風電場電氣設備中風力發電機的運行與維護

辛博然

摘 要：在我國當前發展建設過程中，風力發電是一種較為重要的發電形式，通過風力發電不僅可以保證城市巨大的供電量，而且符合當前綠水青山的生態環保理念。風力發電機是風力發電的主要部件，能將自然界的風能轉化為少部分的機械能和大量的電能。但目前，風力發電機在運行過程中仍存在較多問題。由此，本文首先分析風力發電機運行過程中存在的主要故障，然后探討出現故障的原因，最后提出風力發電機運行維護策略。

關鍵詞：風電場電氣設備;風力發電機;維護

中圖分類號：TM315 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）25-0134-02

Operation and Maintenance of Wind Turbines in Wind

Farm Electrical Equipment

XIN Boran

（Yunnan Mechanical and Electrical Vocational and Technical College，Kunming Yunnan 650000）

Abstract： In the current development and construction process of our country， wind power generation is a relatively important form of power generation. Through wind power generation， not only can we ensure the huge power supply of the city， but also conform to the current concept of green water and green mountains. Wind turbine is the main part of wind power generation， which can transform the natural wind energy into a small part of mechanical energy and a large number of electrical energy. But at present， there are still many problems in the operation of wind turbine. Therefore， this paper first analyzed the main faults in the operation of wind turbine， then discussed the causes of the faults， and finally put forward the operation and maintenance strategy of wind turbine.

Keywords： wind farm electrical equipment;wind turbine;maintenance

在當前社會，電力資源已被廣泛應用于人們的生活。電力資源作為清潔能源，受到社會各方面的廣泛關注。隨著我國對電力發展的投入不斷加大，風力發電技術現已得到了較為穩定的發展。但我國風力發電起步較晚，所以一些體系仍不夠完善，相關設備無法滿足人們的需求。因此，應針對當存在的問題，制訂相應的計劃，保證發電機運行穩定。

1 風力發電機運行過程中存在的主要故障

1.1 發電機葉片故障

風力發電機的葉片是發電機組的動力源泉，是風力發電機的重要組件之一，葉片的好壞直接影響整個機組的性能和發電效率[1]。由于風力發電機是依靠風力發電，因此風力發電機大多安裝在環境惡劣、海拔高、氣候復雜的地區，而葉片又在高空、全天候條件下工作，容易受到極端天氣的影響，故障率在整機中約占三分之一以上[2]。一旦葉片發生故障，整個機組就必須停止所有工作進行搶修，嚴重的還必須更換葉片，這會給風電場帶來極大的經濟損失。

1.2 變流器故障

變流器是風力發電機的重要組成部分，其主要作用是在葉輪轉速變化的情況下，控制風電機組輸出端電壓與電網電壓保持幅度和頻率一致，達到變速恒頻的目的，并且配合主控完成對風電機組功率的控制，且保證并網電能滿足電能質量的要求。目前，變流器散熱有風冷和水冷兩種方式，變流器柜體也是需要散熱的，變流器如果散熱效果不好，柜內溫度過高，會對里面的一些熱敏感元件或者線路產生一定影響。市面上的部分變流器并網回路未設置斷路器，不具備斷路保護功能，在機組發生斷路的情況下，電流是平常的幾倍，可能會發生拉弧燒毀或不能斷開的現象，最終對變流器造成更大損傷。當變流器發生故障時，維護成本高，備件的物流周期長，現場工作人員的工作量大，從一定程度上影響了風電場的正常工作。

1.3 發電機異常振動

發電機振動是評定電機質量的重要標志。當發電機振動過大時，會導致其運行穩定性遭到破壞，零部件被損壞，甚至可能會造成大軸斷裂，直接影響風電廠的安全生產和經濟效益。發電機出現異常振動的原因主要有以下幾種。首先，由于設計理念不同及加工技術與設計理念之間的差距，導致整個設計中存在不足，設計環節和加工環節脫節，從而引發一些參數問題，最終將導致發電機零部件存在質量和精度不良的問題，使發電機出現異常振動[3]。其次，發電機工作量巨大，要在短時間內產生巨大電量，需要極快的運轉速度，長時間處于這種運行狀態，必然會出現一定磨損，久而久之，發電機就會出現異常振動的現象。最后，在發電機運行和工作過程中，工作人員的維護和保養工作出現紕漏，或者是極端天氣的出現對發電機造成不可逆的損害。

2 風力發電機運行過程中出現故障的原因

2.1 設計與生產相脫節

由于我國風電產業剛剛興起，因此，在技術和理念層面還不夠成熟，導致設計人員在設計過程中遇到較多問題。此外，我國大部分行業的設計與生產是分開的。對生產商而言，其追求利益最大化。有時為了獲得最大利益，部分生產商并沒有嚴格按照設計方案進行生產，導致生產出的產品存在瑕疵。而這些存在問題的產品在后期使用過程中極易出現故障，從而影響風電企業的生產發展。

2.2 風力發電機維護管理人員能力不足

現如今，發電廠的工作人員包括管理人員、技術人員和工人。管理人員最少，經常忙于公司決策;技術人員負責發電機的日常維修工作;工人負責風力發電機的日常維護、清潔等工作。其中，真正了解風力發電機工作原理，且能夠處理各種突發狀況的是技術人員，但技術人員數量較少，難以滿足發電廠的需求。發電廠數量最多的是工人，與風力發電機接觸最多的也是工人，但其技術水平較低，工作能力不足，難以及時發現風力發電機存在的問題，多數人只能在發電機故障較為嚴重才能察覺，而這進一步加劇了故障的嚴重性。

3 風力發電機運行維護策略

3.1 提高風力發電機運行維護技術

傳統的檢修技術一般以被動檢修為主，電機發生故障后才會有人前去修理。為了保證電機運行效率和工作質量，必須變被動為主動，這就要求工作人員仔細觀察電機的運行情況，了解發電機的運行狀態，發現問題及時處理[4]。同時，在發電機運行過程中，還要定期對潤滑系統進行維護，以保證風力發電機的整體穩定性。此外，聽發電機的聲音也是一種較好的檢查方式，一般有一定工作經驗的技術人員都可以通過聲音判斷是否為異常振動。

3.2 制定完善的檢修流程

制定相關檢修流程是保證整體運行質量的關鍵。首先，確定檢修周期。每個部件的壽命都是有限的，因此，在特定的時間范圍內，出現問題的概率就比較大。其次，制定明確具體的檢修方案，設立具體的檢修標準，做好檢修記錄，詳細記錄每次檢修的時間、檢修項目、檢修結果等，方便查閱。對于經常出現的問題，在之后的檢查中要重點關注，對于技術上的難題，要積極學習，加強對工作人員業務技能的培訓。最后，由領導帶隊檢驗檢修結果，確保出現的問題得到有效解決。

4 結語

目前，風力發電的意義越來越突出。風力發電在中國尚未發展成熟，相關工作人員要不斷吸收國外經驗，建立自己的風力發電機設計、生產、運營、維護體系，健全責任監督體系，合理安排人力資源和技術資源，突破技術難關，使風力發電機的性能得到穩定發展，促使行業得到全面提升。

參考文獻：

[1]肖紅軍.風電場電氣設備中風力發電機的運行維護措施[J].決策探索（中），2019（3）：52.

[2]傅旸.對于風電場電氣設備中風力發電機的運行維護的措施[J].科技資訊，2018（33）：50，52.

[3]陳興華.風電場風力發電機的運行維護研究[J].城市建設理論研究（電子版），2018（27）：1.

[4]謝佳奇.風力發電機組控制及運行維護技術研究[J].通訊世界，2018（5）：196-197.