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论述风电场电气设备中机组的运行维护

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：陈博良

[导读] 摘要：风力发电技术是新能源技术的重要组成部分，风力发电机组（下称“机组”）是风电场在进行风力发电时需要应用到的重要设备，其主要的作用就是将风能转化为电能。

        广东粤电湛江风力发电有限公司广东湛江 524005
        摘要：风力发电技术是新能源技术的重要组成部分，风力发电机组（下称“机组”）是风电场在进行风力发电时需要应用到的重要设备，其主要的作用就是将风能转化为电能。而机组在长时间的应用过程中，很容易出现故障或者损坏的情况，这就会对风力发电的效率产生影响。为了避免这种情况的出现，一定要重视对机组的运行维护工作，定期对设备进行检修和维护，使其保持在良好的运行状态，保证风力发电的质量和效率。
        关键词：风电场；电气设备；机组；运行维护
        引言
        在当前社会，电力资源已被广泛应用于人们的生活。电力资源作为清洁能源，受到社会各方面的广泛关注。随着我国对电力发展的投入不断加大，风力发电技术现已得到了较为稳定的发展。但我国风电行业起步较晚，一些体系仍不够完善，相关设备无法满足人们的需求。因此，应针对当前存在的问题，制定相应的计划，保证机组运行稳定。
        一、机组运行中存在的故障问题
        1.1机组叶片故障
        叶片是整个机组的重要组件之一，其作用非常大，叶片的好坏可以影响到机组的基础性能及发电效能。实际上，机组的叶片经常性的发生故障，即机组叶片故障问题占据整个故障发生原因的30%。
        1.2齿轮故障
        风电场电气设备中的齿轮故障大部分是由人为疏忽因素造成的。如齿轮未定期检查，齿轮中出现个别齿轮断裂，降低了传动性能，同时断裂的齿轮也有可能出现卡槽的现象；齿轮中出现金属腐蚀现象，在长期的运转中，齿轮不断被腐蚀磨损变得圆润缺少，导致传动滑失；未及时补充润滑油或未定期更换润滑油，或者使用劣质齿轮油，这些因素也容易造成齿轮故障。此外，齿面胶合也是齿轮运转中容易发生的常见现象，齿轮在长期高温运作下，齿轮间的润滑油流失，在高温高压的状态下，齿轮间会留下印迹，齿轮之间会相互“粘住”，印迹会破坏齿轮的形态，从而影响齿轮的运转与传递。
        1.3机组变流器运行异常
        机组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。机组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。
        二、风电场电气设备中机组运行故障处理措施
        2.1机组叶片故障的处理措施
        机组叶片故障一旦发生，机组就要停止运行机组，然后迅速地进行机组叶片的故障排除工作。如果没能有效排除机组叶片故障，就要进行具体的机组叶片的更换，进一步消除机组叶片故障问题。但是这样风力发电厂的经济成本就会大幅度的提升。
        2.2机组变流器运行异常的处理措施
        通过定期维修能够及时发现机组存在的变流器运行故障，进而采取恰当的方法进行处理。由于机组变流器运行异常的原因主要有散热不均，因此可对局部过热现象进行关注，对冷却风扇进行清洁、吹灰、打机油等维护保养工作。
        2.3机组振动异常的处理措施
        在进行风力发电过程中，出现了异常振动噪声，那么其识别和消除振动噪声的位置不容忽视，应予以重视。如果传输系统出现了故障，那么应对温度和振动等情况进行相应的检查，防止问题的发生，并对已出现的故障进行及时处理，确保风力发电正常，满足相应的要求。

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        三、风电场电气设备中机组的维护管理策略与运行发展方向
        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定期维护基础计划
        大部分的风电场定期维护策略，是依据机组制造商提供的维护清单制定机组定期维护计划，该维护计划是机组维护的基础维护。风电场工作人员按照维护计划规定的维护周期完成所有要求的维护项目，将风电机组的故障和损坏减小到最少。维护工作内容主要包括叶轮、发电机、塔架、机舱、控制系统、轴承、液压润滑系统和在线振动监测系统等的维护。该维护策略主要是定点定期主动检修或者重新更换预计可能出现故障的零部件，调整风电机组各个部件的工作状态到标准状态，是预防性的维护方式。
        3.3 做好控制系统的稳定工作
        控制系统在工作中会受到其他因素的干扰，除了工程设计本身得到缺陷外，能够影响控制系统的可能是硬件设施，电源的配置、接地点位置、系统的输入端和输出端，这些硬件设置的安装都会影响控制系统，进行硬件配置时应该进行整体布局，采取合理的方案减少硬件问题对控制系统的影响。同时也应该减少其他干扰信号，对信号进行管理分类和识别，在未来风电场电气设备的发展中，应该设置闭环控制系统，通过处理输出的偏差数据来对系统进行调控，这种反馈调节系统可以根据统计记录风的速度、频率等物理量来分析数据，通过分析数据既可以达到控制设备的作用，又可以达到起到实现自动化管理。设置控制站，建立控制系统，把输入处理、输出处理等设备进行合理安置，构建好的控制站具有操作员功能，工程师功能，通信功能，通过开发建设这些控制技术，将在一定程度上减少人力资源。通过控制系统建立的电气控制系统可以根据不同的设备和不同的控制方法进行控制，如继电器接触器控制，触点控制，可编程控制等。电气控制系统考虑到运用的环境，应该尽量避免过于复杂，工程系统设计应该兼具安全、方便、简洁的特点。
        3.4提高机组运行维护技术
        传统的检修技术一般以被动检修为主，电机发生故障后才会有人前去修理。为了保证电机运行效率和工作质量，必须变被动为主动，这就要求工作人员仔细观察电机的运行情况，了解机组的运行状态，发现问题及时处理。同时，在机组运行过程中，还要定期对润滑系统进行维护，利用一些仪表仪器对机组进行温度、振动测量，以保证机组的整体稳定性。此外，听机组的声音也是一种较好的检查方式，一般有一定工作经验的技术人员都可以通过声音判断是否为异常状况。
        四、结束语
        综上所述，随着风力发电场的不断增加，相关人员更要重视机组的运行维护工作，一旦机组经过长久的运行，就会比较容易发生故障，这样一来就会严重的制约的风电场的发电效率。因此，为了避免这样的状况出现，就需要相关工作人员重视机组的运行与维护，对机组进行定时的维保工作，才能够可以让其正常工作，以确保风力发电的品质。
        参考文献：
        [1]风电场电气设备中机组的维护[J].刘万洋.黑龙江科技信息.2015（23）
        [2]高海拔环境对风力发电电气设备性能的影响及应对措施[J].王鑫，倪彬彬，汤桂荣，张镇滔.电气时代.2016（02）
        [3]对于风电场电气设备中机组的运行维护的措施[J].董鲁川.电子测试.2016（24）
        [4]机组组控制及运行维护技术研究[J].谢佳奇.通讯世界.2018（05）