浅析液压制动系统运行维护的常见故障及处理方法

　　1.液压制动系统的常见故障

　　风电机组的液压系统驱动主轴制动系统与偏航制动系统，为机组的维护检修和可靠运行提供保障，所以将三者合为液压制动系统。偏航制动系统的工作时间大约占机组运行时间的10%，并且是在复杂的大载荷条件下工作；主轴制动系统主要用于风电机组定期检修时的保障工作，工作时间相对较短且间隔很大。因此，液压制动系统的常见故障发生在工作时间长的液压系统与偏航制动系统。

　　如图1所示，液压系统对液体介质（液压油）加压之后，将压力油分别输送到主轴制动器与偏航制动器，为制动系统提供动力。液压系统的工作原理是通过动力元件—液压泵与电机，对从油箱中吸取的液压油加压至系统所需的压力范围；主控系统根据风电机组的工作需求，将加压后的液压油输送到主轴制动回路与偏航制动回路；回路中的液压控制元件—方向控制阀、压力控制阀，将各回路的液压油输送到设定通道，并调整液压油的压力到执行机构（主轴制动器与偏航制动器）所需的压力范围。制动系统的工作原理是液压油推动制动器内的活塞运动，对转动的刹车盘进行挤压，利用刹车盘与制动器的摩擦片之间的摩擦力实现制动效果。

图1：液压制动系统连接图

　　由于液压系统的工作介质属于低粘度的流体，故而最常见的故障为工作介质（液压油）的泄漏。泄漏的具体表现形式体现在液压系统的液压元件与阀块的接口部位，阀块与油箱之间的密封以及液压元件自身的密封，例如油箱渗漏、液压元件密封失效渗漏及阀块与油箱之间的密封失效渗漏。液压油泄露在风电机组主控系统中的故障体现形式包括：液压油位低与液压系统压力不足。液压油泄漏故障案例之一如图2所示。

　　液压系统的另一常见故障为偏航压力过高（高于设定值的许可上限），或无法有效泄压。为使制动系统的工作压力保持在设计要求的范围内，液压系统包含多个压力监测装置（压力传感器与压场开关），对液压制动系统的压力进行监测，超出压力设定值的许可上限就会触发主控系统的报警信号，严重时导致风电机组安全链触发，造成停机。偏航系统在由制动状态向偏航状态转变时，如果偏航制动压力在主控系统规定的时间内无法降低到设定的压力值以下，就会触发压力故障，导致停机。

　　液压系统在保持主轴与偏航系统的制动力过程中，系统压力缓慢下降，当压力下降到主控系统设定的压力触发值时，主控系统对液压系统电机发出启动补压指令，使系统压力恢复到制动力所需劝压力范围。因此液压系统在风电机组运行过程中保持间歇启动的工况，如果电机启动过于频繁，则会触发主控系统的液压系统电机故障。为提高风电机组的发电量，运行过程中机组的自耗电要求越低越好，而液压系统的自耗电主要体现在电机耗电方面，电机故障使风电机组的自耗电能上升，降低了风电机组运营的经济效益，也是运营商经常关注的故障。

　　为保护主轴制动系统的刹车盘不被摩擦片钢材质的背板磨损，主轴制动器上一般都安装有监测摩擦片厚度变化的位移传感器，传感器与主控系统的通讯故障是主轴制动系统常见的故障之一。风电机组制造商受原有设计局限或出于成本控制考虑，绝大多数的偏航制动系统未安装监测摩擦片厚度变化的位移传感器，使摩擦片的磨损状态无法受到有效监控，导致偏航刹车盘被磨损的严重故障。