陈慧慧
大唐河南清洁能源有限责任公司、河南省郑州市 450000
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，由于在当代社会的发展中环境污染和能源消耗问题之间的矛盾变得越来越突出，而风力发电为解决该矛盾提供了一种可能。随着风力发电的快速发展，给风力发电设备的生产创造了巨大的市场机会，并逐步发展壮大。最终实现风电场长期稳定经营。
关键词：风力发电机组；故障；诊断技术
引言
风力发电的发展对能源污染问题起到了一定的缓解作用，随着风力发电机组的广泛运用，各类故障问题也接踵而至。基于此，文章探讨风力发电机组故障诊断技术，分析风力发电机组运行故障的主要形式，研究风力发电机组故障诊断技术的具体应用。
1风力发电机维护工作的必要性
风力发电机是风电场生产经营必不可少的一项电气设备，其性能、质量决定了风力发电机的产能效率。影响风电场经营效益的三大指标中包含风力发电机的性能以及质量两项要素。风力发电机的性能取决于其资质是否合格，质量取决于风力发电机的日常维护工作。风力发电机的维护工作就是其各部件的检修养护工作，包含风力发电机部件磨损状态、性能以及故障排除与维修等各方面工作。做好风力发电机维护工作，可以及时发现风力发电机的故障，能够采取措施解决问题，确保风力发电机稳定运行，保证风电场的经济效益以及生产安全。从全局看，风电场是目前我国能源事业以及其他相关行业发展不可缺少的一项重要产业。若风力发电机运行维护工作不到位，将会影响整个风电场行业发展。
2风力发电机组故障
2.1电机系统出现故障
风电机组系统故障的出现，主要是受系统所处环境条件的影响。由于作用机理的特殊性，风电机组往往都暴露在室外，在运行过程中难免会遇到沙尘、雨雪、大风等比较恶劣的天气条件，长期处于潮湿环境下，电机系统极易出现机械短路断路、轴承磨损过热等故障。与此同时，系统轴承磨损严重、内部温度过高等问题，也将在一定程度上导致设备故障停机。电机系统的稳定性，将对整个风电机组的工作效率及电能质量产生决定性影响。
2.2齿面磨损故障
风电机组的齿轮箱主要用于非自愿工作面上。主要表现为4种类型：①正常磨损，齿轮啮合时的齿面接触多为渐开线接触。除非达到默认使用寿命，否则它不会影响齿轮的正常运行；②在重负荷下损坏，在恶劣环境下长时间工作时，金属会因重负荷而受到中等程度的磨损，影响齿轮箱正常运行；③齿面失效，使齿轮振动、噪声；④腐蚀和异物损坏，一些细小颗粒会混入齿轮的啮合孔中，从而造成齿轮损坏。
2.3叶片故障
在风电场风速不断变化，风速范围0～30m/s，在某些地区，最大风速超过50m/s，叶片设计不当会受到各种冲击力的损坏，这直接影响叶片寿命。冲击力降低了叶片的刚度，从而导致应力损坏和结构疲劳，空气中长时间的腐蚀会降低叶片表面材料的疲劳强度，并导致表面破裂。如果随着时间的推移未发现裂纹，裂纹将逐渐增加，从而影响风轮的力，从而在主轴上造成不均匀的力，导致齿轮箱齿轮损坏和其他故障。通常，风力机在强风区域会长时间运行，因此风速和风向随时都在变化，这很容易使风力机叶轮受力变得不平衡。恶劣的天气（例如雨雪）可能导致叶片和轮毂腐蚀，使叶片和轮毂遭受空气损坏和失速振动损害。其中最严重的是叶片断裂。相对而言，叶轮的故障率相对较低。
3风力发电机组故障诊断技术
3.1对电网智能化进程进行不断推进
针对风力发电并网会冲击电力系统问题，在设计电网过程中，如果对风力发电机组的影响予以忽略，则极易造成继电保护装置出现误动现象，进而会对电网运行的稳定性造成严重影响。此外，在电网中融入风力发电机组以后，便会出现闪变、谐波问题，且会带来极为明显的消极影响。而将智能化设备融入电网中后，则能够有效解决以上问题，有助于风电系统稳定性的提高，促使风电并网能够更为通畅的运行。在我国电力行业发展中，智能化电网建设是一种必然趋势，通过建设智能化电网，能够有效转移窝电，能够将偏远地区的风能电力成果转移至用电需求更大的地区，降低资源浪费。
3.2振动监测技术的应用
振动监测技术常用于大型机械设备中，通过在设备中安装传感器，对风力机运行过程中所产生的速度、位移进行测定分析，从而实现对故障位置及故障类型的准确判断。在机械设备的实际运行过程中，内部的轴承、齿轮等部件会逐渐出现裂纹、剥落等状况，从而形成振动的激励源并以周期的形式表现在振动信号中。振动监测技术的原理就是通过对振动信号的时域、频域波形图进行记录，再与正常机组的振动信号进行对比，分析计算出故障的位置。振动监测技术具有较高的准确性，能够实现对机械故障的快速精准定位，因此广泛应用于风力发电机组的故障诊断工作中。
3.3齿面微腐控制
如果齿轮箱长时间处于润滑油不足状态，则齿面将与空气发生反应，从而在齿面上形成轻微的腐蚀。为了有效地控制齿表面的微腐蚀，首先检查齿轮箱润滑油的状况，油温是否过高以及润滑油中是否混有杂质等。以防止由于润滑油不足而引起的齿轮表面微腐蚀。因此，当齿轮箱不工作时，必须根据润滑条件进行强制润滑，并且必须检查润滑油的质量及其状态，防止润滑油变质。同时，请确保正常使用齿轮箱呼吸器，例如硅胶已变色。如果呼吸器的除湿功能失效，则必须及时更换。
3.4发电机故障诊断系统架构
风力发电机故障诊断过程是一个复杂的过程，包括信号采集、测量控制、HHT分析过程以及最终诊断结论。每个步骤都很重要，并形成一个完整的系统。在计算机的控制下，信号测量控制系统根据计算机的指令通过传感器接收每个风力机位置的振动信号，该振动信号是用于故障诊断的原始信号。收到振动信号后，需要进行时频分析以获取信号的特性，该过程首先执行信号持续时间扩展过程。目的是消除传统转换中的机翼端点问题，并获得信号极点的准确平均值。在确定值范围之后，请遵循基本转换原则，并使用设置的完成条件来确定是否满足组件的条件。如果不满足配置的条件，将再次处理它们，直到收到合格的信号，该过程的目标是接收所有组件。
3.5完善风力发电机运行维护体系
风电场需要基于自身经营战略以及发展情况，制定合理的风力发电机运行维护制度，制度需要明确以下内容。首先，明确风力发电机运行维护工作流程，对风力发电机运行维护工作的顺序、内容以条文形式一一列出，保证风力发电机运行维护工作有条不紊开展。例如，风力发电机运行维护流程是从局部故障—线路检测—检修方案的制定—检修工作开展—质检—投入使用的顺序一步步开展的。以制度条文形式明确后，要求检修人员严格按照流程，开展部件检修养护工作。其次，明确风力发电机运行维护工作的周期。风电场需要根据实际情况确定风力发电机的定期维护时间，要求工作人员按照短期、长期计划设计合理的检修维护时间。例如，风力发电机有高出力季节和空闲期，不同时期内的维护时间、频率有一定差别，工作人员在合适时间内有计划进行维护工作，可以保证风力发电机能够在运行期间内稳定安全。
结语
提高故障诊断效率及准确性，不仅为后期的设备维检工作起到绝对的引导作用，而且进一步促进了风力发电机组故障诊断系统的完善。因此，相关技术人员应积极加强对故障分析技术的创新优化，为我国风力发电领域及相关行业的长远发展打下坚实的技术基础。
参考文献
[1]陈长征，赵新光，周勃，等.风电机组叶片裂纹故障特征提取方法[J].中国电机工程学报，2013（2）：112-117.