7 PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA ĐIỆN GIÓ KHI GẶP SỰ CỐ TUABIN VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

Sửa chữa điện gió là yếu tố then chốt giúp giảm thời gian dừng máy và thiệt hại sản xuất khi tuabin hoặc hệ thống truyền động gặp sự cố. Bài viết này cung cấp các giải pháp thay cánh quạt, sửa hộp số và xử lý lỗi bộ biến tần theo chuẩn quốc tế, đảm bảo hiệu suất tối ưu và độ tin cậy lâu dài cho các dự án điện gió.

Nội dung bài viết

1. Giới thiệu về hệ thống điện gió và nhu cầu sửa chữa điện gió

Hệ thống điện gió là tổ hợp cơ – điện – điều khiển phức tạp, vận hành trong môi trường khắc nghiệt với tốc độ gió 4–25 m/s và độ ẩm cao. Các tuabin công suất từ 1,5 MW đến 6 MW thường có đường kính cánh quạt 60–160 m, yêu cầu bảo trì và sửa chữa điện gió nghiêm ngặt để duy trì độ tin cậy trên 98% thời gian vận hành.

Việc thay cánh quạt, sửa hộp số hay xử lý lỗi bộ biến tần khi xảy ra sự cố là cấp thiết để tránh mất sản lượng. Một tuabin 3 MW dừng 24 giờ có thể gây thiệt hại 10.000–15.000 USD tùy giá FIT và tốc độ gió trung bình.

2. Cấu tạo tuabin và các điểm dễ hỏng hóc

Một tuabin điện gió bao gồm cụm rotor (cánh quạt, trục chính), hộp số, bộ biến tần (converter), máy phát, hệ thống yaw và pitch. Trong thực tế, ba hạng mục thường phải sửa chữa điện gió là:

Cánh quạt: làm từ composite sợi thủy tinh/ carbon, chiều dài 30–80 m, chịu tải trọng gió và mỏi.
Hộp số: truyền động tăng tốc từ 20–30 vòng/phút của rotor lên 1.200–1.800 vòng/phút cho máy phát.
Bộ biến tần: chuyển đổi AC–DC–AC, chịu dòng điện và nhiệt cao, dễ lỗi bán dẫn IGBT.

Các thông số vận hành điển hình:

Hộp số: tải trọng danh định 2,5–6,5 MW, moment xoắn 1.500–5.000 kNm.
Biến tần: điện áp DC bus 1.000–1.200 V, dòng pha 800–1.200 A.
Cánh quạt: tốc độ đầu mút cánh 250–300 km/h, áp lực gió 600–1.000 Pa.

3. Nguyên nhân chính gây sự cố tuabin

Mỏi cơ học: rung động, tải trọng gió thay đổi liên tục.
Sai lệch căn chỉnh: trục – hộp số lệch tâm làm tăng mài mòn.
Quá tải điện: sét đánh, dao động lưới làm hỏng IGBT trong bộ biến tần.
Ô nhiễm và bôi trơn kém: dầu hộp số suy giảm, nhiễm nước gây pitting trên bánh răng.
Điều khiển pitch/yaw lỗi: dẫn đến quá tải cánh quạt.

Tỷ lệ sự cố phổ biến: hộp số (32%), bộ biến tần (21%), cánh quạt (18%).

4. Phương án 1 – Thay cánh quạt nhanh tại chỗ

Khi cánh quạt bị nứt, bong tách lớp composite hoặc va chạm, thay cánh quạt là giải pháp hiệu quả để đảm bảo độ bền. Quy trình:

Kiểm tra siêu âm, nhiệt ảnh để đánh giá hư hại.
Sử dụng cẩu chuyên dụng 600–800 tấn để tháo và lắp cánh mới.
Cân bằng động sau lắp đặt, sai số ≤ 2 g.mm/kg.

Ba hãng cung cấp cánh quạt nổi bật:

Siemens Gamesa (cao cấp – EU)
Vestas (trung cấp – EU)
Goldwind (phổ thông – Trung Quốc)

Thời gian thay 1 bộ 3 cánh từ 2–3 ngày, giảm tối đa thời gian dừng tuabin.

5. Phương án 2 – Gia cố và sửa chữa composite cánh quạt

Nếu hư hỏng nhỏ (nứt < 30 cm, bong lớp bề mặt < 1 m²), có thể thực hiện sửa composite:

Mài và làm sạch bề mặt, loại bỏ lớp hư hỏng.
Đắp vật liệu sợi thủy tinh hoặc carbon prepreg, ép chân không.
Đo kiểm lại độ cứng, sai số < 5% so với cánh chuẩn.

Ưu điểm: chi phí bằng 15–20% so với thay cánh quạt, thời gian dừng máy < 24 giờ.

6. Phương án 3 – Sửa hộp số bằng đại tu toàn phần

Hộp số tuabin chịu tải trọng cơ học liên tục, nhiệt độ dầu bôi trơn dao động 40–85°C. Khi xuất hiện mạt kim loại trong dầu, tiếng ồn tăng > 3 dB, rung động vượt 5 mm/s RMS, cần đại tu hộp số. Quy trình:

Tháo toàn bộ hộp số khỏi nacelle bằng cẩu 800 tấn.
Vệ sinh và kiểm tra từng cấp bánh răng (planetary, intermediate, high-speed).
Thay bạc đạn, bánh răng mòn > 0,3 mm.
Cân tâm trục, độ lệch không quá 0,03 mm.

Ba hãng hộp số hàng đầu:

ZF Wind Power (cao cấp – EU)
Winergy (trung cấp – Đức)
Nanjing High Speed (phổ thông – Trung Quốc)

Đại tu giúp kéo dài tuổi thọ hộp số thêm 10–15 năm, giảm chi phí đầu tư mới.

7. Phương án 4 – Sửa chữa tại chỗ hộp số

Trong nhiều trường hợp, có thể sửa chữa điện gió cho hộp số mà không cần tháo rời:

Kiểm tra rung động bằng phân tích FFT, xác định hư hỏng bánh răng/bạc đạn.
Sử dụng thiết bị nâng trục chuyên dụng để thay bạc đạn tại chỗ.
Đánh bóng vết xước, bôi phủ chống mài mòn (HVOF coating).

Ưu điểm: giảm 50–60% thời gian dừng máy so với đại tu. Tuy nhiên, chỉ áp dụng khi hư hỏng < 20% diện tích bánh răng.

8. Phương án 5 – Xử lý lỗi bộ biến tần bằng thay module IGBT

Bộ biến tần chịu điện áp DC bus 1.000–1.200 V, dòng pha 800–1.200 A. Khi đo thấy điện áp lệch ±10%, IGBT nóng > 90°C, cần kiểm tra:

Thay module IGBT bị chập, đo điện trở cách điện ≥ 1 MΩ.
Vệ sinh board mạch, đo lại điện dung DC link.
Cập nhật firmware điều khiển để khắc phục lỗi phần mềm.

Hãng thiết bị nổi bật:

ABB (cao cấp – Thuỵ Sỹ)
Schneider Electric (trung cấp – Pháp)
INVT (phổ thông – Trung Quốc)

9. Phương án 6 – Nâng cấp hệ thống làm mát biến tần

Nhiệt độ môi trường cao gây giảm tuổi thọ linh kiện bán dẫn 50% nếu vượt 10°C so với chuẩn. Giải pháp:

Thay bộ trao đổi nhiệt dầu – không khí bằng hiệu suất cao, lưu lượng ≥ 500 m³/h.
Kiểm tra và bổ sung chất làm mát, độ dẫn điện < 5 µS/cm.
Cài đặt giám sát nhiệt độ online, cảnh báo khi > 80°C.

Nâng cấp giúp giảm tỷ lệ lỗi biến tần từ 21% xuống < 8% mỗi năm.

10. Phương án 7 – Kiểm tra, cân chỉnh và bảo dưỡng tổng thể

Đây là biện pháp tổng hợp giúp giảm thiểu rủi ro dừng máy:

Kiểm tra căn chỉnh trục bằng laser, độ lệch < 0,05 mm/m.
Đo rung động trục chính, mức chấp nhận ≤ 4,5 mm/s RMS.
Phân tích dầu hộp số định kỳ (ISO 4406: ≤ 18/16/13).
Kiểm tra pitch, yaw, brake system, bộ đo gió anemometer.

Thực hiện 1–2 lần/năm giúp giảm thời gian dừng máy 30–40%.

11. Lợi ích của các phương án sửa chữa điện gió

Tăng độ khả dụng (availability) của tuabin lên > 98%.
Giảm chi phí bảo trì 20–25% so với chỉ thay mới toàn bộ.
Duy trì sản lượng điện hàng năm (AEP) ổn định, sai số < 3%.

Các chỉ số hiệu quả chính (KPI) cần theo dõi:

MTBF (Mean Time Between Failures): > 2.500 giờ.
MTTR (Mean Time To Repair): < 48 giờ.
Tỷ lệ sự cố hộp số < 2%, bộ biến tần < 3%/năm.

12. Tại sao chọn ETEK để sửa chữa điện gió

12.1 Năng lực triển khai đa khu vực

ETEK có hơn 15 năm kinh nghiệm trong sửa chữa điện gió với các dự án tại Đông Nam Á, Trung Đông và châu Phi. Chúng tôi sở hữu đội kỹ sư cơ – điện – điều khiển chuyên sâu, có thể xử lý các hạng mục thay cánh quạt, sửa hộp số, xử lý lỗi bộ biến tần theo chuẩn quốc tế.

12.2 Dịch vụ 24/7 và phụ tùng chính hãng

ETEK cung cấp dịch vụ trực 24/7, có kho phụ tùng chính hãng:

Bánh răng, bạc đạn ZF, Winergy.
Module IGBT, board điều khiển ABB, Schneider.
Bộ cảm biến yaw, pitch, hệ thống đo rung SKF.

Thời gian phản hồi ≤ 24 giờ tại các thị trường trọng điểm.

13. Dịch vụ chuyên sâu của ETEK trong sửa chữa điện gió

13.1 Quy trình tiêu chuẩn quốc tế

ETEK áp dụng quy trình sửa chữa điện gió theo các tiêu chuẩn IEC 61400 và ISO 9001:

Đánh giá tình trạng tuabin bằng drone inspection (camera nhiệt, 4K zoom quang học).
Lập báo cáo chi tiết về mức độ hư hỏng: cấp độ 1 (bề mặt), cấp độ 2 (kết cấu) và cấp độ 3 (nguy cơ gãy cánh).
Lập kế hoạch sửa chữa: lựa chọn phương án thay cánh quạt, sửa hộp số hay xử lý lỗi bộ biến tần phù hợp, giảm thiểu thời gian dừng máy.

Mỗi tuabin được quản lý theo hồ sơ kỹ thuật số, cập nhật tất cả chỉ số rung động, nhiệt độ, dòng điện, dữ liệu bảo dưỡng.

13.2 Công nghệ và thiết bị chuyên dụng

ETEK sở hữu nhiều thiết bị tiên tiến phục vụ sửa chữa điện gió:

Hệ thống cẩu lắp động cơ và hộp số tải trọng 600–1.200 tấn.
Máy cân chỉnh laser trục, độ chính xác 0,01 mm/m.
Thiết bị phân tích dầu hộp số onsite theo chuẩn ISO 4406.
Bộ phân tích lỗi IGBT và board mạch của bộ biến tần với khả năng mô phỏng dòng ngắn mạch.

Việc sử dụng thiết bị chuẩn quốc tế giúp đảm bảo chất lượng và giảm MTTR < 48 giờ cho từng sự cố.

13.3 Đội ngũ kỹ thuật và phạm vi hoạt động

ETEK có hơn 150 kỹ sư và chuyên viên vận hành được đào tạo tại châu Âu và Nhật Bản. Chúng tôi có khả năng triển khai tại:

Đông Nam Á: Việt Nam, Thái Lan, Philippines
Trung Đông: UAE, Oman, Qatar
Châu Phi: Nam Phi, Kenya

Sự linh hoạt trong nhân sự giúp chúng tôi phản ứng nhanh tại nhiều khu vực khác nhau.

14. Các thương hiệu quốc tế theo phân khúc sản phẩm

Tùy theo nhu cầu sửa chữa điện gió, ETEK cung cấp linh kiện chính hãng từ các thương hiệu uy tín:

14.1 Phân khúc cao cấp

Siemens Gamesa (cánh quạt, bộ điều khiển tuabin)
ZF Wind Power (hộp số)
ABB (bộ biến tần, module IGBT)

Các sản phẩm này đạt chứng nhận IEC, UL, CE, phù hợp dự án yêu cầu tuổi thọ 20–25 năm.

14.2 Phân khúc trung cấp

Vestas (cánh quạt và hệ thống pitch)
Winergy (hộp số)
Schneider Electric (biến tần, relay bảo vệ)

Đây là lựa chọn cân bằng giữa chi phí đầu tư và độ bền.

14.3 Phân khúc phổ thông

Goldwind (cánh quạt)
Nanjing High Speed (hộp số)
INVT (biến tần, driver)

Giải pháp phù hợp cho các dự án cần triển khai nhanh với ngân sách tối ưu.

15. Cam kết chất lượng của ETEK

15.1 Chỉ số hiệu quả vận hành

ETEK cam kết các tuabin sau khi sửa chữa điện gió đạt:

Availability ≥ 98% trong 12 tháng tiếp theo.
Giảm tỷ lệ sự cố hộp số xuống < 2%/năm.
Giảm tỷ lệ lỗi bộ biến tần xuống < 3%/năm.

Các chỉ số được đo và báo cáo minh bạch thông qua hệ thống SCADA kết nối từ xa.

15.2 Hỗ trợ 24/7 và linh kiện sẵn kho

ETEK duy trì kho linh kiện dự phòng trị giá hơn 5 triệu USD, bao gồm cánh quạt, module IGBT, bạc đạn hộp số, cảm biến yaw/pitch. Điều này giúp giảm thời gian chờ linh kiện xuống < 3 ngày.

Đội kỹ sư trực 24/7 tại khu vực Đông Nam Á, Trung Đông và châu Phi sẵn sàng đáp ứng yêu cầu trong vòng 24 giờ.

16. Tổng kết

Sửa chữa điện gió là công tác bắt buộc nhằm bảo đảm độ tin cậy và hiệu quả kinh tế cho các dự án năng lượng tái tạo. Bảy phương án nêu trên, bao gồm thay cánh quạt, sửa hộp số, xử lý lỗi bộ biến tần, giúp doanh nghiệp giảm thời gian dừng máy, tiết kiệm chi phí và duy trì sản lượng điện hàng năm (AEP) tối ưu.

Với năng lực triển khai quốc tế, thiết bị chuyên dụng, quy trình chuẩn IEC và đội ngũ kỹ thuật 24/7, ETEK cam kết là đối tác chiến lược trong việc nâng cao hiệu suất và tuổi thọ tuabin điện gió.

Bài viết liên quan: