風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安全管理與運行維護(hù)

烏云

摘要：風(fēng)力發(fā)電設(shè)備是風(fēng)力發(fā)電的基礎(chǔ)，必須以安全生產(chǎn)為基礎(chǔ)，因為只有確保風(fēng)力發(fā)電廠的電氣設(shè)備運行安全和穩(wěn)定才能夠更好地推動其可持續(xù)發(fā)展。基于此，本文對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安全運行現(xiàn)狀、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安全運行影響因素以及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安全管理與運行維護(hù)的措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電設(shè)備;安全管理;運行維護(hù)

目前能源需求的緊張現(xiàn)象越來越明顯，所以，在世界范圍內(nèi)對新型能源探索和研究日益增多，旨在替代傳統(tǒng)能源，緩解當(dāng)前能源緊張的情況。其中，我國是風(fēng)力能源的大國，目前，對于風(fēng)力能源的研究與轉(zhuǎn)化工作已經(jīng)在積極開展，風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展迅猛，所以，將風(fēng)力能源作為新型能源，已逐漸成為緩解能源緊張的關(guān)鍵途徑之一。

1 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安全運行現(xiàn)狀

因風(fēng)力發(fā)電環(huán)境多處于高原地區(qū)和沿海地區(qū)，其氣候特征和地理特點對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安全運行的影響不可忽視。此外，風(fēng)力發(fā)電基站為單一離散式、全線集控方式。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安全管理和運行維護(hù)需克服復(fù)雜的地理位置、多變的氣候環(huán)境，這對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和運行維護(hù)人員都是極大的考驗。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的工作原理為，風(fēng)輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再由主軸、齒輪箱等傳動系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組連接，發(fā)電機(jī)組在機(jī)械能驅(qū)動下輸出電能。設(shè)備包括葉片、風(fēng)輪、傳動裝置、對風(fēng)裝置、發(fā)電機(jī)組、塔架以及高低壓控制柜等。極易出現(xiàn)問題的設(shè)備多與使用地理環(huán)境和氣候有極大關(guān)聯(lián)。例如，高原地區(qū)進(jìn)入十月后多為風(fēng)雪天氣，葉片和風(fēng)輪存在冰凍現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組停機(jī)或不規(guī)律運轉(zhuǎn)，無法保證電能質(zhì)量，也會影響設(shè)備的使用壽命。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備管理運行維護(hù)工作執(zhí)行者和設(shè)備安全管理和運行維護(hù)人員，因知識儲備和技能水平限制，使得各類制度不夠全面。維護(hù)人員不能嚴(yán)格遵守規(guī)定進(jìn)行操作，且不夠重視風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的管理和維護(hù)，缺乏對復(fù)雜工作環(huán)境的工作信心和積極性。特別在暴風(fēng)雪環(huán)境下，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備需要及時維修時，人員不敢承擔(dān)維修工作，致使風(fēng)力發(fā)電設(shè)備吊線而影響發(fā)電質(zhì)量。

2 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安全運行影響因素分析

2.1 運行環(huán)境惡劣

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運行的過程中由于設(shè)備長期處于野外露天的環(huán)境，其工作環(huán)境非常得惡劣。同時風(fēng)力資源并不是人為能夠控制的，因此在一些極端惡劣的天氣情況下，就會遇到機(jī)組承載超負(fù)荷的情況。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運行安全隨時可能會受到周圍環(huán)境的影響，為了確保發(fā)電機(jī)組的質(zhì)量，就需要加強(qiáng)對發(fā)電機(jī)組的科學(xué)實驗分析。通過對發(fā)電機(jī)組材料的耐高溫、耐低溫、耐腐蝕等性能進(jìn)行合理的分析，檢測之后保證發(fā)電機(jī)組的使用壽命以及使用安全。

2.2 振動故障

振動故障是風(fēng)力發(fā)電機(jī)常見故障之一，造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)異常振動的原因主要有3個。第一，風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家資質(zhì)不過關(guān)，品控存在問題。在前期生產(chǎn)設(shè)計階段以及后期出廠品控階段，沒有嚴(yán)格把控設(shè)計以及品控兩大關(guān)，導(dǎo)致投入市場的風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在質(zhì)量問題。使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)投用后部分部件出現(xiàn)磨損，最終出現(xiàn)異常振動。第二，風(fēng)力發(fā)電機(jī)運維工作不到位，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪\維工作標(biāo)準(zhǔn)。運維工作人員維護(hù)能力不足，在維護(hù)工作中不能全面有效發(fā)現(xiàn)故障問題，維修工作操作不規(guī)范等。第三，風(fēng)力發(fā)電機(jī)長期使用后，沒有定期更換構(gòu)件、零件，造成磨損。

3 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安全管理與運行維護(hù)的措施

3.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)運行維護(hù)

風(fēng)電機(jī)組是各風(fēng)電基地站最核心的機(jī)電設(shè)備。它的性能和運行維護(hù)直接影響到風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。一般情況下，通過定期維護(hù)和日常維護(hù)，查找故障，消除安全隱患，降低故障發(fā)生率，提高在線安全運行時間，保證風(fēng)電機(jī)組的工作效率和發(fā)電質(zhì)量。

風(fēng)電機(jī)組常見故障有：傳動部件間嚴(yán)重卡阻或摩擦;長期運行固定螺栓緊固松動或螺栓剪切不均勻;液壓系統(tǒng)泄漏;各種傳感器損壞或電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)不靈敏等。

風(fēng)電機(jī)組的安全管理和運行維護(hù)主要集中在定期維護(hù)和故障排除上。其中，傳動部件間的潤滑和卡澀、固定螺釘?shù)木o固檢查、功能驗證、液壓系統(tǒng)檢查、傳感器和電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)等均包含在定期維護(hù)中。定期維修不應(yīng)流于形式。對風(fēng)機(jī)各部件進(jìn)行認(rèn)真檢查和判斷，發(fā)現(xiàn)問題及時更換或修理。故障應(yīng)急維修是指在風(fēng)機(jī)運行出現(xiàn)故障時，及時進(jìn)行現(xiàn)場故障排除。首先，觀察故障表現(xiàn)，如電機(jī)抖動、液壓損失等，迅速初步確定故障原因，停機(jī)檢修，及時更換損壞部件，及時檢查和糾正電路接線短路或接線端子松動或電控系統(tǒng)受環(huán)境影響的情況。為了快速更換零部件，易損易耗件應(yīng)存放在風(fēng)力發(fā)電基地站或由維修人員攜帶。檢修工作結(jié)束后，應(yīng)及時記錄故障點和解決方法，清理檢修現(xiàn)場，確保設(shè)備完好率，為下次類似故障提供快速可靠的解決方案。

3.2 接地線安裝

在安裝電氣設(shè)備的過程中，接地線的主要目的就是可以避免設(shè)備維修工作人員在斷電操作中出現(xiàn)安全事故。因此，最關(guān)鍵的就是把接地線安置于設(shè)備有可能來電或者是可能外泄的位置。另外，在開展接地線安裝與拆卸操作的過程中，需要重視接地端鏈接與操作順序，應(yīng)該在安裝過程中首先裝設(shè)接地端，而在拆裝的時候則需要對導(dǎo)體端進(jìn)行操作，一定要根據(jù)以上順序進(jìn)行，否則就會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。與此同時，安裝時不應(yīng)該走錯間隔，這樣就能夠避免誤碰隔離情況的發(fā)生。但是，值得注意的是，需要在關(guān)鍵場所懸掛標(biāo)識牌，否則會出現(xiàn)嚴(yán)重的安全問題。詳細(xì)地講，就是要在停電設(shè)備表面標(biāo)志出安全距離，并且設(shè)立臨時遮攔屏障，并明確其與帶電設(shè)備距離的最小安全數(shù)值。

3.3 變頻器運行維護(hù)

變頻器作為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的電控設(shè)備，應(yīng)用原理為：當(dāng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時，變頻器從電網(wǎng)交流電變成直流電存儲到基站電容，再轉(zhuǎn)變成交流電送至發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子;反之，亦然。它的應(yīng)用優(yōu)勢是可變槳調(diào)節(jié)，優(yōu)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(dǎo)致變頻器故障排除時間長，影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運行質(zhì)量。以溫度故障排查為例，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)出現(xiàn)冷卻風(fēng)扇不工作、冷卻循環(huán)泵不打壓、有對應(yīng)的故障代碼時，可判定是因變頻器溫度過高導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)。解決措施：（1）排查冷卻風(fēng)扇風(fēng)葉是否損壞和電機(jī)電源是否有欠壓現(xiàn)象;（2）檢查冷卻循環(huán)泵電機(jī)及其密封性。一般冷卻液散熱片損壞，冷卻電機(jī)無電源輸入，或電機(jī)內(nèi)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(jī)，同時對供電電源做冗余處理。

3.4 建立健全電氣設(shè)備運行管理制度

在風(fēng)力發(fā)電廠中需要積極地建立健全與安全生產(chǎn)相關(guān)的規(guī)章和制度，進(jìn)而為其高效運行提供有力保障。因此，風(fēng)力發(fā)電廠需要積極地開展制度建設(shè)的工作，對各操作規(guī)程予以詳細(xì)的規(guī)定，保證工作人員能夠有據(jù)可查。而在規(guī)章制度的約束之下，所有的工作人員都能夠按照操作步驟來開展工作，確保所有電氣設(shè)備金屬外殼接地，具備完整保護(hù)裝置等等。而對于較高的電氣設(shè)施，則應(yīng)該安裝避雷裝置，一旦出現(xiàn)電力故障，應(yīng)該停電再對其進(jìn)行修理，盡可能地縮小停電的范圍。

4 結(jié)束語

綜上所述，我國風(fēng)電起步晚，技術(shù)發(fā)展速度快，行業(yè)缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這勢必給運維帶來一定壓力，隨著我國風(fēng)電裝機(jī)數(shù)量超過十萬臺，運行規(guī)模的增長，未提高風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運行水平還需要做好日常維護(hù)、風(fēng)險排查、檢修管理等工作。

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