風力發電設備安全管理與運行維護

吳 超

（寧夏鹽池馬斯特風力發電有限公司，寧夏 吳忠 751500）

1 風力發電設備安全運行現狀

因風力發電環境多處于高原地區和沿海地區，其氣候特征和地理特點對風力發電設備安全運行的影響不可忽視。此外，風力發電基站為單一離散式、全線集控方式。風力發電設備安全管理和運行維護需克服復雜的地理位置、多變的氣候環境，這對風力發電設備和運行維護人員都是極大的考驗。風力發電設備的工作原理為，風輪將風能轉化為機械能，再由主軸、齒輪箱等傳動系統與發電機組連接，發電機組在機械能驅動下輸出電能。設備包括葉片、風輪、傳動裝置、對風裝置、發電機組、塔架以及高低壓控制柜等。極易出現問題的設備多與使用地理環境和氣候有極大關聯。例如，高原地區進入十月后多為風雪天氣，葉片和風輪存在冰凍現象，導致發電機組停機或不規律運轉，無法保證電能質量，也會影響設備的使用壽命。

2 風力發電設備安全管理與運行維護

2.1 基礎性改進設計

由于風力發電站的底端基礎物質直徑稍微偏小且放置深度不夠深，致使維持挺拔高度不夠，從而風力發電裝置高塔會傾倒。另外，安裝風力發電裝置所處地基的土質也可以直接決定傾倒能力與程度。當然因臺風原因導致的風力發電機的基礎處破壞也時有發生。根據計劃規定的維護周期對風電機進行維護，完成維護項目，將風力發電機的可能故障與損壞程度降到最小。維護方法主要是涉及定期定點檢修維修、及時更換出現故障的零件或者部件、調整各部件至標準狀態的工作模式、或者遠程在線監測機組的運行狀態。

2.2 加強設備巡檢管理

系統的運行狀況取決于控制系統軟硬件的應用情況，在風力發電機組運行時，工作人員必須在控制室內對各個機組的運行情況進行嚴密監控，并對其運行參數進行準確記錄，定期到運行現場進行巡檢，以確保風機葉片正常運行，系統運行無異響。將軟硬件系統的檢查納入到日常檢查項目當中，定期進行系統軟件參數的測定，加強設備的維護與檢修工作，從主動預防入手，減少設備故障問題的發生。同時，要制定設備巡檢操作標準，確保檢查后將檢查情況詳細記錄于檢修臺賬之上，并對具體的檢查情況加以分析與總結，以便于日后保養與維修工作的查閱與參考。

2.3 變頻器運行維護

變頻器作為風力發電設備中的電控設備，應用原理為：當風輪轉速低于設定值時，變頻器從電網交流電變成直流電存儲到基站電容，再轉變成交流電送至發動機轉子；反之，亦然。它的應用優勢是可變槳調節，優化電能。常見變頻器故障包括過電流故障、過載故障、過壓故障以及溫度故障等，但因變頻器種類和形式較多，其故障代碼不一，解決措施不一。維修人員若掌握不熟悉，將導致變頻器故障排除時間長，影響風力發電機組的運行質量。以溫度故障排查為例，當風力發電機并網出現冷卻風扇不工作、冷卻循環泵不打壓、有對應的故障代碼時，可判定是因變頻器溫度過高導致設備停機。解決措施：①排查冷卻風扇風葉是否損壞和電機電源是否有欠壓現象；②檢查冷卻循環泵電機及其密封性。一般冷卻液散熱片損壞，冷卻電機無電源輸入，或電機內損壞情況較多。排查故障原因后，及時更換新的散熱片或電機，同時對供電電源做冗余處理。

2.4 風力發電機運行維護

風力發電機是每個風力發電基站最核心的機電設備，其性能好壞和運行維護好壞直接影響風力發電電能質量和運行經濟效益。一般開展定期檢修和日常維護來發現故障，排除安全隱患，減少故障發生率，提高在線安全運行時間，確保風力發電機的工作效率和發電質量。風力發電機常見故障包括：傳動部件間卡阻或摩擦嚴重；固定螺栓緊固性隨長時間運行變得松動或螺栓受力不均被剪切；液壓系統有滲漏現象；各類傳感器破損或電氣執行元件動作不靈敏等。風力發電機安全管理與運行維護重點在定期檢修維護和故障應急排除維護。其中，傳動部件間潤滑卡阻、固定螺絲緊固性檢查、功能性驗證、液壓系統檢查、傳感器和電氣執行元件均列入定期檢修。定期檢修杜絕流于形式，應對風力發電機的每個部件進行細致檢查判斷，發現問題及時更換或維修。故障應急維護是指在風機運行出現故障時及時到現場就地排查處理，應先觀察故障表現形式，如電機抖動、液壓失壓等，快速初步判定故障原因停車檢修，及時更換損壞的零部件，及時排查更正電路接線短接或接線端子松動或電控系統受環境影響的情況。為了能快速更換零部件，易損件和消耗件應在風力發電基站內常備或需檢修人員攜帶。檢修維護工作完成后，應及時記錄故障點、解決措施，清理維修現場，確保設備完好率，為下次同類故障提供快速可靠的解決方法。

3 結語

風力發電設備是風力發電的基礎，必須以安全生產為基礎，以設備安全管理和運行維護為側重點，以快速診斷和排查隱患為檢修手段，同時各類作業指導書力求做到有效防控和快速解決，確保風力發電設備在線安全運行，提升風力發電電量和企業經濟效益，為社會提供安全、可靠的電能。