例为41%。

2）齿面疲劳（点蚀、剥落等），失效比例为31%。

3）齿面划痕，失效比例为10%。

4）齿面磨损比例为10%。

5）其他故障，如齿面龟裂、化蚀、塑性变形等为8%。

故障原因为制造缺陷、安装不当、磨损等，齿轮箱发生故障其隐患是加大风电机组振动，造成轴承寿命降低，损伤常具有隐蔽性、突发性，如图5-21所示。

（4）发电机故障 主要有转子故障、定子双障、机械故障、电气故障等。

故障原因为制造缺陷、安装不当、磨损、绝缘等。发电机发生故障其隐患为加大发电机振动，轴承寿命降低，甚至导致发电机烧毁等。

（5）联轴器不对中。两个相连接的部件轴线不平行或不重合，一个或多个轴承安装倾斜或偏心，即为不对中。

造成不对中的原因可能是装配不当、调整不够、基础损坏、热胀或联轴器锁死等。联轴器不对中故障其隐患为加大机组振动，造成轴承和机械密封损伤，甚至造成联轴器螺栓断裂，引发灾难性事故，如图5-22和图5-23所示。

图5-21 齿轮箱内部齿轮啮合不良

图5-22 联轴器不对中故障

图5-23 损伤断裂齿套的联轴器

（6）转子不平衡不平衡是转子质量分布不均匀造成的，不平衡的那部分质量在转动中会产生离心力，离心力随着不平衡质量的旋转而引起振动异常现象。

转子不平衡的原因有：

1）制造时几何尺寸不同轴或质量分布不均匀。

2）安装中斜键或轴颈不同心。

3）轴水平安放过久或受热不均匀，造成临时或永久变形。

4）工作介质中的杂质在转子表面沉积。

5）相关零部件配合过松。

6）动平衡方法不当（高转速、低转速）等。

转子不平衡故障其隐患为加大机组振动，导致其他部件连锁损伤。特别是需要通过仪器测量，将基础松动、转轴弯曲、角度不对中造成原因加以区分，通过采取技术措施及时将故障排除。