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技術文章 | Technical articles
將設計構想轉化為實際，最關鍵的環節是設計驗證。通過反復多輪的設計迭代與驗證，撥開阻擋在構想與現實間的“迷霧”，可以在保障可靠性的前提下，不斷試探、無限接近性能與成本邊際。
“測試驗證的目標是測試機組各項性能是否符合設計假設條件，通過各種新材料、新結構、新載荷的物理模型驗證數字模型的新邊界，不斷修正機組設計的數字模型參數，使之更接近真實物理模型，完成設計的優化閉環。”高猛解釋。
為了讓設計驗證成果盡可能回饋與作用在產品技術迭代上，遠景能源投運了江陰智慧測試驗證中心，建有齒輪箱彎扭耦合測試臺等一系列測試設備。其還將測試環境設置得更加接近實況，以充分模擬現場運行，高效發掘盡可能多的薄弱環節。在平價時代產品迭代急劇加速、樣機現場驗證時間大大壓縮的情形下，各個層次上充分嚴苛的臺架驗證成為保證產品高可靠性的必要手段。
齒輪箱的自研過程就是一個例子。遠景能源根據10余年1.6萬余臺機組現場運行經驗，發掘更多可能出現的齒輪箱特殊失效模式及其測試驗證需求，主動反饋到測試方案設計中，并落地執行，其測試驗證范圍遠遠超出常規的認證要求。通過應用齒輪箱、測試功率達15MW的齒輪箱彎扭復合測試臺，研發人員能夠得知葉根彎矩載荷在齒輪箱齒面上產生的壓力極限值變化，并運用彎矩模擬、動態扭矩加載、轉速波動模擬、電網模擬等*測試功能，充分驗證齒輪箱在各種實際工況下的可靠性表現。
葉片自研也是如此。“自研新翼型時，我們都會在加拿大國家實驗室進行風洞實驗，充分驗證其氣動性能、低噪音、環境適應性等。自研葉片時，則會采用雙軸復合疲勞測試。”高猛介紹。這種在國內先應用于遠景能源171米風輪直徑葉片的測試方式，能夠同時進行揮舞和擺振兩個方向的復合加載疲勞測試，更貼近葉片真實運行工況，從而可以更充分驗證整支葉片。
多自由度整機加載測試臺，則更多被用在風電機組各種動態靜態工況測試中，尤其是給主軸承的自研帶來了便利。“我們利用它做了很多大載荷加速疲勞測試，以驗證自研主軸承的可靠性，結論是已經達到了行業*水平。”
一、概述（LYMOA-2000蓄電池供電氧化鋅避雷器帶電校驗儀測試精準,穩定可靠）
LYMOA-2000氧化鋅避雷器現場測試儀是專門用于檢測10kV及以下電力系統用無間隙氧化鋅避雷器MOA閥電間接觸不佳的內部缺陷，根據《電力設備預防性試驗規程》DL/T596-1996中14.2的規定，發電廠、變電所在每年雷雨季前和必要時應該對金屬氧化物避雷器做直流1mA電壓（U1mA）和0.75 U1mA下泄漏電流的檢測。
本公司根據實地測量需求對儀器進行了改進，將直流高壓電源、測量和控制系統有機結合，縮小儀器體積，減輕重量。操作設置人性化，通過遙控器實現遠程遙控測量，并根據測量規程要求增加了自動測量環境溫度功能，帶有大容量存儲器，可存儲50組測試數據，掉電不丟失。配備高速熱敏打印機大大提高了測試結果打印速度。是電力系統以及氧化鋅避雷器生產廠現場檢驗不可少的設備。
二、產品技術參數（LYMOA-2000蓄電池供電氧化鋅避雷器帶電校驗儀測試精準,穩定可靠）
1．測量范圍：電壓：0～30kV 電流：0～1000μA
紋波系數：≤1.5%
2．分辨率：電流：0.5μA 電壓：0.1 kV
3．內置電源充電時間：2-3小時
4．內置電源使用時間：≥4小時
5． 遙控有效距離：100M
6． 環境溫度：-10℃～50℃
7． 相對濕度：25℃時≤85％
8． 海拔高度：＜1000M
9． 充電電壓：AC100V-240V
10．電源頻率：50±1HZ
三、性能特點（LYMOA-2000蓄電池供電氧化鋅避雷器帶電校驗儀測試精準,穩定可靠）
1．溫度測量：自動感應環境溫度并記入測試結果。
2．遙控測試：通過遙控器實現遠程遙控測試，讓測試更加安全、方便、快捷。
3．內部電源：可使用AC220V交流電，也可由內置充電電池供電使用。
4．使用方便：中文菜單操作，測量數據顯示直觀，內置前換紙打印機換紙方便，打印速度快。
5．測量準確：全數字化處理，內建精密數學模型，測量精度高，測試結果重復性好。
6．可存儲50組測試數據，掉電不丟失，并能隨時查看打印。
7．攜帶方便：高度、體積、重量僅為同類產品的3 0 %～7 0 % ， 攜帶方便。8、功能齊全：測量、顯示、時鐘、溫度、結果打印一步到位。
四、面板功能介紹（LYMOA-2000蓄電池供電氧化鋅避雷器帶電校驗儀測試精準,穩定可靠）
1．液晶顯示窗口
2．電池欠電壓指示燈（內部電池電量不足時燈亮，對測試有影響，請及時充電。）
3．AC220電源插座（交流220V電源輸入口及充電接口。）
4．充電指示燈（當電源插座接上電源時內部電池開始充電，此時充電指示燈點亮，當電池充足電后指示燈熄滅。）
5．電源開關（控制儀器的打開與關閉。）
6．操作鍵盤（設置測量參數和控制測量及打印。配有遙控器的儀器，同時按下遙控器上兩個按鍵開始測試）
7．高壓輸出端（當開始測量時此輸出端為直流高壓0-30kV，請注意安全！）
8．高壓輸出指示燈（當有高壓輸出時燈亮，沒有高壓輸出時燈滅。）
9．接地端（連接避雷器的另一端，用于測量避雷器的漏電流。）
10．打印機（測量完后直接按打印鍵打印測試結果。）
五、使用方法（LYMOA-2000蓄電池供電氧化鋅避雷器帶電校驗儀測試精準,穩定可靠）
﹡測試前請務必接好試品再按“測試”鍵！！
1．接線：將避雷器放在絕緣性能良好的支架上，然后將測試儀的高壓輸出端接到避雷器的一端，接地端接到避雷器的另一端。（如圖2）
2．測量：合上電源開關，液晶模塊顯示開機歡迎畫面和按鍵作用提示，。（如圖3）
按“+” 鍵查看以前保存的數據（每次測試結束后自動保存測試結果）
按“測試”鍵進入測試狀態，高壓輸出注意危險！
按“設置”鍵調整日期和時間(系統日期和時間錯誤是需要調整)
等待幾秒后當沒有任何操作自動進入時間日期設置畫面，此時顯示的溫度為測試的環境溫度。（如圖4）
如果需要調整時間和日期請按設置鍵光標開始移動依次為“年”、“月”、“日”、“時”、“分”、“秒”循環移動，將光標移動到要設置的項后按“+”、“–” 鍵來進行設置。
任何時候按“測試”鍵都能進入測試（測試前請確認試品已接好！）。（如圖5）
測試高壓啟動電壓逐漸升起，電流也在不斷變化。（如圖6）
當電流為1毫安時，儀器自動記錄此時的電壓值，高壓開始慢慢下降，下降到0.75倍的電壓，自動記錄此時的電流值，測試結束。測試結果閃動三次后鎖定測試結果并自動保存。（如圖7）
3．測試結果打印：
如果需要打印本次測試數據請按“打印”鍵，打印機會自動打印本次測試結果及環境溫度、日期、時間等。（如圖8）
4．數據保存和查看：
每次測試結束后數據自動保存，一共可保存50次測試數據，當測試數據超過50次后自動覆蓋第1條數據其它數據不變，依次循環存儲。
按“+”鍵查看已保存數據，再按“+”翻頁查看上次數據（循環上翻頁）
測試數據會在時間日期頁面和測試結果頁面循環跳動。（如圖9）
按“-”鍵 即“打印”鍵打印當前查看的數據。
5．報錯：如果測試過程當中出現試品沒有接好或者短路過載等原因，儀器會進入自動保護狀態，停止測試并提示測試錯誤。（如圖10）
6．更換打印紙：打印紙更換時將打印紙裝入紙倉，將打印紙拉出，蓋上前蓋板。熱敏打印紙只有較光滑的熱感面（正面）才能打印內容。
7．更換保險絲：在電源插座下方有一個保險絲盒， 用平口起子將該保險絲盒往上拉即可更換保險絲。保險絲規格為3 A。
遠景能源的技術人員發現，齒輪箱齒輪早期失效大多數是由于材料雜質靠近齒面應力集中區域所致。為了提升自研自產齒輪箱的可靠性，該公司對材料要求更細，采購標準更高，投入也更到底。遠景能源制訂專門標準從煉鋼源頭進行雜質管控，同時在業內底1次引入三維相控陣超聲探傷技術進行雜質檢測，采用更嚴格的接受標準，以降低零星材料雜質問題可能導致的齒輪失效風險。
“我們要做的是全生命周期大于20年的風電機組產品。為了保證部件質量，遠景能源有多位材料學博士和齒輪箱工藝專家專門對風電齒輪箱內部各個部件制定了嚴苛的材料采購標準，對力學性能、化學成分、雜質含量和檢測要求等提出明確的遠景能源內部規范要求。”高猛坦言。
在齒輪箱自制裝配過程中，遠景能源也進行了大量工藝、工裝方面的創新和嘗試。例如，遠景能源自研開發了國內單獨的高精度行星輪裝配工裝，可以顯著提高裝配定位精度，解決高扭矩密度齒輪箱裝配空間狹小、易磕碰的工藝難題，全部消除了裝配磕碰損傷對齒輪箱運行造成的質量風險。
在建立起自主的齒輪箱設計、驗證與生產體系后，遠景能源自制齒輪箱的整體質量逐步得到市場認可。目前，該公司自制齒輪箱交付量達到2100余臺，預計占2022年全部交付量的一半；其適配的單機容量最大已達到8.X～9MW，在2022年末已開始樣機和小批量交付。
有資料顯示，遠景能源自制葉片開始于EN141機型。在隨后的EN156、EN171、EN182系列機型，直到2022年的EN192機型和即將批量交付的EN200機型，遠景能源自制葉片所占比重已逐步增加到相當比例。這在一定程度上說明，其葉片設計與制造能力，已經達到國際一線專業葉片廠家的水平。
遠景開展大部件自研乃至自制，并不是試圖全部取代大部件外購或是代工，而是作為風電整機的廠家，在理性競爭和合作共贏的主旋律下，通過大部件技術創新，來帶動國內風電行業整個生態圈的高質量發展。對于遠景能源風機大部件的下一步重點領域，高猛認為，海上大型機組的主軸承、變壓器、高壓開關柜等大部件的國產化率較低，是全行業在平價時代所面臨的共同挑戰，遠景能源將通過自研、聯合開發等方式，持續推動國產化大部件在海上風電場的高質量應用。
據透露，遠景能源的高風速海上風電機組——風輪直徑為252米，單機容量達14MW，已在廣東海域獲得第1個批量訂單，將于明年交付。
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