風力發電設備無損檢測技術分析

張鵬程　劉萬喜

摘 要 在電力事業及科學技術的快速發展背景下，無損檢測技術被廣泛應用到發電設備檢修領域中，對提高設備檢修效果起到了較好的積極影響作用。而風力發電作為我國可再生能源的重要部分，將無損檢測技術應用到風力發電設備檢測中，能夠保證風力發電設備的高效運行，為我國風力發電事業的發展提供有力支持。本文就從監控風電系統運行狀態、檢測電子設備及發電機、檢測發電機設備、無損檢測塔筒、評估齒輪箱等多個方面進行分析，便于充分發揮無損檢測技術在風里發電設備檢測中的應用價值，為我國風力發電事業的發展提高有力保障。

關鍵詞 風力發電 發電設備 無損檢測技術

近年來，隨著我國電力事業的持續發展，我國越來越重視對各種可再生能源的利用，尤其對風能、太陽能等清潔型能源的開發力度不斷提高。在這種情況下，各個地區都加快了風力發電廠的建設步伐，但是在風力發電設備的運行過程中，很容易出現各種各樣的設備故障問題，既影響到風力發電系統的正常工作，也容易造成一些不必要的安全事故。為保證風力發電設備的穩定運行，需要充分利用無損檢測技術使風力發電設備的故障隱患得到及時發現，使風力發電設備處于更加安全、穩定的運行環境。通過對風力發電設備無損檢測技術進行深入分析，有利于提供可靠的參考依據，使相關人員能夠更好地將無損檢測技術運用到風力發電設備檢測中，促進風力發電事業的可持續發展。

一、監控風力發電系統運行狀態

由于風力發電系統的電網接口比較復雜，普遍都是利用在線檢測技術及集成性技術對設備運行的可靠性進行評定。在無線傳感網絡中，將無線通信技術、傳感器技術、嵌入式技術、分布處理技術合理運用到風電系統監控中，各個節點都能夠在信息采集和計算的基礎上，與外界進行通信。[1]根據現狀來看，無損檢測技術在監控風力發電系統運行狀態中的應用體現在以下幾個方面：一是監控結構健康及無損技術應用提出的紅外成像技術。二是以監控技術模型為基礎，檢測極端環境下的系統線老化及腐蝕現象。三是對不同的電子系統變流器進行評估比較，將成像檢測技術使用到發電機檢測中，若是發現異常問題，采取有效措施進行處理。

此外，為保證風力發電系統檢測技術的高效性及準確性，需要做好以下幾項工作：一是為解決無線傳感器能力及寬帶方面的問題，需要加快研發傳感器網絡、成像技術及傳感技術。二是為確保數據能夠適應各種環境，需要利用近海、內陸等環境構建分層網絡平臺，加強對特殊環境下通信魯棒性的研究。三是對數據進行合理采集、壓縮和優化，提高數據傳輸的效率，調整采樣周期，加強對數據容錯技術及數據結構技術的研究。四是研發符合系統路由的路由協議及MAC協議，對數據的采樣周期及傳輸速率進行優化，防止出現活鎖、死鎖等不良狀況。五是加強信噪比及其他無損數據信號的處理。

二、風力發電設備無損檢測技術的具體應用分析

（一）檢測電子設備及發電機

在進行風力發電設備檢測工作的時候，需要對電力電子及電池的可靠性進行仔細檢測。在風力發電機將風能轉化成電能的時候，需要借助主軸、葉輪及齒輪箱的作用，而風力機的葉片具有一定的彈性，受到風載荷作用的影響形成一定的彈性力、慣性力及空氣動力，整個過程具有交變性及隨機性等特點。其次，由于風力發電機組很容易受到各種因素的影響，造成電機及機艙的振動，若是電機及機艙的振動幅度及振動頻率過大，將直接影響到風力發電機的穩定運行。一般在電機的運行過程中，電機故障無法被及時檢測出來，且電力電子中的電流經過半導體器件會出現較大的功率損失，進而出現發熱情況，導致電力電子無法正常工作。同時，在工作電壓及載流能力逐漸增加的情況下，電子設備的可靠性及穩定性會受到溫度系統及檢測系統的不利影響。[2]在這種情況下，需要加強對在線檢測技術的研究，根據實際情況將無損檢測技術合理運用到風力發電設備檢測中。

（二）檢測發電機設備

在發電機設備的運行過程中，通過主軸、齒輪箱等設備使發電機能夠對風能進行轉化，使其成為電能。但是發電機的葉片具有一定的彈性，以致葉片承受的慣性及動力都具有一定的隨機性，這就很容易造成電機內部的顫振問題。若是電機內部的顫振體現出發散性的特點，那么就會對風力機造成破壞；若是電機內部的顫振幅度或顫振頻率過大，未能滿足設計要求，勢必就會給風機運行帶來較大的安全隱患。根據現狀來看，發電機設備的檢測方式有以下幾種：一是通過電磁傳感器、熱成像技術及掃地雷達技術對其進行無損檢測。二是利用模態分析及振動分析相結合的方式，檢測系統的使用壽命及穩定性。

三、結語

在風力發電設備的無損檢測工作時，很容易受到各種因素的不利影響，導致設備檢測的準確性無法得到保障。同時，不同傳感器所提供的數據信息存在一定差異，這就進一步增加了設備檢測的難度。因此，在進行風力發電設備無損檢測的時候，需要對葉片檢測系統重量進行控制，提高系統整體魯棒性，綜合比較不同的檢測方法，對各種類型的傳感器信息進行集成化，便于在健康狀態下對風力發電系統進行評估。

（張鵬程單位為沈陽吉地安檢測有限公司；劉萬喜單位為沈陽吉地安風電科技有限公司）

參考文獻

[1] 王培培.確保產品質量的無損檢測技術[N].世界金屬導報，2019-04-02.

[2] 辛博然.風力發電設備無損檢測技術分析[J].現代制造技術與裝備，2019（02）：133-134.

[3] 張尚書.基于機械設備維修中無損檢測技術的應用分析[J].科學技術創新，2019（02）：192-193.

[4] 闞凱.機械設備維修中無損檢測技術的實踐應用[J].內燃機與配件，2017（22）：68-69.