风电场电气设备中风力发电机的运行维护策略

发表时间:2020/5/9   来源:《中国电业》2019年24期   作者: 孟立强
[导读] 在科学技术水平显著提升的背景下,许多新型发电技术被开发出来
         摘要:在科学技术水平显著提升的背景下,许多新型发电技术被开发出来,其中风力发电技术就是运用较为广泛的一种。主要介绍了风力发电机运行中经常出现的故障问题和管理维护问题,并就如何完善风力发电机的运行维护管理提出了建议,希望能够给风电厂的风力发电机运行维护管理提供参考。
         关键词:风力发电;风力发电机;运行维护
         引言
         风电场电气设备是由风力发电机组、箱式变压器、集电线路、主变压器以及配套的控制设备、无功补偿设备。目前我国主要的任务就是对这些构成设备进行管理与维护,风电场电气设备某些环节容易出现故障,比如机械摩擦过热、叶片损坏、齿轮故障、变压器故障等情况,这些都是风场电气设备中的常见问题。做好常见问题的维护与保养,将有效延长风电场电气设备的使用寿命,减少运行成本,提高经济效益。
         1风力发电机概述
         风力发电机的运行原理就是将风能转化为机械能,然后机械能会带动风力发电机的转子旋转,从而得到电能。风力发电机类型有很多,可以分为异步型、同步型、水平轴型以及垂直型四个类型。
         2风场电气设备中风力发电机的运行维护现状
         2.1电压问题
         在35kV电压下,继电保护的瞬时过一流一段、过流二段、过流三段、零序过流一段、零序过流二段、零序过流三段、母线差动等保护有很大的问题,在过电瞬间如果出现了弧光短路时容易构成闭合回路,这种闭合电路会造成线路的短路,短时间内的短路会烧坏线路,继电保护组在短时间内未发生保护作用,在短时间内可能产生线路起火、爆炸等情况。弧光短路简单来说就是空气变成了通电的导体,造成线路短路,温度过高。短路原因有很多,一些是自然因素造成的,另外一些是人为因素造成的。自然因素如动物啃咬、长期的电化学腐蚀导致绝缘材料破损,环境潮湿降低了材料绝缘性能等;人为因素如日常维护检查不到位,没有几时发现绝缘破损的地方,使用不合格的线路产品降低了材料的绝缘等级等。一般人为因素造成的短路原因居多。
         2.2异常振动
         导致风力发电机在运行过程中出现振动故障的原因主要有:第一,在对风力发电机进行设计的时候,没有全面考虑问题,导致风力发电机的设计存在质量问题,在运行的时候容易出现磨损、振动等故障。第二,通过长期的使用,风力发电机内部的一些构件出现老化、磨损等现象,如果没有对这些构件进行及时更换的话,那么必然会导致异常振动问题的发生。第三,在对风力发电机进行检查与维护的时候,相关工作人员没有严格按照相关规范标准来进行操作,导致风力发电机出现异常的振动。
         2.3风力发电机变流器运行异常
         风力发电机的重要组件还有变流器,其作用是可以控制不断变化的叶轮转速下输出端的电压,具体的控制原理其实就是保持变流器中电压幅度以及频率与电网电压幅度以及频率一致。风力发电机变流器运行异常的原因可以从散热不均来分析。现阶段的变流器散热方式有风冷、水冷两种形式。主要是针对变流器柜体进行散热,因为柜体的温度一旦过高,就会影响到内部的热敏感元件以及线路的稳定运行,导致变流器运行异常。变流器主要是通过断路器进一步实现阻断电流,达成短路保护功能的,因此要是出现变流器运行异常情况,就会影响断路保护功能的发挥。
         3风电场电气设备中风力发电机的维护管理策略
         3.1定期对设备进行润滑油和清洁的处理
         润滑油之于机械设备就像沙漠绿洲的水之于旅途中的骆驼,只有定时定量进行润滑油的护理,才能减少机械的磨损,提高风力发电的运作效率。

目前叶片根部、齿轮等方面都需要进行润滑油处理,维修护理人员应该定期对根部、齿轮的部分进行检测和护理,将不同时间安装的叶片做好维护登记、编号,每次根据叶片已经使用的时间进行不同程度的维护,主要通过观察法判断机械磨损的程度。在进行维护工作交接时,应该将之前登记的维护情况进行妥善保存,便于备查。同时,也需要对齿轮、砸盘和闸垫等部件进行适当的清理,在看见出现污垢渣尘不要大意,应该检查渣尘的来源,并根据滑油中的渣尘判断机械零件的磨损状况,在确保无重大问题之后,对滑油进行清理与更换,并记录好更换日期。
         3.2建设健全的运行维护管理办法
         在对风力发电机进行维保时,为了让管理办法可以落到实处,就要对其进行不断的完善。要对员工进行思想意识的培养,提升工作人员对于设备安全方面的认识,引导其能够自主的遵循各项管理办法,严格按照相关流程进行维保,绝对不偷工减料,要对待工作认真负责,这样能够有效提升发电机维保工作的品质。
         3.3风电机组运行状态在线监测
         近年来,国内外开始研究采用远程在线监测,对风电机组的运行状态进行实时监控。远程在线监测是通过在风电机组的发电机、主轴承、机舱、齿轮箱等多个部位安装传感器,采集产生的信号,然后由计算机进行分析,对风电机组实际状态进行判断,从而及时发现异常,有效保障机组的稳定运行。传感器在进行调试过程中,要选择合适位置,使其能采集到有效的、具有代表性的信号,从而更好反映风电机组的状态。信号采集到以后,要通过计算机对数据进行处理,并建立有效的模式识别数据库,通过数据的对比分析来判断风电机组的运行情况。通过远程在线监测,对采集的数据进行分析诊断,可预知即将损坏的部件,提前准备相关备件及专用工器具,并在无风期提前更换,及时消除故障隐患。从而提高机组完好率和利用率,提高机组维护工作质量和节省各种费用,减少电量损失,提高总体效益。
         3.4提高维护人员的技术水平
         在风力发电机的运行维护中,维护人员的综合素质水平以及专业技术水平直接影响着维护效果及维护效率,因此,提高维护人员的综合素质水平是非常有必要的。为了使维护人员的综合素质水平及专业技术水平得到有效提高,风力发电厂应当定期组织培训课程,对全体维护人员进行定期的培训与教育。同时,为了使培训效果得到有效的保障,还应当建立相应的考核制度与奖罚制度,定期对维护人员进行考核与评价,并根据考核评价的好坏,来对奖罚措施进行确定。此外,还可以将维护人员的工资水平与他们的考核成绩联系到一起,考核成绩高工资高,考核成绩低则工资低,这样能够有效激发维护人员的积极性。
         3.5制定完善的检修流程
         由于风力发电机中各个部件使用年限并不相同,而特定时间内各个部件也会出现不同的故障问题。基于此,相关的工作人员就要制定每一个部件的检修流程,严格按照相应的流程进行其维修工作,同时也要针对设备的检修项目、结果,做好相关的记录,以便后期工作人员查阅。
         结语
         我国的风电场电气设备中风力发电机的运行维护是风力发电事业中较为重要的环节,只有降低风力发电的损耗才能减少风力发电设备的维护成本,同时等于间接提高风力发电的工作效率。风力发电设备维护的工作人员应该不断总结工作经验,严格吸取教训,从不足中进行反思和改进。此外,风力发电设备的设计技术是风力发电的基础,未来风力设备的发展需要依赖成熟可靠的风力发电技术,在全球提倡可持续发展的环境下,风电场电气发电机最终会成为热门发电技术之一。
         参考文献
         [1]刁宇龙.风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].冶金丛刊,2017,(4):103,106.
         [2]董鲁川.对于风电场电气设备中风力发电机的运行维护的措施[J].电子测试,2016(12x):129-130.
         [3]王卫平,吕源源,黄亚伟.风电场电气设备中风力发电机的运行维护探讨[J].科学中国人,2017,(5):49.
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