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风电场电气设备中风力发电机的运行与维护白宗丙

发表时间：2020/4/9 来源：《电力设备》2019年第23期作者：白宗丙

[导读] 摘要：由于我国可持续发展战略的有效实施，对于清洁可持续使用的风能越来越重视。风电行业取得了不小的成就，各项技术也趋向于成熟。

        （国投青海风电有限公司青海格尔木 816000）
        摘要：由于我国可持续发展战略的有效实施，对于清洁可持续使用的风能越来越重视。风电行业取得了不小的成就，各项技术也趋向于成熟。然而与其他发达国家相比较，我国的风电行业发展仍然处于落后状态，存在很大出的发展空间，在实际运行过程中，风力发电机存在着不少故障，如果不能对其进行有效的维护，就会给整个风电行业的发展造成一定的制约作用。面对这种现状，相关人员必须要加大对风力发电机的运行维护，减少故障出现的几率，进而不断促进风电场的安全、可靠运行。
        关键词：风电事业；风力发电机；运行维护
        一、风场电气设备中风力发电机的运行维护现状
        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.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。齿轮故障是造成较大故障的前兆，加强做好齿轮故障的检修与防范，可以有效减少风电场电气设备的故障发生率。
        二、风力发电机运行维护的策略探讨
        1.不断提高风力发电机运行维护技术
        在对风力发电机进行维护时，必须要加强检修技术的提升，首先要注意观察，比如观察风力发电机内的梯子和安全平台连接是否牢固，风力发电机的控制柜内电缆线有无松动、有无异味、是否存在夹板移位等现象，液压站的表计压力有无异常，旋转部件及转动部件间有无磨损或者失效现象等。其次要注意听风力发电机运行时的声音，通过声音的异常情况来确认发电机是否出现故障，比如注意听控制柜里是否有放电的声音，如果出现了放电的声音，则可以确定是控制柜中有接线端子接触不良，应该要对这些接线端子进行重点检查；还可以听齿轮箱、发电机轴承等是否有异常情况，听发电机风机的叶片在切风时有没有异常的响声。第三，对润滑系统进行维护，风力发电机的润滑系统对发电机的运行效率有很大影响，主要有稀油润滑和干油润滑两种润滑方式。其中，风力发电机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱上主要用稀油润滑方式，对于这部分的维护，主要是采用采样化验和补加润滑油的方式，确保齿轮箱以及偏航减速齿轮箱上有足够的润滑油。对于发电机的偏航轴承、发电机轴承、偏航齿轮等部位，则一般使用甘油润滑的方式，由于这些零器件在运行时很容易出现高温，高温会导致润滑油的质量出现问题，所以在运行维护的时候要对这些润滑油进行检测，进行补加和更换。另外，在对基本的故障进行检测只会，要对工作现场进行清理，对机电设备进行清洁，便于下一次观察各种故障情况。

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        2.完善检修管理制度
        2.1完善风力发电机检测维修流程；风力发电机检测维修过程中必须要建立一套完善的管理流程，使得风力发电机的维修以及检测维修工作可以有条不紊的进行。在风力发电机的管理过程中，正常的顺序是对风力发电机的各个元件和线路进行检测，一旦发现风力发电机的某些部分出现问题，则要对线路的承受能力进行检验，如果确定线路或者元件不能再继续使用，则要进行更换，如果维修之后通过质量检验，则可以再次投入使用。检测顺序一般是对局部故障进行检测，然后对整个线路网络进行检测和维修。
        2.2加强定期维护制度的完善；在风力发电机的运行维护过程中，应该要做好定期维护检查，主要检查风力发电机的联接件，尤其是检查螺栓力矩，使得发电机的各个传动部件之间的润滑性能以及各项测试功能得到有力保障。由于风力发电机运行过程中有很大的震动，因此螺栓容易出现松动，因此必须要定期对风力发电机的螺栓紧固情况进行检测，在对螺栓进行紧固检查时，要避开风力发电机的高出力季节，一般可以将其安排在夏季进行。另外，还应该要对定期维护的时间和方案进行确定，比如要制定专业的检修方案，检修人员要按照相应的规范进行检修管理。在检修方案中，要体现检修时间、检修项目、检修结果检验等多个方面，使得风力发电机的检修质量不断提升。
        2.3加强检修人员的业务技能水平的提升，解决技术问题在风力发电机的运行维修过程中，检修人员的业务技能水平是影响风力发电机安全性和运行效率的重要因素，比如日常运行过程中风力发电机的各个零器件是否出现了故障，凭借工作经验可以看出，但是由于检修人员的业务技能水平还不够高，因此在日常工作中可能不能及时发现问题所在，等到问题严重时再进行维修，将会导致风力发电机的正常运营受到影响。因此在日常工作中，风电场应该要加强对风力发电机检修人员的业务技能水平的培养，不仅要加强对业务技能的培训，使得他们能够掌握更多基本的维修机巧，能够对一些简单的故障进行及时辨别和处理，防止问题扩大化。此外，还应该加强对检修人员的责任意识的培养，使得他们能够在日常工作中对各种风力发电机的检修工作保持更强的责任意识和态度，及时进行检测与维修，对各种故障问题进行积极有效地解决。
        3.防雷维护
        当前，现代防雷保护技术已经形成了成熟的技术体系。对于风力发电机组的防雷保护而言，需要综合的保护体系，包括外部保护系统和内部保护系统。在设备上要运用接闪器、引下线、接地系统、电位连接、电涌保护、屏蔽措施等。在技术上要运用维护系统、检测系统、防雷装置技术等。只有在硬件和软件两方面都做好工作，才能确保防雷保护系统的协调运行，达到最好的防雷效果。在运行维护工作中，要针对风力发电机组的特点开展。风力发电机组整体由大型钢构部件组成，如遭到雷击，整体电位瞬间抬升，机体上的瞬态电击能达到上万伏特的级别，因此一般采用共用接地体。这是维护工作的重点对象之一。
        三、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]张鼎甲.浅谈风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].企业技术开发，2011，30(21):34-35.
        [2]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):49-49.
        [3]路旭伟.关于如何提高风机运行维护水平,降本增效的研究[J].内燃机与配件,2017(20):92-93.