赵铮
国华（科左中旗）风电有限公司 内蒙古通辽市 028000
摘要：现如今，随着多个百万千瓦级风电场的陆续开建，陆上风电进入4.0时代。而海上风电也迈入大容量高速发展阶段，风电场的日常检修和维护工作就显得尤为关键，同时合理的检修和维护工作也是保障风电机组能够持续稳定的重要因素。通过对机组进行日常检修，我们能够有效掌握风电机组当前的运行情况，了解机组各个零部件的运行状况是否存在问题，拟定出针对这一机组的维护计划，在问题产生的初期就采取合理的维修策略，以避免损害加剧，造成对人身安全的危害或财产损失。本文分析了风电机组的常见故障和诊断方法，并针对问题提出对应的检修和故障处理策略，有助于保证风电机组的安全运行，确保机组可利用率和发电场经济效益的提升。
关键词：风电机组；检修维护；故障处理
引言
上个世纪九十年代，我国风电才开始进行建设，在之后的几年，我国深刻地认识到风电在社会经济当中所起到的重要作用，从装备制造到风电场的建设制定了很多优惠政策，大力鼓励发展风电产业，目前已涌现几十家风电设备整机制造企业和一大批与整机配套的零部件制造企业。2005年，可再生能源法的落实，我国风电产业开始实现快速发展。装机容量不断增长，各个地区的风电场逐渐形成规模，风电机组的规模也在不断扩大。据统计，我国风电机组的装机容量从2001年的400MW快速增长到2018年的210GW，预计到2020年全国风电机组累计装机容量将达到330GW，带来的风电运维服务需求达到十几万台风机。风电的快速发展给风电设备制造业带来了巨大的市场机会，风电企业取得长足发展的同时，也面临着严重的运维困局。随着机组的服役年限增长，近年来风机事故频发，风机起火、倒塔、叶片断裂等越来越多的问题暴露出来，由于机组零部件的多样性和复杂性，其运行维护仍旧困难重重。
1风电机组的常见故障和诊断方法
1.1齿轮箱常见故障及诊断方法
齿轮箱位于机舱内。这一部件是双馈机组传动链的重要构成部分之一，用于连接主轴和发电机。齿轮箱通常组成结构和受力状况较为复杂，尤其是在不同的运行条件和载荷下工作时，易于产生失效的状况。这一部件常见的故障可分为齿轮故障和轴承故障。其中，常见的齿轮故障有：断齿、齿面疲劳、粘着等；轴承故障有：磨损、点蚀、裂纹、表面剥落等。轴承是齿轮箱的重要部件，如果在运行中出现故障，往往会对齿轮箱造成巨大的破坏。振动监测是当前最为有效且使用最多的检测方法，是衡量齿轮和轴承是否正常运行的主要指标。而在日常维修中，需要对齿轮箱管路、中心孔、端盖、冷却器等进行密封性检查，观察是否存在漏油及损坏情况。定期还要打开齿轮箱观察孔或使用内窥镜，检查喷油管流速及喷油量是否变小、检查排气管开裂及弯折情况、定期效验传感器及振动测试，同时齿轮箱弹性支承也是重点检查的地方。和主控、变桨、变流器等电器设备的不同，齿轮箱、电机等机械部件的日常维护和保养更为重要。
1.2发电机常见故障及诊断方法
发电机属于风电机组的核心部件，其主要功能是把旋转机械能转化为电能，并持续向电气系统供应电力。由于近年来我国风电机组容量不断增大，发电机的尺寸也逐渐增大，这就对发电机的密封保护造成了困难。发电机在各种工况和电磁条件下持续工作较易发生问题。这一部件常见的故障主要有：发电机振动过大、轴承过热、转子/定子线圈短路、转子棒断裂和绝缘损坏。据文献统计，在全部的发电机故障中，轴承故障率达到百分之四十，定子故障率达到百分之三十八，而其他故障率则为百分之二十二。按照发电机的故障特征，通常所使用的诊断方式一般是从转子/定子电流信号、电压情况和输出功率反馈等进行分析。
1.3液压系统故障
液压泵不能正常工作有可能是液压泵损坏，相应的控制器出现故障，或者是部分油管堵塞使相关断路器出现跳闸。
液压系统出现故障后，应该首先检查油泵电机的控制线路，确认是否有接线松动或者油泵电机损坏的情况。排除这两种情况后，可以判断为油管堵塞造成的故障。
2风电机组的检修和故障处理策略
2.1风电机组的电气维护
在进行电气维护前，必须确认机组处于停机维护模式。首先要检查控制柜内所有断路器能否快速分断。断路器分断出现延迟或者不能分断现象时，应及时更换。维护频度为每年一次。
然后再检查变流器、发电机和各控制柜内散热风扇噪音振动、风量情况。如果风扇的噪音或振动较大时，则应及时更换对IGBT散热模块进行清洁，用压缩空气对模块便面可能积累的异物沉积进行清理，以免影响散热效果。维护频度为每年一次。
2.2检修方式的选择
按照风电机组可能产生的故障类型，我们可将之分为早期故障、意外故障以及损失故障。根据故障检修方式的差异，我们可将诊断方式分为日常检修、定期维护以及故障后维修。在机组使用的初期，故障率往往很高。此时的故障通常是因为设计和制造缺陷所导致的，但亦可能是由于工作人员的维护不合理所造成的。为解决这一问题，应加强对风机日常检修的检查，及时发现隐患，尽早处理。在风电机组通过240测试后，风电机组的运行逐步趋于稳定。运维人员应严格执行维护计划，定期对风机进行维护，特别是齿轮箱、偏航系统、导电轨、固定螺栓等机械设备的检查维护。在风电机组运行的第二年，运维人员因根据平时维护中设备故障率，建立备件储备制度，减少无设备更换造成的停机时间。在风电机组运行的第三年，风电机组已经进入稳定运行阶段。运维人员应当针对该风场特点，建立起日常检修、定检维保。对各种类型故障进行检查和修理，消除设备可能存在的故障隐患。在风电机组投入运行五年后，风电机组的大部件逐步开始出现老化、异响、漏油、振动等异常情况。此时需要在日常检修、定维的基础上，增加精细化检修，对风电机组进行全面的体检，避免小的隐患变成重大事故。
2.3定期维护计划定制化设计
目前90%的风电场是根据机组制造商提供的维护清单制定机组定期维护计划，但机组制造商维护标准缺乏针对性，定期维护工作时间长，人力、物力投入大，由于机组工况不均衡，经常出现过度维护或欠维护的情况，造成人员浪费和发电量的损失。各风电场地理环境差异大，不同风电场的风向变化频率、环境温度、湿度、污秽等级、空气腐蚀性、湍流等都有较大区别。不同的工作环境，部件的寿命、系统的协调性等是不一样的。因此制定维护策略时还要考虑到不同的使用环境，同一型号风力发电机组的故障特点不同。同一风电场风电机组因为部署位置不同，各系统工作强度千差万别。技术人员应依据风电场的实际环境、机组运行实际情况等适当扩大维护范围或提高维护标准，对每个风电场甚至每台风电机组制定特别检查项目，避免风电机组的维护出现了“水土不服”的情况。
结语
风机在运行过程中会遇到各种故障，将直接影响电厂的发电量和供电质量，从而影响电厂的运行成本和经济。同时，由于风电机组的运行环境比较恶劣，因此在实际工作中，要尽可能预防风电机组故障的发生，保证风电机组的稳定运行。随着风电机组的并网数量不断增加，在风电机组的故障诊断和分析方面还需要进行大量工作，这是一项长期而艰巨的任务，也是一种研究的新趋势，具有现实的经济意义。
参考文献
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