滑环为风力发电机组变桨系统提供动力电源，并负责控制系统和变桨系统的通讯数据传输和安全链信号的连接。虽然滑环在整个风力发电机组中所占整机价值比例非常低，但是滑环整体性能、可靠性及工作寿命却会直接影响整机的性能和可靠性。由于早期滑环的原始设计缺陷和后期维护等各方面问题导致滑环造成的故障越来越多，给风电场造成了较大的经济损失。本文以某型号滑环故障大量引发变桨安全链信号断开问题进行分析并提出优化升级方案，并制定该型号滑环的中长期维护计划，以Z经济的方式增加机组稳定性，减少机组故障停机时间和备件更换成本，提高风电场经济效益。
随着我国风电行业的持续快速发展，据中国风能协会（CWEA）资料数据显示，截止到 2015 年底，我国风电累计装机容量已达1.45亿千瓦，累计装机台数92981台，年发电量1863亿千瓦时，占全部发电量的3.3%，风力发电已经成为我国大新能源发电技术。然而由于风电发展前期市场竞争非常剧烈，各主机厂商设备供应价格不断降低，同时国外公司的技术垄断以及采购规范等问题，导致我国大量风电机组设备采购价格和质量不断下降，机组在运行过程中出现大量问题，机组更换备件成本居高不下，某风电场 2015年故障统计结果如图1和图2所示。
从图 1和图2可以看出，变桨故障和安全链故障次数占据风场全部故障次数的67.18%，故障时间占总故障时间的67%，而在变桨及安全链故障中，大部分又是由于机组滑环故障引起的。因此，针对滑环引起的故障进行优化升级并制定滑环的后期维护计划对于风电机组的稳定性及提高风电场经济效益就显得至关重要。本文基于已有风场数据及故障信息资料，首先分析国内风场滑环运行及维护现状，针对该风场滑环故障提出技改方案，并对滑环中长期维护策略进行探讨并制定出详细方案。

图1 某风电场2015年故障次数统计

图2 某风电场 2015年故障时间统计

根据我国各大主机厂商的及各自的技术类型统计，我国风电机组使用电动变桨系统份额高达79%，据此估算我国现阶段运行机组滑环占有量高达六万五千台左右。而且随着我国风电装机容量以20%～30%的速度增长，预计很长一段时间内我国的风电滑环都将保持高速增长。
由于技术壁垒和垄断，我国早期风电机组中所使用滑环大部分从国外进口，随着国内不断引进并吸收国外滑环*设计和生产技术，目前国内一些企业已经具备生产出高性能优质滑环的技术实力。相关国内各风电机组滑环使用情况调查研究表明，国产滑环实际运行中的表现已经可以和进口滑环相媲美，同时国产滑环在价格、售后服务质量等方面超越进口滑环，而且国内滑环生产企业已经能够针对缺陷滑环提供不同的升级产品和服务解决方案。因此，我国风电滑环市场将向国产滑环逐步替代进口滑环并主导地位过渡。
通过调查发现目前国内大量风电场在运行两年以后滑环会集中出现大量故障，主要表现为滑环密封性能不足导致轴承进入橡胶粉末卡死轴承以及滑道污染严重导致变桨安全链信号闪断，给机组运行带来严峻考验。由于进口滑环厂家并不提供五年质保期的免维护服务，而现场运维人员又对滑环维护缺乏必要的了解和专业维护技术以及必要的工具、备件，导致滑环出现问题后无法得到有效的维护，所以很多风电场都是对滑环进行简单的清洗，由于没有专用润滑油，滑道和电刷无法进行有效的润滑，而这又会进一步加速滑环的老化。

新疆某风电场装机总量为98MW，于2012年建设并投入运行。该风场机组均使用德国的滑环产品。2015年4月份起，该风电场大量机组报出安全链继电器2故障，现场通过中控室对安全链进行复位后机组恢复正常，再次启动机组后仍然频报出该故障。通过机组监控软件录取故障波形发现安全链继电器2故障主要原因为安全链继电器2回路24V信号断开约20～100ms，从而引发PLC模块检测信号丢失，机组报出安全链继电器2故障，而机组安全链继电器2实际并未断开，初步判断为滑环电刷振动导致安全链信号瞬时断开触发主控故障，如图3所示。

图3 安全链故障波形

随后通过拆卸滑环进行检查发现，导电环道内有大量的橡胶粉末污染；电刷弹力下降导致转子转动时电刷振动大，信号传输易中断；转动转子极其困难，拆卸轴承发现轴承内部进入大量橡胶粉末污染物，轴承内无润滑油脂。上述问题表明该型号滑环设计存在重大缺陷，滑环机械密封性能无