摘要:我国经济建设的发展对于能源的需求日趋旺盛,近几年来,随着国内能源结构的调整,作为清洁能源的风能的重要性逐渐上升。由于风电场电气设备的建设质量与成本要求不高,所以风电场的建设适宜在风力资源丰富的地区大力推行,这既有利于促进资源的合理利用,走可持续与绿色环保的发展之路,也能够保证我国经济建设中的巨大能源需求。作为风力发电的主要零件,风力发电机能将风能转化为电能和机械能,但是在实际生产中,风力发电机时常处于超负荷的工作状态,由此会出现各种故障问题,所以对风电场电气设备中风力发电机的运行与维护进行深入研究,是十分有必要性的。
关键词:风电场;电气设备;风力发电机;运行维护;研究
前言
在新能源发电技术中,风力发电技术占有重要的地位,由于清洁能源的环保性,国家正在大力推广风力发电模式。风力发电机是风电场的主要组成部分,由转动装置、塔架、对风装置、传动动力装置以及发电机等多个构件组成。风力发电机的稳定运行关系着能源生产的安全和效率,重视风力发电机的维护与运行工作,不仅能够提高能源生产的社会效益和经济效益,还能够促进能源行业的绿色可持续发展。此外,重视风力发电机的维护与运行工作,解决风力发电机在实际运行中出现的常见故障问题,还有利于延长风力发电机的使用寿命,减少管理成本。
1 风电场电气设备中风力发电机的运行维护现状
?风力发电机运行过程中存在的主要故障
风力发电机在运行过程中出现的常见故障有以下三种:发电机异常振动、叶轮变桨和通讯故障和变流器故障。当发电机振动过大时,会导致其运行稳定性遭到破坏,零部件被损坏,甚至可能会造成大轴断裂,直接影响风电厂的安全生产和经济效益[1]。至于造成发电机异常振动的主要原因,则是因为发电机长期处于高速运转状态下从而导致的设备磨损。风力发电机叶片的质量影响着风力发电机的性能和工作效率,由于电机叶片工作时间长,又时常在极端天气下作业,因此故障率高,会造成极大的经济损失。变流器的主要作用是在叶轮转速变化的情况下,控制风电机组输出端电压与电网电压保持幅度和频率一致,且配合主控系统完成对风电机组功率的控制,但是市面上常见的变流器都没有设置断路器,在机组发生断路时,会产生极高电流从而破坏变流器性能[2]。不仅如此,因为变流器的维修成本高、维修周期长,必然会对风电场的正常运行和能源生产造成消极影响。
1.2 风力发电机运行过程中出现故障的原因
风力发电机运行过程中出现故障的主要原因有以下两种:维修管理人员的综合素质低和风力发电机的设计目的与生产要求不匹配。作为清洁能源之一,我国的风电产业才兴起不久,风电场电力设备的相关设计人员由于理念和技术层面的不成熟,致使在设计过程中出现了许多现实障碍和失误。简而言之,国内大部分风力发电机的设计目的符合不了风电场实际生产的需求,因为风力发电机生产商为了获取更大的经济利益,没有按照设计方案严格生产,使得风力发电机产品在后期使用过程中容易出现故障[3]。此外,风电场里了解发电机运行原理的技术人员稀少,难以满足风电场运行的正常需求,大部分技术人员的综合素质低、专业素养弱,难以及时发现并维修风力发电机在运行过程中出现的故障,后知后觉,使得设备故障渐趋严重,进一步造成了风电公司的经济损失。
2 风力发电机运行维护的优化策略
2.1 完善相关检修制度
在风力发电机的运行过程中,定期对其进行设备检修及养护,有利于使风力发电机相关设备的性能时刻处于优良的运行状态下,增加其使用寿命和工作效率。
相关人员在定期检修风力发电机时,理应全方面检查其电线和各种零部件,要对出现故障的零部件进行及时的更换。其次,相关检修人员要制定具体的检修方案和跟踪表,做好检修记录,详细记录每次检修的时间和结果,整理存档,方便日后查阅[4]。相关人员在对风力发电机的整体性能进行检修时,一定要确保所有故障都被维修完成后,才能再次重启。此外,相关人员在对风力发电机进行定期检修与维护的过程中,要建立健全管理机制,这有利于风电场保持良好的工作秩序。在检修过程中,相关人员还可以使用从局部到整体的检修方法,先检修局部故障,再检修整体故障。
2.2 提高设备维护人员的综合素质和专业素养
不可否认,设备维护人员的综合素质和专业素养直接影响着风力发电机的工作效率与风电场整体运行的安全性。如果设备维护人员的专业素养不过关,不仅无法保证风电场整体的正常运行,还会严重影响到能源生产。为了避免设备维护人员在工作中出现失误,给风力发电机的稳定运行留下安全隐患,风电场理应强化对设备维护人员工作能力的重视程度,定期举办技术性讲座,对其维修技术和专业素质进行培养。通过对风力发电机运行的相关理论和维修技术的培养,设备维护人员应该熟练掌握检修和养护技术,对风力发电机中存在的故障问题进行及时排查,对故障现象进行有效控制。此外,风电场还要提升设备维护人员的责任意识,使其对自己的工作负责,提升其工作积极性,保证运行维护工作的有效性[5]。
2.3 建立健全风力发电机的运行维护管理制度
首先,风电场要提升设备管理人员的设备安全意识,引导他们严格按照相关规章制度进行设备检修与养护。其次,风力发电机一般在100米高空的露天环境里连续运行,时常受到极端天气的影响,工况条件复杂,与风电场其他的地面设备相比,风力发电机的故障率相对更高,且难以及时发现,时常会出现小故障演变为重大安全事故的现象,因此设备维护人员在对风力发电机进行全面的检修养护时,一定要耐心细致。在检查叶轮时,要检查叶轮是否出现裂纹与磨损情况。在对轴承进行保养时,如果箱体出现漏油的情况,应该扭紧螺栓或者更换密封填料。在对定子和转子进行维护时,要保持绕组的干燥性,这有利于使风力发电机具有高度的绝缘性[6]。此外,设备维护人员要注意保持风力发电机表面的整洁性,定期清理风机内部的杂物和灰尘。
3 结语
综上所述,随着我国能源结构的转型,风力发电场的数量也不断增加,因此,相关管理人员一定要要加强对风力发电机运行维护工作的重视程度,学习国内外的理论基础和实践经验,建立健全自身的风力发电机设计、生产和维护制度。由于风力发电机严峻的高空作业环境,以及常年受到极端天气的影响,风力发电机在能源生产的过程中,存在着许多故障问题,风电场需要对设备维护人员进行有关维修技术和专业素质的培养,提高其综合能力,对风力发电机进行定期的设备检修和养护工作,以保证风力能源生产的正常运行,提高风电场整体的经济效益和社会效益。
参考文献
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[5]肖红军.风电场电气设备中风力发电机的运行维护措施[J].决策探索(中),2019(03):52.
[6]傅旸.对于风电场电气设备中风力发电机的运行维护的措施[J].科技资讯,2018,16(33):50+52.