风力发电设备安全保护技术研究

风力发电设备安全保护技术研究

董俊

内蒙古华电新能源分公司 内蒙古呼和浩特市 010010

摘要：高速的经济发展伴随着对能源的过度开发，当前面临着严重的能源危机，我们开始关注风能、太阳能等清洁能源的使用。因为这些能源具有绿色、环保的特点，能够得到多次循环使用，就能够缓解当前的能源危机，为此降低了对能源的浪费现象。而对风能的利用主要是用于风力发电之中，这也是我国目前最成熟、规模最大、最具发展前景的一个项目。因为风能具有无污染、可再生的特点，在社会的发展过程中受到了各行各业的青睐。风力发电必然会运用到一些机械设备，风力发电的安全稳定要求必须保证设备的安全运行，我们就要对风力发电设备的安全保护技术展开研究，消除发电设备中存在的安全隐患。为此本文就分析了风力发电设备的工作原理，探究影响风力发电设备安全运行的因素，从而提出了风力发电设备安全保护技术的应用对策。

        关键词：风力发电；设备运行；安全保护技术；影响因素；应用

一、风力发电设备常见故障及措施

1.1气候以及地理环境影响

现阶段风力发电厂通常都建立在偏远地区，比如高海拔地区以及沿海地区。由于夏季沿海地区经常会遭受强风暴雨的侵袭，高原地区在冬季也会有大雪的侵扰，这些状况都会对风力发电设备产生较大的危险影响。当情况边严重的时候，还会影响到风力发电设备的使用年限。此外，这种危险的环境还对让风力发电设备里的金属部件产生腐蚀，致使金属结构件出现损毁，进一步影响到风力发电设备整体的稳定性。安全管理和运行维护措施需要对风力发电设备的叶片、齿轮、轴承等一些机械金属结构进行检查，以确定是否存在腐蚀或变形等各种情况[1]。另外，还应该根据风力发电设备本身的功率输出曲线来对环境的判断。因为对风力发电设备的科学调整，会影响到按期检查的周期和维护的力度。所以应该对风力发电设备安装的位置和环境进行检查，选择适当的发电设备和材料，减少材料因为环境因素对风力发电站运转产生的影响。

1.2风力发电机运行维护

风力发电机是许多风力发电基站里面最关键的机电设备，它的性能和运行维护将影响到风力发电本身的电能质量和在运行期间的将经济效益。风力发电机常见的问题主要有有传动部件严重堵塞或摩擦；由于长时间的使用，因此出现螺栓松动或螺栓切割不均匀；液压系统泄漏；各种传感器损坏或电动执行器不灵敏。风力发电机组安全管理和运行维护的核心是需要对紧急故障进行定期维护和排除。这这里面，传动部件之间的润滑堵塞和拧紧螺钉的拧紧检查是日常生活中需要检查和维护的主要内容。

1.3变频器运行维护

风力发电电气控制设备属于变频器。它使用的详细原理是当风轮转速和设定值不足时，变频器在电网中由交流转换为直流，存储在基站电容中，然后通过交流送至电机转子。逆变器常见的故障问题包含了过流故障、过载故障、过压故障和温度故障。由于逆变器的类型和形式多种多样，因此在故障编码和具体处理方案上会有很大的差异。用温度故障诊断作为例子，当风力发电机与电网冷却山停止工作之后，冷却循环泵不能被有效控制，并且它对应的故障代码引发风力发电设备也主要是由于逆变器本身的温度高。处理方法：检查冷却风电机的叶片有没有损坏，电机电源有没有欠压；检查冷却循环泵电机和它本身的密封性。在排查完故障原因之后，及时更换新的散热器和电机，而且可以做完对电源多余的处理。

二、风力发电设备运维管理工作中的相关注意事项

2.1频发过电压

海上风电变压器在实际运行过程中经常受到过电压的影响，主要有运行过电压、短时过电压、雷击过电压和超快瞬态过电压。经常发生的故障是超高速瞬态过电压，该电压的频率通常是100kHz ~ 50MHz。这种情况会导致电压迅速出现并导致绝缘击穿，因此在设置和安装风电变压器时需要考虑极快的瞬态过电压。

2.2负载谐波电流

风力发电系统中增加的非线性负荷主要包括变频器、发电机和断路器等。在实际运行中也可能出现谐波。这部分累积的谐波是连续叠加的。当谐波本身不属于基频时，系统本身的峰值电压和电流会增加。除产生谐波外，通过PWM电压源逆变器还经常产生一些破坏性的谐波。风力发电变压器经常受到非正弦负载电流和谐波的负面影响。谐波的危害是增加变压器自身的涡流损耗和杂散损耗。由于绕组丝的电流涡流和循环电流，会产生额外的电流，最终会产生发热。因此，这部分热量必须通过设置附加冷却装置来处理，以防止绝缘过早老化和变压器局部过热。

2.3三防处理

在设计和选择风力发电变压器时，有必要采取更实际的措施，使部件的边角尽可能的圆角化。在这种形式下，零件的边角可以保持表面的光滑，避免不平整的发生。尽量减少接缝，另外，还需要注意到在缝隙当中可能会出现腐蚀现象的部位，对其进行密封和土层保护；并且使用科学技术减少产生的压力，防止产生压力；由于这些零部件非常容易受到损坏，因此需要及时对它进行维修[5]。一旦出现了问题，就应该马上选择科学恰当的材料进行更换，比如说耐腐蚀性强以及防止发霉的材料，确保金属质检的绝缘性，又或者把相同的金属材料镀在用一样的材料上面，让他们的电位相同；涂敷件应该选用理想的耐腐蚀性合金与不锈钢。表面处理是现阶段三防技术里面的重心，能够对变压器经常出现腐蚀的部位完成电镀、热喷涂和三防漆等一连串的处理。

三、风力发电设备安全管理

3.1 完善风力发电设备安全管理制度

风力发电企业要结合风力发电设备安全运行管理工作实际需求，积极完善与风力发电设备安全运行相关的管理制度，为风力发电设备安全、高效运行提供制度保障。基于此，风力发电企业要积极开展各类制度建设工作，针对风力发电设备各操作规程，进行全面、详细的规定，为相关工作人员规范操作提供保障。同时，风力发电企业所有工作人员在管理制度的约束下，可以严格按照风力发电设备规范操作步骤完全展开相关工作，便于及时发现风力发电设备运行中潜在的安全问题，采取针对性的措施加以解决，确保风力发电设备安全运行。针对一些普遍的故障或者使用问题，要组织技术工作人员进行研讨，制定出高效且有效的解决方案，以此有效提高安全管理质量和风力发电设备安全性能。

3.2 提高工作人员综合素质，高质高效开展安全管理工作

风力发电企业只有重视安全管理培训，不断提高安全管理人员的综合素质，为高质高效开展安全管理工作提供保障。首先，根据安全管理工作人员的工作性质，制定出不同的安全教育内容，帮助安全管理人员掌握正确的安全生产规定和操作方法，为及时消除安全工作中的潜在隐患提供保障。其次，根据安全管理工作人员的多样化需求，展开不同形式的安全教育，有效提高安全管理人员的安全意识，促使其自觉做好安全管理工作。需强调的是，为了保证安全教育培训效果，选择合适的安全教育材料也是一项十分重要的工作，要选择具有教育意义的典型安全材料，确保安全管理人员可以在系统的培训中，不断增强安全管理意识，保证风力发电设备安全运行。

结语：

因为在我国科技不断发展的过程之中，推动了各种新能源的利用，风力发电技术越来越成熟，规模也较大，能够为我们提供生产、生活所需要的电能，为此我们必须保证风力发电的安全稳定运行。所以本文就对影响其运行的因素展开了探究，并且分析风力发电设备的安全保护技术。要求要提高设备的安装质量，定期开展设备巡查管理工作，提前制定紧急状况下的应对措施，从而能够避免发电设备出现故障，发挥发电设备安全保护技术的作用，使风力发电设备安全运行。

参考文献：

[1]颜宁，刘健，马少华，赵海川.风力发电机组安全链故障模拟实验平台设计[J].实验技术与管理，2020，37（12）：126-129+135.

[2]王高杰.风力发电机组安全保护技术研究[J].应用能源技术，2020（11）：54-56.