風電機組的日常檢修維護與故障處理淺析

吉學帥

摘 要：近年來，在世界范圍內能源消耗現象日益嚴重，各國環境問題日益突出，在此情況下，我國在發展過程中，大力倡導可持續發展戰略，將綠色能源作為能源發展的重點。結合風力發電技術的應用情況來看，近年來該項技術水平不斷提高，并且有大規模發展潛力，是一種能夠提供大量電能的可再生能源技術，從長遠角度來看，此項技術可能會成為我國發展過程中重要的代替能源。但是目前我國風力發電事業還處于起步階段。

關鍵詞：風電機組;日常檢修維護;故障處理

引 言

我國的可持續發展戰略不斷深入推進，對于一些能源工程的建設也是愈加重視，特別是發揮著重要作用的電力能源來說更是發展的重點，而對應的發電廠建設的規模也越來越大，數量也在逐年提升，為我國各項工程的建設和人民的日常生活需求提供有力的能源保證。但是作為區別于傳統火力發電的風力發電，它的普及和發展速度都是極其迅速的，帶來的效果與作用也是不可估量的。然而在快速發展的現狀之下依然存在著許多的不足與缺陷，比如相關管理制度不夠完善、電廠的工作人員專業素養沒有達到標準等等，因為這些因素的影響，從而對風力發電站整體的工作效率和所要發揮的作用產生一個抑制的效果。所以不斷改善和發展風電站，為工程建設提供一個穩定的保障。

1、風電機組的常見故障和診斷方法

1.1主控系統。主控系統作為風電機組的核心部件之一，其主要是通過發送邏輯判斷與動作指令的方式控制風機的正常穩定運行。經過深入的調查研究發現，當前最常見的風電機組控制系統主要以PLC模塊化設計和背板總線連接方式為主。雖然這種控制方式的應用為風電機組的高效運轉提供了強有力的技術支持，但是由于這種控制方式在實際應用的過程中，電子器件經常因為受到外部因素的影響而出現各種各樣的故障。比如，模塊本身出現的數字量或者模擬量信號輸入輸出不正常、模塊指示燈熄滅等故障。針對此類故障的處理，維修人員主要采取刷新程序或者直接更換元器件的方式。另外，針對風電機組運行過程中出現的外部故障的診斷和維修，維修人員主要是借助后臺監控SCADA系統中發出的報警提示，迅速的確定外部器件的故障部位，然后采取相應的措施予以處理。

1.2齒輪箱。齒輪箱是雙饋風電機組傳動鏈的重要組成部分之一，其主要發揮著連接主軸與發電機的重要作用。維修人員在日常檢修齒輪箱時，不僅要充分重視齒輪箱管路、端蓋、中心孔、冷卻器等各個部位密封性的檢查，同時還應仔細的觀察齒輪箱是否出現了漏油或者損壞的情況。定期的代開齒輪箱觀察孔或者使用內窺鏡等工具，檢查齒輪箱的噴油管流速以及噴油量的大小，避免因為齒輪箱出現故障影響到風電機組的正常穩定運行。

1.3變槳系統。變槳系統不僅是風電機組最重要的執行機構，而且是影響風機系統轉速控制效率以及風能利用率高低的關鍵因素。變槳系統作為一種旋轉不見，其對于輪轂內的螺栓和器件設備的力矩以及連接緊固性都提出了嚴格的要求，所以也就增加了變槳系統發生故障的幾率。為了確保風電機組的正常穩定運行，維修人員在日常檢修過程中，必須嚴格的按照要求做好變槳系統輪轂內部件故障的檢查工作。

1.4發電機。發電機作為風電機組不可或缺的核心部件，其主要發揮著將旋轉機械能轉化為電能以及持續向電氣系統供應電力資源的重要作用。隨著我國風電機組裝機容量的不斷增加，風電機組發電機的尺寸也越來越大，這些問題都在一定程度上增加了發電機密封保護工作的難度。由于發電機在不同工況或者電磁條件下持續工作的過程中會出現發電機振動過大、軸承發熱、轉子棒斷裂、絕緣損壞等各方問題，所以加強發電機日常檢修與維護工作的力度，及時的發現和解決發電機運行過程中出現的問題，對于風電發電機組運行效率的提高有著極大的促進作用。

1.5葉片。葉片是風力發電系統中吸收風能的關鍵部件。一般情況下，葉片都是由纖維增強復合材料制成的。風電企業針對葉片進行的檢測，主要是通過分析材料在不同應力環境中應力變化故障的方式，利用紅外成像檢測設備，準確的判斷葉片是否存在問題。由于葉片表面出現裂紋、剝落等問題的話，都會影響到熱輻射能量的分布，所以，工作人員借助紅外成像檢測方法，準確的檢測和分析零部件表面出現的裂紋，就可以及時的發現風電機組運行過程中葉片出現的故障。然后采取積極有效的措施進行維修，確保風電機組的安全穩定運行不受影響。另外，如果在檢查過程中發現葉片表面出現脫落現象的話，工作人員應該先用膠粘貼牢固脫落部位，并在確定其粘結牢固后打磨葉片，使其與原葉片形狀保持一致。

2、風電機組的日常檢修維護與故障處理

2.1選擇采集系統和進行軟件設計。數據采集系統主要是將各種傳感器的信號通過A/D轉換成可以接受的信號，并將信號發送回數據存儲模塊。采集板卡具有各異的工作方式，巡回采集、同步采集是常用的兩種。前一種即采集卡遵循相應規則，針對性地采集各路信號。后一種即進行采集卡經多路通道，對于信號進行同時的收取。在實際應用中，采用同步采集的方式，可以更好地完成對風電機組的監測。在落實設計軟件方面上，系統的軟件模塊關鍵性的構成部分就是故障診斷模塊、信號預處理模塊、特征提取模塊、輔助功能模塊。開發此軟件時，需要采取面向對象的編程技術，以及建立在MFC的單文檔多視圖框架結構基礎上，落實界面設計，確保具有良好的保密性、安全性。

2.2風電機組故障診斷重要方面。首先，測取振動信號。這項工作主要在測量機組啟動加速以及并網發電期間進行，需要測量不同的振動監測點和周圍振動的狀態。機組加速期間臨界轉速區時，對于機組振動超標的情況進行仔細的觀察，包括主軸和齒輪箱等等。如果轉速到達臨界值，則會增加轉子共振振幅，可能由于軸系質量失衡而出現超標問題，可作重要的評價機組振動的依據。高轉速區時，可以讓風電機組實現并網發電的效果，對于齒輪箱以及主軸、發電機振動頻率展開分析，掌握住有無在正常的振動狀態中。其次，對于振動信號進行分析。分析振動信號就是分析振動參數，主要采取趨勢圖、波德圖、頻譜圖等。其中，波德圖主要可以反映出風電機組啟動加速期間，齒輪箱以及主軸同發電機組振動狀態，可以精準的表現出臨界轉速區的振動現象。頻譜圖可以直觀有效地反映出機組部件的相關特性情況。趨勢圖可以反映機組運行以來的振動變化情況。最后，故障診斷。風電機組的損壞問題，涉及到了齒面的磨損、軸承磨損以及松動、齒輪斷裂等等。如果是初期的磨損，則振動信號內可以直接的反映出振動狀態，依照信號頻譜，可以對于特征頻率展開分析，進而得到診斷故障的結果。在故障的中后期階段，受損位置出現較長的一段時間內重新的磨合，所以會降低振動特征信號以及增強噪音，具有相對平穩的溫度反應。所以，振動監測診斷對預警早中期的故障問題意義巨大，需要及時的依照故障的實際情況，實施針對性的維修。

結束語

電力供應是事關民生的一項大事，而對于風電站機組日常檢修與維護則是保證供電正常的必然要求與基礎，所以這就要求相關的風電站在建設時就必須要保證一個穩定的質量要求，同時在電站運行時也要遵循相關規定與要求，不斷提高工作人員的專業知識技能培養與專業知識的學習，嚴格遵守每天對于風電站工作機組的認真檢修與維護，從細節上避免問題故障的發生。可以定期的去檢修一些大型設備的工作狀況，日常維護一些線路運輸，保證供電通暢。通過對以上問題的分析，希望可以對風電站管理運行維護提供一定的參考。

參考文獻

[1] 鄭浩康.風電變流器的性能對風電機組發電量的影響分析[A].中共沈陽市委、沈陽市人民政府、沈陽市科學技術協會，2019