浅谈对风力发电运行维护的认识

浅谈对风力发电运行维护的认识

刘腾飞

大唐三门峡风力发电有限公司 三门峡市 472000

摘要：近年来，经济快速发展，社会不断进步，现代社会能源供给方面，主要以石油、煤炭等化石能源为主，而这些化石能源不可再生，且大量使用后对生态环境产生严重的污染，同时会致使全球气温升高。而风力能源作为一种绿色能源，具有无污染、可再生等优势，是能源利用的主流趋势。文章以风力发电设备安全运行现状为切入点，在深入分析风力发电设备安全管理的基础上，探讨了风力发电设备运行维护，为风力发电设备安全、稳定运行提供重要参考。

关键词：风力发电；运行；维护

引言

现代社会的建设与发展，对能源的需求量不断加大，使得能源需求和能源供给矛盾进一步加剧，直接威胁到社会可持续发展。因此，世界范围内开始探索新型能源，以期运用新型能源代替传统化石能源，一方面缓解当下能源供求矛盾；另一方面有效解决传统化石能源大量使用带来的一系列问题，如污染、能源紧缺等。我国作为风力能源大国，近些年不断加大风力能源的研究和转化工作力度，风力发电事业也随之快速发展，极大地缓解了我国的能源压力。而风力发电设备在运行过程中，易发生一些故障，不仅无法高效转化风力能源，还会制约风力发电事业的进一步发展。基于此，本文通过分析风力发电设备安全运行现状，深入探讨风力发电设备安全管理与运行维护，具有十分重要的现实意义和实践价值。

1风力发电设备安全运行现状

因风力发电环境多处于高原地区和沿海地区，其气候特征和地理特点对风力发电设备安全运行的影响不可忽视。此外，风力发电基站为单一离散式、全线集控方式。风力发电设备安全管理和运行维护需克服复杂的地理位置、多变的气候环境，这对风力发电设备和运行维护人员都是极大的考验。风力发电设备的工作原理为，风轮将风能转化为机械能，再由主轴、齿轮箱等传动系统与发电机组连接，发电机组在机械能驱动下输出电能。设备包括叶片、风轮、传动装置、对风装置、发电机组、塔架以及高低压控制柜等。极易出现问题的设备多与使用地理环境和气候有极大关联。例如，高原地区进入十月后多为风雪天气，叶片和风轮存在冰冻现象，导致发电机组停机或不规律运转，无法保证电能质量，也会影响设备的使用寿命。风力发电设备管理运行维护工作执行者和设备安全管理和运行维护人员，因知识储备和技能水平限制，使得各类制度不够全面。维护人员不能严格遵守规定进行操作，且不够重视风力发电设备的管理和维护，缺乏对复杂工作环境的工作信心和积极性。特别在暴风雪环境下，风力发电设备需要及时维修时，人员不敢承担维修工作，致使风力发电设备掉线而影响发电质量。

2风力发电运行维护的措施

2.1风力发电机运行维护措施

风力发电机作为整个风力发电基站的核心设备之一，其性能好坏与运行维护直接影响风力发电设备运行效益。因此，加强风力发电机运行维护具有十分重要的现实意义。风力发电机运行过程中，常见故障具体包括如下几类：①传动部件间卡阻或者摩擦问题加重；②固定螺栓紧固性下降；③液压系统出现漏液问题；④各类传感器破损；⑤各结构元件动作不灵敏等。因此，风力发电设备运行维护中，要重点检修维护风力发电机故障易发生部位。首先，传动部件间润滑性、固定螺丝紧固性、液压系统和传感器等结构元件都要定期检修，且保证定期检修工作高质高效落实到位，通过全面检查风力发电机各个结构件的情况，及时发现问题和维修。其次，故障应急维护指的是风力发电机运行出现故障之后，及时到现场排查处理。这类故障排查之前，要尽快通过经验肉眼观察故障表现形式，如液压失压、电机抖动等，快速判断出故障发生原因，并及时停止运转风力发电机，更换损坏的零部件。为了快速完成零部件更换工作，维护工作人员要随身携带相关结构件，或者在风力发电基站常备易损坏件和消耗件的更换件。检修工作完成之后，维护工作人员要记录故障发生点、故障解决措施，并做好现场清理工作，为今后同类故障的解决提供快速有效的解决方案。

2.2日常维护检修

风力发电机组的运行维护工作，由远程操作与现场维护两部分构成。远程操作通过风力发电机组控制进行远程控制维护和故障排除。风力发电机组的电网电压、温度控制、网速适应等可以通过远程复位和自动复位进行维护。远程控制系统还能够对发电机组的运行参数进行自动收集，对风况数据、功率输出等进行收集和远距传输，为控制人员提供维护参考数据，实现日常远程维护。同时，系统还能够对机组故障进行分析，减少停机时间，提高机组利用率。而定期检修和日常维护工作及部分故障排除是需要到现场开展的。定期检修主要是检查风机联接件之间的螺栓力矩、传动部件的润滑测试，如发现问题要及时进行维护和修理，确保机组正常运行。日常维护则主要是针对风机内外部各部件进行检查维修，如安全平台、升降机、液压站、控制柜、刹车闸盘、轴承、风轮声音等方面，以及工作平台的清理等工作。日常维护有利于及时发现故障隐患，实施预防措施，提高设备的完好与稳定运行。

2.3加强对电路的维护和诊断

在风电场电气设备检测中对线路的检测非常重要。可以采用单元分割法进行线路的检测。根据风电场电气设备的结构和线路特点来进行划分，一般可以划分为电源系统、控制系统、执行系统、保护系统等。线路故障主要分为3种，三芯电缆中如果有芯线与地线相连了，其他两芯已经断路了，则会出现短路。如果集电线路出现故障时，需要检查保护继电保护组、风机、箱变。同时，也应该注意雷电暴雨天气对风机和电路的影响，在电气设备上应该加装避雷器，对可能突发的降雪霜冻天气应该采取适当的防范措施，在必要时可以采取停电方法进行融化，在需要融冰的线路上进行短线处理，产生局部高温，但在在操作过程中应该注意安全问题，操作过程应该配备专业的安全人员。在向线路输入电流时，变压器的出口必须配备低压保护装置，融冰线路的线径必须大于或等于短路线路和连接线路。另外，线路的在短路时通过的电流应该保持小于发电机的额定电流。在线路控制和检测、维护过程中应该严格遵守安全守则，按照电路规律进行操作。

2.4变频器运行维护

变频器作为风力发电设备中的电控设备，应用原理为：当风轮转速低于设定值时，变频器从电网交流电变成直流电存储到基站电容，再转变成交流电送至发动机转子；反之，亦然。它的应用优势是可变桨调节，优化电能。常见变频器故障包括过电流故障、过载故障、过压故障以及温度故障等，但因变频器种类和形式较多，其故障代码不一，解决措施不一。维修人员若掌握不熟悉，将导致变频器故障排除时间长，影响风力发电机组的运行质量。以温度故障排查为例，当风力发电机并网出现冷却风扇不工作、冷却循环泵不打压、有对应的故障代码时，可判定是因变频器温度过高导致设备停机。解决措施：①排查冷却风扇风叶是否损坏和电机电源是否有欠压现象；②检查冷却循环泵电机及其密封性。一般冷却液散热片损坏，冷却电机无电源输入，或电机内损坏情况较多。排查故障原因后，及时更换新的散热片或电机，同时对供电电源做冗余处理。

结语

风力发电机运行状态的好坏，直接影响着风力发电系统的运行效率，更直接关系到风力发电厂的经济效益。所以，应当加强对风力发电机的运行维护，减少风力发电机运行故障，确保风力发电机能够时刻保持良好的运行状态，充分体现运行维护的作用和意义。

参考文献

[1]何振源.风电场电气设备中风力发电机的运行维护研究[J].化工管理,2018(26):40-41.

[2]尹亚南,韩浩.风力发电机运行维护分析[J].现代工业经济和信息化,2017,7(20):67-68+73.

[3]赵国强.风力发电机的运行与维护[J].通信电源技术,2017,34(06):215-216.