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淺談風電場電氣設備中風力發(fā)電機的運行與維護

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本文簡單介紹現(xiàn)階段風力發(fā)電過程中發(fā)電機的一些常見故障，分析風力發(fā)電機出現(xiàn)故障的主要原因，在此基礎上提出風力發(fā)電機運行與維護的具體做法，從而有效提高對于風力發(fā)電機運行和維護的水平，保障風電場風力發(fā)電系統(tǒng)的正常運行。

風電場；風力發(fā)電機；故障；運行維護

1　引言

近年來隨著社會經濟的發(fā)展，能源的需求越來越緊迫。在國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求下，清潔可持續(xù)使用的風能逐漸受到社會各界越來越多的關注。我國風電行業(yè)也取得了較大的發(fā)展，各項技術逐漸成熟。但是由于我國風電行業(yè)起步比較晚，基礎不是很牢固，導致在實際進行風電建設的時候仍然存在一些問題。尤其是核心部件風力發(fā)電機的運行和維護中仍然存在不少缺陷，制約了整個風電行業(yè)的發(fā)展。因此在現(xiàn)階段加強對風電場風力發(fā)電機運行和維護的研究，制定更加科學合理的運行維護措施對于解決發(fā)電機故障，提高系統(tǒng)運行的安全可靠性具有重要的現(xiàn)實意義。

2　風力發(fā)電機常見故障

2.1發(fā)電機葉片故障

風力發(fā)電機中的葉片處于持續(xù)轉動的狀態(tài)下，會受到自然風、重力以及陣風等各個方面的力的作用，在轉動過程中葉片還會受到來自設備內部的激振力的作用，這些都會對葉片造成損傷，常見的葉片故障主要有葉片斷裂、偏移或者彎曲，有些也會由于達到使用壽命出現(xiàn)疲勞失效。

2.2變流器故障

風力發(fā)電過程中發(fā)電機所發(fā)出的電是直流電，可以用蓄電池把產生的電力儲存起來，但是電力傳輸?shù)接秒妴挝坏臅r候，需要使用的往往都是交流電，這時候還需要用變流器把原來的直流電轉變?yōu)榻涣麟?，因此風電機的變流器安全運行對于風力發(fā)電也至關重要，變流器常見的故障一般都是與電流電壓有關，比如電壓電流過高或者過低，出現(xiàn)過熱或者欠電壓的情況。這就會導致變流器的開關超過變流器正常使用能夠承受的電壓電流極限，導致變流器被擊穿損壞。

2.3發(fā)電機故障

風力發(fā)電機的主要作用就是把自然能轉變成的機械能盡可能的轉換為電能，經電網傳輸?shù)接秒妴挝皇褂?。在運行中經常會出現(xiàn)發(fā)電機異常振動、過度發(fā)熱的情況，而且還會出現(xiàn)電機軸承過熱以及線圈短路斷路的情況。

3　風力發(fā)電機故障原因

風力發(fā)電系統(tǒng)復雜，由多個零部件構成，而且發(fā)電機的工作環(huán)境復雜，這些都會導致發(fā)電機出現(xiàn)故障。

3.1發(fā)電機葉片故障的原因

發(fā)電機的葉片在工作中主要就是隨風速的變化而產生不同狀態(tài)的轉動。風力大的時候轉速就大，風力小的時候轉速就小。有些時候會出現(xiàn)瞬時的風速變化，對葉片的沖擊較大。而且風機的葉片都比較長，導致剛性比較差，輕微的振動就可能導致葉片出現(xiàn)斷裂。另外由于發(fā)電機的葉片都是在露天環(huán)境下工作，長時間之后容易在葉片的表面出現(xiàn)不均勻的積灰，導致葉片受力不均勻，質點出現(xiàn)偏移，最終導致葉片疲勞失效。

3.2異常振動的原因

發(fā)電機異常振動的原因一般可以分為兩方面，一方面是在發(fā)電機設計制造的過程中存在設計缺陷或者質量問題，一些零部件的加工精度不達標，零部件不能很好的匹配，導致在轉動過程中出現(xiàn)偏移，引發(fā)振動；另一方面是由于在運行使用過程中受到環(huán)境影響導致零部件受損，出現(xiàn)異常振動，發(fā)電機長時間使用會導致一些零部件出現(xiàn)松動，當轉子的質心與發(fā)電機的旋轉中心不能完全重合的時候就會使轉動失去動平衡，失去平衡之后產生的離心力會作用到軸承上面，使發(fā)電機產生振動；同時在發(fā)電機的安裝以及日常檢修維護中的不正常操作也會導致異常振動，比如一些零部件安裝不到位，或者當部件損壞使用的替換件不匹配等。

3.3發(fā)電機過熱的原因

發(fā)電機過熱一般是由于過度摩擦造成，當發(fā)電機的軸承缺油或者長時間的運轉間隙出現(xiàn)變動的時候往往就會導致軸承出現(xiàn)比較嚴重的摩擦，引起溫度升高。有些時候是由于軸承磨損破壞或者轉子安裝偏差，造成掃膛，引起異常振動和發(fā)電機發(fā)熱。另外發(fā)電機過載運轉，當定子的線圈短路，絕緣被破壞或者出現(xiàn)錯誤的線路連接的時候就會使線路出現(xiàn)故障，產生比較嚴重的短路電路，造成發(fā)電機發(fā)熱。

4　風力發(fā)電機的運行維護

風力發(fā)電機的正常使用一方面要依靠發(fā)電機本身的高質量制造安裝，另一方面要依靠日常在使用過程中對發(fā)電機的運行維護。只有這樣才能有效保障發(fā)電機的正常使用，保證工作效率。

4.1定期維修

通過定期維修能夠及時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機存在的安全故障并采取恰當?shù)姆椒ㄟM行處理，保障設備始終處于良好的運行狀態(tài)。發(fā)電機的重點維修內容主要包括連接點之間螺栓力矩的檢測和傳動過程中零部件的潤滑。

螺栓力矩的檢測能夠保證各部件連接到位，不會出現(xiàn)松動，造成發(fā)電機振動甚至零件脫離的情況，一般在風力比較低的時候對螺栓力矩進行檢測維修。

不同零部件的潤滑需要選用不同的潤滑方式，在封閉性的齒輪箱內一般是使用稀油潤滑，定期更換過期的潤滑油保持齒輪之間的正常傳動。而對于一些外置的齒輪和軸承則一般是使用黃油進行干潤滑，軸承溫度一般比較高，需要經常進行潤滑補充。但是在補充潤滑的時候要注意潤滑油的使用量，量太高容易造成轉動阻塞，燒毀電機。

4.2日常維護

除了一些定期的維修，還要注意對發(fā)電機日常運行的維護。平時加強巡視，及時發(fā)現(xiàn)問題，現(xiàn)場進行故障排除。一方面要注意觀察發(fā)電機設備的螺栓是否出現(xiàn)松動，如果發(fā)現(xiàn)及時進行緊固；另一方面要檢查發(fā)電機的電纜夾板是否出現(xiàn)偏移松動。另外還要注意發(fā)電機是否有放電聲音和軸承異常聲響。

日常維護進行完以后要對現(xiàn)場進行清理，恢復正常使用。

5　結論

風力發(fā)電機的正常運行直接影響到整個風電場的運行效率?，F(xiàn)階段在風力發(fā)電系統(tǒng)運行過程中存在許多問題制約著發(fā)電機的運行。平時要加強對發(fā)電機的運行維護，及時發(fā)現(xiàn)并排除故障，從根本上提高風力發(fā)電的經濟效益。

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[2]李乃佳.對風電場電氣設備中風力發(fā)電機的運行維護分析[J].電子制作,2014,(12):190-191.

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