1.8控制系统
控制系统利用微处理器、逻辑程序控制器或单片机通过对运行过程中输入信号的采集传 输、分析，来控制风电机组的转速和功率；如发牛故障或其他异常情况能自动地检测平 分析确定原因，口动调整排除故障或进入保护状态。
控控制系统的主要任务就是自动控制风机组运行，依照其特性自动检测故障并根据情 况采取相应的措施。
控制系统包括控制和检测两部分。控制部分又设置了手动和自动两种模式，运行维护 人员可在现场根据需要进行手动控制，而自动控制应在无人值班的条件下预先设置控制 策略，保证机组正常安全运行。检测部分将各传感器采集到的数据送到控制器，经过处 理作为控制参数或作为原始记录储存起来，在机组控制器的显示屏上可以查询。现场数 据可通过网络或电信系统送到风电场中央控制室的电脑系统，还能传输到业主所在城市 的总部办公室。
安全系统要保证机组在发生非常情况时立即停机，预防或减轻故障损失。例如定桨距 风电机组的叶尖制动片在运行时利用液压系统的高压油保持与叶片外形组合成一个整 体，同时保持机械制动器的制动钳处于松开状态，一旦发生液压系统失灵或屯网停电， 叶尖制动片和制动钳将在弹簧作用下立即使叶尖制动片旋转约90°,制动钳变为夹紧状 态，风轮被制动停止旋转。
根据风电机组的结构和载荷状态、风况、变桨变速特点及其他外部条件，将风电机组 的运行情况主要分为以下几类：待机状态、发电状态、大风停机方式、故障停机方式、 人工停机方式和紧急停机方式。
（1） 待机状态
风轮自由转动，机组不发电（风速为0〜3m/s）,刹车释放。 （2） 发电状态
发电状态I：启动后，到额定风速前，刹车释放。
发电状态额定风速到切出风速（风速12〜25m/s）,刹车释放。 （3） 故障停机方式：
故障停机方式分为：可自启动故障和不可自启动故障。停机方式为正常刹车程序：即 先叶片顺桨，党当发动机转速降至设定值后，启动机械刹车。
（4） 人工停机方式： 这一方式下的刹车为正常刹车，即先叶片顺桨，当发电机转速降至设定值后启动机械 刹车。这一停机方式不能自启动，需要人工启动。
（5） 紧急停机方式
紧急停机方式适用于安全保护系统，包括电网掉电、发电机超速、转子过速、机舱过 震动、紧急按钮动作等。在这种状态下风电机组叶片顺桨和机械刹车同时动作，这种状 态需要人工进行恢复。
1.9塔架和基础
塔架是风力发电机中支撑机舱的结构部件，承受来自风电机各部件的各种负载（风轮的 作用力和风作用在塔架的力，包括弯矩，推力及对塔架的扭力）。塔架还必须有足够的疲 劳强度，能承受风轮引起的震动载荷，包括启动和停机的周期性影响、阵风变化、塔影 效应等。另外还要求塔架有一定的高度，使风电机组处于比较理想的位置上运转，并且 还应有足够的刚度和强度，以保证风电机在极端风况下不会发牛倾覆。
塔架上安置发电机和控制器之间的动力电缆、控制和通信电缆，装有供操作人员上下 机场的扶梯，大型机组还设有电梯。
风电机组的基础通常为钢筋混凝土结构，并且根据当地地质情况设计成不同的形式。
其屮心预置
［与塔架连接的基础件,
以便将风力发电机组牢牢地固定在基础上。基础周围
还要设置预防雷击的接地系统。
1.9.1塔架类型和结构 （1）塔架类型
塔架的基本形式有桁架式塔架和塔筒式塔架两大类，桁架式塔架在早期风力发电机组 中大量使用，其主要有点为制造简单、成本低、运输方便，但其主要缺点为通向塔顶的 上下梯子不好安排，塔架过于敞开，维护人员上下不安全。桁架式塔架如图所示 塔筒式塔架在当前风力发电机组中大量采用，有点是美观大方，塔身封闭，风电机组维 护时上下塔架安全可靠。圆筒式塔架如图所示
塔筒式塔架一般呈截锥形，由数段组成，一般每段长度不超过30m是经济的。各段 之间通过螺栓和法兰连接，塔架和基础也是通过法兰连接。圆筒式钢筋混凝土塔架早期 曾有应用，后来因批量生产需要逐渐被钢结构塔架所取代。近年来随着风力发电机组容 量的增加，塔架体积增大，是塔架运输变得困难，钢筋混凝土塔架又在某些场合开始采 用。
塔架高度主要依据风轮直径确定，但还要考虑安装地点附近的障碍物情况、风力机 功率收益与塔架费用提高的比值（塔架增高，风速提高，风力机功率提高，但塔架费用 也和应提高）以及安装运输问题。
如图
给出由113台风力机统计得到的塔架高度与风轮直径的关系。图屮表明，风轮直径减 少，塔架的相对高度增加。小风力机受周围环境的影响较大，塔架相对高一些，可使它 在风速较稳定的高度上运行。直径在25m以上的风轮，其轮毂中心高与轮毂直径的比为 l：lo
随着塔架的高度的增加，风力机的安装费用会有很多的提高，对于兆瓦级风力机更 是如此，吊车要把loot的质量吊到高60m,不仅安装困难，费用也必然会大大增加。
（2）塔架内部结构布置
%1 工作台。塔架内部要设置工作平台。靠近塔架顶部的平台，主要用于机舱安装作 为塔架到机舱的通道，以及安装一些辅助装置。各段对接面下的平台，主要用于塔架各 段的连接和维修，其上下位置应适中，以便于操作。
%1 爬梯、安全索或安全导轨。塔筒内的爬梯如图
爬梯主要用于维修时人员进出机舱，安全索设在爬梯附近，安全导轨设在爬梯的横 档中间，用于人员上下爬梯时，安全锁扣在安全导轨上面能随人员上下移动，一旦人员 跌落，锁扣即把人员锁在安全索或者导轨上，保证人员安全。大型风电机组由于塔架高 度大，塔架内
部空间大，有可能装备电梯。电梯位置一般在他们附近，远离塔架底部的 电控柜，以免相互干扰。
%1 电缆架。电缆架一般有活动电缆架和固定电缆架。活动电缆架位于塔架中心，固 定机舱底座的下面。机舱电缆的自由部分即固定在它上面，这样当机舱偏航时电缆只扭 转而不受牵拉。活动电缆架只承担电缆自由部分的重量。固定电缆架焊接在他闭上，方 位应在电控柜或发电机变流器附近，电缆可就进进入。但是也有的风力发电机组没有固 定电缆支架，节省电缆，单向偏航累积的角度可以大一些，减少解缆次数；缺点是电缆 必须有足够的强度，能承受自身的重量，对电缆的要求高。
%1 电控柜。当电控柜安装在塔架底部时，电控柜面向塔门以便于采光。如果当地底 洼潮湿，则不应直接放在基础上而应在适当高度上建电控柜台，并将舱门提高。
%1 照明系统。塔架只有一个门，不能自然采光，必须有照明系统。为了便于安装和 维护，照明灯具应安排在爬梯附近。
（3） 塔架载荷
塔架上的载荷出了由偏航系统传递的载荷外，还包括直接作用在塔架上的载荷。塔 架载荷主要有推力、弯矩（轴向和侧向）、扭矩、重力、以及作用在塔架迎风面的空气动 力载荷和塔架自身的重力载荷如图
此外，在地震区安装风电机组时，还要考虑地震载荷；在近海区安装风力发电机组 时，还要考虑波浪载荷、海流载荷等。
水平轴风力机的塔架设计应考虑塔架的静动态特性、与机舱的连接、运输和安装方 法、基础设计施工等问题。塔架的寿命与其自身质量大小、结构刚度和材料的疲劳特性 有关。
（4） 塔架静动态特性的影响因素
在静动态特性的考虑因素中，桁架结构的塔架重量较轻，而塔筒式塔架则要重得多。 图 给出几种形式塔架的材料、刚性、质量、一阶固有频率的情况。钢结构塔架虽质量 大，但基础结构简单，占地少，安装和基础费用不是很高。由于塔架承受的弯矩由上至 下增加，因此塔架横截面面积自上而下逐渐减少，以减少塔架自身的质量。
风轮转动引起塔架受迫振动的模态是复杂的：由于叶轮转子残余的旋转不平衡质量 产生的塔架以每秒转数n为频率的振动；由塔影、不对称空气来流、风剪切力、尾流等 造成的频率为Zn振动（z为叶片数）。其中n为塔架的自频率，Zn为塔架的运行频率。 塔架的一阶固有频率与受迫振动频率n、Zn值得差别必须超过这些值的20%以上，以避 免其共振，还必须注意避免高次共振。
事实上，塔顶安装的风轮，齿轮箱，发电机等集中质量已和塔架构成一个系统，并 且机头集中质量又处于塔架悬臂的顶端，因而对系统固有频率的影响很大。如果塔架一 机头系统的固有频率大于Zn,称为“刚性塔=介于n和Zn之间的为“半刚性塔=系统固 有频率低于n的是“柔塔,，塔架的刚性越大，重量和成本就越高。塔架的刚度要适度，器自 振频率（弯曲及扭矩）要避开运行频率（风轮旋转频率的3倍）的整数倍。冃前，大型 风力机多采用“半刚性塔''和“柔塔
恒定转速的风力机由设计来保证塔架一机头系统固有频率的取值在转速激励的受迫 振动频率之外。变转速风轮可在较大的转速变化范围内输出功率，但不容许在系统自振 频率的共振区较长期运行，转速应尽快穿过共振区。对于刚性塔架，在风轮发生超速现 象时，转速的叶片数倍频冲击也不能与塔架产生共振。
当叶片与轮廓之间采用非刚性连接吋，对塔架振动的影响可以减少。尤其在叶片与
内摆动时，这样的结构设
轮廓采用钱接（变锥度）或风轮叶片能在旋转平面前后5。范
计能减轻由阵风或风的切边在风轮轴和塔架上引起的振动疲劳，但缺点是构造复杂。
（5）塔架设计步骤 塔架设计可按一般高耸建筑物设计规范进行，主要步骤如下。 %1 初步确定塔架的几何外形和尺寸。塔架的基本结构形状和尺寸，取决于载荷、 总
体对塔架静、动特性的要求、与机舱偏航机构的安排及尺寸。
%1 按强度、刚度确定构件的截面的参数，如直径，壁厚等。 %1 进行塔架稳定性与动特性分析。
用强度确定的截面参数，稳定理论的有关公式和经验公式校核构件的稳定性，用有
限元分析方法对单独塔架和整机的含静、动态、响应进行全面分析，根据分析结果 可调整塔架机构参数，事结构更趋优化。 （6）塔架常用材料与表面防腐处理
塔架的塔筒常用Q3455CQ345D钢板经卷板焊接制成。该材料具有韧性高、低温性能 较好的优点，且具有一定的耐蚀性。由于风力发电机组安装在荒野，高山，海岛， 承受日晒雨淋和沙尘烟雾的侵袭,所以表面防护十分重要。通常表面釆用热镀锌,
喷锌或喷漆处理，对表面防锈处理要求应达20年以上的寿命。
1.9.2基础
风电机组的基础主要按照塔架的载荷和机组所在的气候环境，结合高层建筑建设规范 建造。基础除了按承受的静、动载荷安排受力结构外，还必须按要求在基础中设置电力 电缆和通信电缆通道（一般是预埋管），设置风力发电机组接地系统及接地触点。 1.10防雷系统
1.10.1雷电对风电机组运行的影响
雷电是带电云层直接或通过地面物体对大地的瞬间放屯现象。一次放屯能量巨大。全 球每年都要发生800多万次雷电放电。雷击会造成地面的建筑物或人员的损伤。为获得 最佳的风资源，风电机组一般都安装在周边无遮挡的开阔地带，风电机组容易遭受雷击。 相对其他的特殊气候，雷击是风电场中影响最为广泛的一种自然灾害，大部分风电场都 有风电机组遭受雷击的记录。
1」0.1.1雷电的破坏机理 （1）雷击热效应
当物体遭受雷击时，强大的放电电流从电击点通过被击物体导入大地。电流所产生的 热量能在雷击点局部引起很高的温升，可以造成此处金属物体的溶化或非金属物体烧毁, 称为热效应。根据有关研究数据，雷击金属物体和非金属物体热量的产生可以由以下公 式进行计算。
%1 金属物体产生的热量
既=10匚匕肿
3
式中w；”—雷击金属物体处产生的热量，J；
%—金属物体上雷击处电弧压降，V,其经验值取
20-30 V；
i——从雷击点注入雷电流，kA； t——雷电流作用的时间。
%1 非金属物体产生的热量
Wn=\\0R^Idt
式中叱7——雷击金属物体处产生的热量，J；
62
R——非金属物体内部电流路径的视在电阻，Q；
i 从雷击点注入雷屯流，kA； t——雷电流作用的吋间。
无论是非金属还是金属物质都与电流的人小成正比，持续时间长将使得被击物体产生更 高的热量。风电机组的桨叶主要由玻璃纤维或碳纤维增强塑料、木质、钢和铝等材料组 成。在风电机组叶片遭雷击后，通常都可以发现叶片的接闪器有融化的现象，部分雷击 严重的还会发现叶片玻璃纤维的过火痕迹。
（2）雷电的机械效应
根据有关资料研究，雷电的机械效应表现为电磁力和内压力，根据电磁场理论，当 两个导体的电流方向相反时候将会产生相斥力，所以雷电流通过时候如果存在弯曲的导 线将产生较大的电磁力，损坏电气设备。一般认为，雷电对风电机组的破坏主要是内压 力，当雷击桨叶吋瞬间会产牛很高的热量，在短吋间内很难散发，导致桨叶局部温度急 剧上升，桨叶材料分解出的气体将迅速膨胀，在叶片内产生破坏性的爆发力，使得叶片 开裂。如果在叶片中有水珠，由于产生的蒸汽的作用这种膨胀将会产生更大的破坏力。 接触不良的地方由于接触电阻增加，也会产生很大的内压力，产生的爆发力甚至会将整 个叶根撕裂，造成严重的损坏。 1.10.1.2雷击对风电机组造成的损坏
我国每年的3〜10月份是雷电比较频繁的时期，其中又以6〜9月份最为频繁。从风电 机组累计情况看，雷击造成叶片和电控系统损坏占绝大多数见图
避雷系统中雷电电流的下引通道是否良好，直接影响雷击后设备的损坏严重程度。
1.10.1.3风电机组主要的雷击防护设计
（1）桨叶防雷措施
桨叶主要由玻璃纤维，碳纤维增强塑料、木质、钢和铝等材料组成，其结构为 外壳加支撑梁组合。大量的研究资料表明，全绝缘桨叶遭受雷击时比设置引雷装置 的叶片造成的损坏大。丹麦LM公司于1994年获得叶片防雷的科研项目。项目由丹 麦能源部资助，参加机构包括丹麦研究院雷电专家、风机生产厂、保险业、风电场 和有关商业组织。项目的目的是调查研究雷电导致叶片损害，开发安全耐用的防雷 叶片。研究人员在实验室进行了一些列仿真测试。测试电压高达1.6MV,电流到 200KA,进行雷电冲击，验证叶片结构能力和雷屯安全性。研究表明，不管叶片是 用木头或玻璃纤维制成，或是叶片包导电体，叶片全绝缘并不会减少被雷击的风险, 反而会增加损害的次数。
因此，无论定桨距叶片或变桨距叶片都应设置防雷装置。通过叶片遭受雷击的 分析可以看出，叶片装设的防雷设置，实际上是引雷装置，是一种通过产生上行先 导，有利于雷击发生。这一点上起作用又类似于避雷针，是在叶片遭受雷击时减少 叶片损坏的一种措施。
定桨距机组和变桨距机组都会在每支叶片的叶尖处设立引雷装置，也成为接闪 器如图
接闪器一般为一个圆形的金属块，嵌在叶尖处。有关研究资料表明，当叶片长 度大于20m时，叶片接闪器的引雷效果会下降，并且可能会造成绕击情况。这时一 般需要在叶片的中部增设接闪器。兆瓦级以上的风电机组的叶片可采用铜、铝、钢 等不同的材料。通常在定桨距叶片中将作用于叶尖空气刹车的钢丝绳共做引雷线， 在叶根空气刹车液压缸前通过其他引雷线（一般为软铜线）连接到轮廓。变桨距叶 片引雷线一般采用铜导线。
根据导线采用的不同材料，国际电工协会IEC61400—24标准中对引雷线最小尺 寸做了规定（见表1）,对于防雷装置的最小尺寸也做了推荐（见表2）
表1、引雷线材料与最小尺寸
材料 接闪器/mm? 35 7() 引雷导体/mm? 16 25 材料 接闪器/mnf 50 引雷导体/mm? 50 铜
钢 卅! 表2、防雷装置材料与最小尺寸
材料 结构形式 扁带 铜 圆柱棒 细丝编制带 用于接闪器圆柱棒 扁带 铝 最小截面/mnf 50 50 50 200 70 50 50 材料 铝合金 结构形式 用于接闪器圆柱棒 扁带 最小截Ifij/mm2 200 50 50 50 200 60 78 热镀锌钢 圆柱棒 细丝编制带 用于接闪器圆柱棒 圆柱棒 细丝编制带 不锈钢 扁带 圆柱棒 扁带 50 细丝编制帯 70 铝合金 圆柱棒 细丝编制带 50 50 用于接闪器圆柱棒 200 按照EC 1024-1标准，还采用雷电5个重耍参数，确定保护水平分I~IV级，具体参数 见表
3
表3、保护水平分级
参数 保护水平级别 参数 保护水平级别 I 电流峰值Imax/kA 电荷总量QTOT/C 电荷冲量Qimp/c 200 300 100 II 150 225 75 IIMV 100 150 50 I 特定能量W/R(KJ/Q) 平均陡度/(Ka/us) II 5600 150 IIMV 2500 100 10000 200 (2)轴承的防雷
在长期的运行中，人们发现雷击对风电机组的各轴承会造成损伤。主要原因是当雷电流 通过时会烧蚀轴承滚子或滚道表面，导致轴承受力不均，加速轴承损坏。雷电流主要损 坏得轴承包括变桨轴承、主轴轴承。所以近几年生产的风电机组加装了滑环装置见图 相当于将原来通过轴承的引雷回路分流来保护和减少雷电流流过轴承。但是防雷碳刷在 运行中容易发生磨损和污染，引发接触不良，所以必须经常检查，及时维护。
(3) 机舱防雷
虽然叶片雷击概率高于要远高于机舱，但是仍然可能存在绕击的情况。雷击可能会击屮 机舱的尾部，所以需耍在机舱的尾部设立避雷针如图
同时也可以保护风俗和风向仪。同时机舱内部的发电机，控制柜所有的设备均应与机舱 底板做可靠的电气连接，形成等电位连接方式，防止雷击时发生电位差发生电击，如图
(4) 机舱与塔架引雷通道
机舱与塔架连接一般采用滑动轴承或零油隙四点支撑轴承，防雷连接必须跨越偏航环， 确保引雷通道的通畅。以GAMESA—850kW为例，采用滑动轴承，由于偏航滑块采用的 是绝缘耐磨材料，所以其在移动滑块中间安装了若干铜棒，保持机舱和塔架有良好的电 连接。回转支撑轴承一般不再单独设立引雷通路
(5) 塔架间、塔架与接地网引雷通道
塔架一般都采用钢板制成，本身也具有导雷性能，早期的风电机组塔架间并不设立专用 的引雷导线。但是由于塔架法兰面可能不够平整，所以最近投产的新机组塔架间一般接 有导雷引线，以加强导雷能力。导线一般采用软铜线。塔架与接地网之间必须确保可靠 的连接。一般在塔架基础环上部或底段塔架下法兰处焊有专用的接地耳环，通过铜导线 与接地网扁铁相连。通常在塔筒上设立3个接地连接点，分别连接3处的接地网扁铁。
(6) 接地装置
为确保雷电流快速的泻入大地，并降低反击电压，必须设立专用接地装置。接地装置主 耍根据风电机组要求的接地电阻值进行设计。风电机组的接地既是防雷接地，也是设备 保护接地、工作(系统)接地和防静电接地，风电机组使用一个总的接地装置。冃前绝 大部分风电机组要求的最大接地电阻不高于4Q。整个接地装置中风机基础是风电机组重 要的自然接地体，要求风电机组的接地引线在穿过基础时与风机基础内钢筋有效连接, 风机底部接地引
出线与避雷带焊接相连不少于3处。风电机组沿风机基础四周敷设，-
般应用50mmX5mm热镀锌扁钢，距离基础约为lm,避雷带将基础周围的接地极相连接, 形成完整的接地装置。当风电机组的接地电阻不能满足要求时，应敷设人工接地体达到 接地电阻W4Q的要求，如图
风电机组布置接地装置的目的主要是降低接地电阻，减少雷电反击造成损坏。影响 接地电阻的主要因素是土壤的电阻率。土壤电阻率在很大程度上决定着接地体接地电阻 的大小。有关部门的研究资料表明：由于土壤类型、土壤含有的物质等不同，土壤电阻 率变化范围很大。沼泽一般在80-200Q・m,粘土质沙地150-300 Q • m,砂岩及岩盘地
带1000〜10000Q・m,造成各风电场风电机组接地电阻相差巨大。部分山区风电场的土壤 电阻率远高于1000Q・m,如采用典型设计，不可能达到接地电阻的要求，需要采用其 他的措施改进。例如采用大型接地网，将各风电机组接地网相连，另外增设人工接地装 置。采用素土回填，深井接地，延长和外延接地，添加降阻值等方式进行。
(7) 运行中的有效防雷击损坏措施
%1 及时修补表面受损叶片，防止潮气渗透入玻璃纤维层，造成内部受潮。 %1 定期经历叶片表面的污染物，一般污染物具有导电性，会造成接闪器失效。
%1 定期检查从叶片引雷线、滑环至接地网的引雷通道接触良好，及时清理引雷滑环的锈 蚀，
确保引雷通道阻止最小。
%1 定期测量风电机组接地电阻，确保接地电阻值在4 Q以下并尽可能降低接地电阻。 %1 必须却把等电机组电气系统中所有的等电位连接无异常。
%1 定期检查风电机组屯气回路的避雷器，及时更换时效避雷器。 1.11其他■冷却系统、润滑系统、消防系统、故障诊断系统
为保证齿轮箱和发电机在正常的工作条件下进行，防止发生过热，需要设置循环冷 却装置。
发电机冷却水自发电壳体水套，经水泵强制循环，通过热交换器和蓄水箱后，返回 发电机壳体水套。所使用的冷却水是防冻液与蒸饰水按一定比例混合，调整冰点应满足 当地最低气温的要求。
齿轮箱的油液自箱体底部油池，经油泵强制循环，通过过滤器、
热交换器冷却后，返回齿轮箱、在齿轮箱油冷却系统中没有压力继屯器，如果齿轮箱齿 轮或轴承损坏，则产生的金属铁屑会在油循环过程中堵塞过滤器，当压力超过设定值时, 压力继电器动作，油便从旁路直接返回油箱，同吋，电控系统报警，提醒运行人员停机 检查。
1.11.2润滑系统
1.11.2」润滑的作用
润滑是解决机器零件摩擦、磨损的一种手段。一般来说，在摩擦之间采用某种物质, 用来控制摩擦、降低磨损，以达到延长机件使用寿命的措施叫润滑，能起到减低机件接 触面间摩擦阻力的物质都叫润滑剂。
1.11.2.2润滑的分类
（1）根据润滑剂的物质形态分类
%1 气体润滑。采用空气、蒸汽或氮气，氨气等某些惰性气体作为润滑剂，可使摩擦 表面被高压气体分隔开。气体润滑的最大优点是摩擦系数极小，几乎接近于零。气体的 粘度不受温度的影响，所以气体润滑的轴承。阻力小、精度高。
%1 液体润滑。液体润滑剂包括矿物润滑油、合成润滑油、乳化油等。齿轮箱、轴承 箱等均采用不同粘度和性能的液体润滑油润滑。
%1 半固体润滑剂。润滑脂时节雨流体和固体之间的一种塑性状态或膏脂状态的半固 体物质。包括各种矿物润滑脂、合成润滑脂、动物脂等。由于各种类型的钱接、滚动、 滑动摩擦接触表面。
%1 固体润滑。利用具有特殊性能的固体润滑剂，如石墨、二硫化钳、二硫化钩等代 替润滑汕，脂隔离摩擦接触表面，形成良好的固体润滑膜，以达到减少摩擦、降低磨损 的良好润滑作用。
（2）根据润滑膜在摩擦表面间的分布状态分类
%1 全膜润滑。在摩擦面之间的润滑剂能牛成一层完整的润滑膜，吧摩擦表面完全隔 开。摩擦副运动时，摩擦是在润滑膜的内部分子之间的内摩擦，而不是摩擦面的直接接 触的外摩擦，这种状态称为全膜润滑，是一种理想的润滑状态。
全膜润滑的形态很多，其中之一是液体润滑。它是用液体作为润滑剂而获得的一种 理想的润滑状态。此外，还可以用气体、固体、半固体的润滑剂，形成一层完整的润滑 膜。在边界摩擦和挤压摩擦状态下，只要润滑剂选用得当，在一定条件下同样也能获得 一层完整的边界润滑膜和挤压润滑膜，能够起到控制摩擦，减少摩擦的效果。
%1 非全膜润滑。摩擦表面由于粗糙不平或者因负载过大速度变化等因素的影响，是 润滑膜遭到破坏，一部分有润滑膜，一部分为干摩擦，这种状态称为非状态润滑。一般 由于运动速度变化（启动，制动，反转），受载性质变化（突加，冲击，局部集中，变载 荷等）以及润滑不良时，设备经常出现这种状态，其磨损也会加快。机器运转中，应当 力求减少和避免这种状态。
1.11.2.3 润滑齐IJ
（1）润滑油的组成
润滑油由基础油加添加剂调合而成的。基础油在润滑油成分中，一般占90%以上。 加入少量的添加即可增加润滑油新的特殊性能，或强化其原有的性能。添加剂按其性能 区分有抗磨剂，挤压剂，抗氧化剂，抗泡剂，防锈抗腐蚀剂，粘度指数改进剂，清净分 散剂等。 （2）润滑脂的组成
润滑脂由基础油加添加剂和皂基（增稠剂）组成。基础油可以是矿物油或合成油。添加 剂能够改善或强化某方面的性能。皂基如同海绵般将基础油及添加剂紧紧吸附，以达到 润滑效果。一般皂基没有润滑性。
（3）固体润滑剂 表是固体润滑剂的基本特性
固体粉末 颜色 负荷/psi 耐温/°C 二硫化釦 灰一黑 >100000 <400 石墨 里 八 <50000 <650 聚四氛乙烯(PTEE) 白 <6000 <260 颗粒大小/ * m 真空适应性 湿气感受性 2~6 好 有损害 2.5-10 否 有 微细粉末颗粒 否 无 1.11.3故障诊断系统
1.1131风电机组故障的一般性规律
风电机组是由大量零部件组成的，由于机组设计，制造工艺，装配水平，运行环境 的不同，表现出的可靠性也是很不同的。严格意义上讲，风电机组并不存在所谓的常见 故障，因为如果同一个故障反复频繁的发生，就应该采取有效的技术手段加以解决。结 合设备故障因果分析图，从事故发生的实践性和原因上讲，大致则可以得出以下基本规 律。
%1 在风电机组运行初期，因设计，制造、工艺、安装、调试等问题容易引发故障。 %1 在运行期间，因环境适应性，维护或操作不当等原因容易引发设备故障
%1 时间或较长时间运行后因设备老化，零件的磨损，部件使用寿命到期等原因容易 引发故障
%1 在特殊的地形和极端气候情况下，因机组选型不当，恶劣环境条件等因素容易引 发故障
1.11.3.2风电机组异常的分析处理
造成设备异常的原因有很多，包括制造工艺的问题，零部件磨损老化，维护不当和 环境影响等，一般通过三种手段可以发现：定期对风电机组进行巡视；定期设备维护； 运行数据的分析。
(1) 渗漏油
风电机组的渗漏油包括液压油、齿轮油脂的渗漏。发现液压油或齿轮油渗漏应立即 进行检查。检查时应当将渗漏油表面处理干净，观察渗漏油的速度。如渗漏严重，机组 不宜在运行，变速箱渗漏油严重如继续保持运行，特别是大型的强制润滑的风电机组变 速箱将造成轴承过热而损坏，甚至造成变速箱箱体的开裂。
齿轮油渗漏可能的原因包括：变速箱体格结合面的密封不良，齿轮油的循环冷却系 统管路中的部件松动或磨损，管路接头连接不良。
液压油渗漏的可能原因包括：密封圈老化，油管接头或阀体紧固不到位，油管老化 或磨损等
润滑脂渗漏包括主轴轴承和变桨轴承润滑脂，一般由于轴承老化或者轴承密封与轴 承配合不当造成的。如果润滑脂加油量不当，超过了维护标准也可能造成油脂外溢。
(2) 叶片声音异常
叶片声音异常一般都是由于叶片由于雷击风沙侵蚀或工艺问题造成叶尖或叶片边缘 开裂如果只是轻微的哨声，可继续保持机组的运行，并加强观察，如果声音较大，则不 宜再继续运行，并及时修复，否则叶片可能大面积开裂，严重时造成叶片断裂。
(3) 偏航声音异常
偏航生意异常一般是由于机组偏航系统润滑不良造成的，应及时进行补充润滑进行 检验。同时还需要检查其他如偏航减速器本体、偏航系统螺栓紧固等情况有无异常。机 组在和
设计不当也可能引起偏航声咅异常。
(4) 偏航齿圈齿面磨损或断裂
偏航齿圈齿面断裂和蘑损一般有以下原因造成 %1 强台风造成机组振动，齿轮过载断裂；
%1 偏航齿轮厂起润滑不良(由于维护不及吋，烟雾腐蚀，风沙侵蚀等因素引起)；
%1 润滑脂选用不当；
%1 偏航减速器小齿轮与偏航齿圈啮合不良等。
(5) 变速箱齿轮齿面损伤或断裂
%1 大风情况下机组突然紧急停机； %1 齿面热处理工艺缺陷 %1 变速箱中有金属污染物 %1 齿轮啮合不良等。
发现齿轮齿而损伤或断裂应对变速箱齿轮的具体情况进行判断。如果无其他异常情 况下每个齿的齿面点蚀、剥落或胶合面积在啮合面积的10%以内，应加强观察，如未继 续发展，通过表面打磨处理可以坚持运行，或进行限功率运行，待备件到位后组织进行 处理。如果齿面损伤面积过大或发生齿面断裂如图 应立即停机对变速箱进行修理或更换。
(6) 螺栓断裂
螺栓断裂一般有以下原因造成：
%1 螺栓本身的质量存在问题(可通过超声波检测、磁粉检测手段检查的发现、出现 这种情况应松专业质量检验机构检验)
%1 施工时紧固工艺不当；
%1 螺栓力矩值设置错误，造成过力矩； %1 设备满发时紧急停机次数过多；
%1 风电机组所处位置风切变指数大或湍流强度高； %1 严重地问影响；
%1 严重腐蚀造成强度下降；
%1 传动系统轴承严重磨损，造成疲劳过载。 塔架螺栓断裂还可能由于塔架法兰面不平整或机组叶片不平衡进而造成螺栓疲劳。螺栓 断裂是个比较复杂的问题，可能是多种因素共同作用造成，应综合分析判断。
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