郭銳

（新疆龍?jiān)达L(fēng)力發(fā)電有限公司，新疆 烏魯木齊 830054）

前言：自2019 年開(kāi)始，百萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)陸續(xù)開(kāi)建，陸上風(fēng)進(jìn)入4.0 時(shí)代。風(fēng)電場(chǎng)的日常維護(hù)工作和檢修工作便顯得愈發(fā)重要。只有對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行了深度的維護(hù)和檢修，才能夠使工作人員掌握風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行狀況，了解到機(jī)組中各個(gè)零部件的運(yùn)行時(shí)存在的問(wèn)題。從而擬定出相對(duì)完善的機(jī)組維護(hù)計(jì)劃。本文分析了風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組的一些常見(jiàn)故障和診斷方法，并且針對(duì)常見(jiàn)故障提出了一定的處理策略。

一、風(fēng)電機(jī)組的常見(jiàn)故障及其診斷方法

（一）主控系統(tǒng)故障

在風(fēng)電機(jī)組的日常維護(hù)工作中，工作人員需要將風(fēng)電機(jī)組的一些常見(jiàn)故障進(jìn)行分類(lèi)、分析和比較，并且通過(guò)對(duì)故障的診斷工作來(lái)判斷其出現(xiàn)故障的原因，再執(zhí)行修復(fù)。并且需要最大限度上地減少發(fā)生安全事故的可能性，以此來(lái)取得減少機(jī)組維護(hù)成本的作用[1]。主控系統(tǒng)是風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部最為重要的系統(tǒng)，一旦發(fā)生故障會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果，輕則報(bào)出故障重則引起機(jī)組不安全事件的發(fā)生，作用在對(duì)風(fēng)電機(jī)組做日常巡查的時(shí)候需要著重檢查風(fēng)電機(jī)組的主控系統(tǒng)。目前較為常見(jiàn)的主控系統(tǒng)多為PLC模塊化設(shè)計(jì)，并且采用背板總線的連接方式。這類(lèi)電子器件的常見(jiàn)故障分為內(nèi)部故障和外部故障。當(dāng)工作人員發(fā)現(xiàn)主系統(tǒng)出現(xiàn)內(nèi)部故障之后，可以采取刷新相關(guān)程序或者直接更換相關(guān)軟件的方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理。對(duì)于外部故障，則可以觀察監(jiān)控中的報(bào)警代碼，進(jìn)行快速定位故障點(diǎn)并且完成處理。

（二）齒輪箱常見(jiàn)故障

齒輪箱存在于機(jī)艙內(nèi)部，用于將主軸輸出的低轉(zhuǎn)速高扭矩轉(zhuǎn)化為高轉(zhuǎn)速低扭矩輸入至發(fā)電機(jī)。由于齒輪箱自身的組成結(jié)構(gòu)和受力結(jié)構(gòu)往往較為復(fù)雜，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組處于不同的運(yùn)行模式的時(shí)候，則較為容易產(chǎn)生失效情況，導(dǎo)致齒輪箱的正常使用受到影響。所以對(duì)齒輪箱中經(jīng)常出現(xiàn)的故障情況進(jìn)行分析可以看出，該位置的故障情況主要分為齒輪故障和軸承故障兩種形式。需要工作人員在進(jìn)行故障處理及修復(fù)時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行處理。由于箱體軸承在整個(gè)風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行中起到了重要作用，所以一旦發(fā)生故障就會(huì)導(dǎo)致較為嚴(yán)重的后果，對(duì)齒輪箱造成巨大破壞乃至于影響機(jī)組整體安全。所以需要在齒輪箱正常工作的時(shí)候以振動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法來(lái)對(duì)齒輪箱的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在問(wèn)題需要及時(shí)進(jìn)行處理。除此之外，也要加強(qiáng)日常檢測(cè)工作。在檢測(cè)齒輪箱是否能正常工作的同時(shí)工作人員還需要對(duì)齒輪箱潤(rùn)滑管路等零件進(jìn)行密閉性檢查，一旦發(fā)現(xiàn)漏油的情況則需要及時(shí)處理。在完成檢測(cè)工作之外，還要對(duì)其進(jìn)行日常保養(yǎng)。

（三）變槳系統(tǒng)常見(jiàn)故障

變槳系統(tǒng)也是風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的一個(gè)重要系統(tǒng)，它根據(jù)風(fēng)速的大小控制調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的槳矩角，從而最大限度地使風(fēng)力機(jī)工作在最佳功率狀態(tài)。并且變槳系統(tǒng)的存在也能夠起到保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全性的重要作用，例如在一些極端天氣中，主控系統(tǒng)可以命令風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)收槳減少對(duì)風(fēng)功率吸收，以此來(lái)保障風(fēng)電機(jī)能夠安全運(yùn)行。所以一旦風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則會(huì)造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。由于變槳系統(tǒng)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，有較多的零件，所以故障率也較高。需要工作人員在完成日常維護(hù)工作的時(shí)候仔細(xì)檢查，一旦發(fā)現(xiàn)故障及隱患情況則需要進(jìn)行及時(shí)處理。變槳系統(tǒng)的故障主要分為兩種情況，第一種是電氣故障[2]。在進(jìn)行維護(hù)的時(shí)候需要對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，如手動(dòng)變槳測(cè)試、急停收槳測(cè)試等。第二種主要故障為機(jī)械故障，即風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了故障。工作人員在進(jìn)行維護(hù)檢查的時(shí)候需要對(duì)內(nèi)部零件進(jìn)行著重檢查，從而最大程度上地避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳系統(tǒng)出現(xiàn)故障，保護(hù)風(fēng)電機(jī)組的日常運(yùn)行安全。

（四）發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障

發(fā)電機(jī)屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)部的核心組件，主要作用就是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電，持續(xù)向電力系統(tǒng)輸送電力。近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)快速發(fā)展，常見(jiàn)發(fā)電機(jī)的尺寸不斷擴(kuò)大，其容量也在不斷提升，大容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的正常使用、維護(hù)提出更高的要求，需要工作人員在完成日常的維護(hù)和檢修工作時(shí)著重對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)，以減少其發(fā)生故障的概率。發(fā)電機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)往往會(huì)由于不同工況環(huán)境和電磁條件的影響而發(fā)生故障，工作人員在進(jìn)行檢修時(shí)需要根據(jù)具體原因具體分析，選擇最合適的檢修方法來(lái)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢修工作。常見(jiàn)的幾種故障類(lèi)型為發(fā)電機(jī)震動(dòng)過(guò)大、軸承過(guò)熱、絕緣損壞等。一般來(lái)說(shuō)，在對(duì)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行診斷的時(shí)候，需要根據(jù)當(dāng)前發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的故障特征，從電流信號(hào)和輸出功率、溫度等角度來(lái)完成分析的任務(wù)，以此來(lái)較為科學(xué)地完成發(fā)電機(jī)的故障診斷內(nèi)容。在判明了發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的具體故障情況之后，工作人員需要采取有效方法來(lái)及時(shí)進(jìn)行修理。除此之外，還需要定期做好維護(hù)工作，從而延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)使用壽命。

（五）葉片常見(jiàn)故障處理方法

葉片是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)吸收風(fēng)能，并且將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種主要部件。我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片常用材料為玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，具有強(qiáng)度較高且成本較低的優(yōu)點(diǎn)。但是由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的葉片長(zhǎng)期在復(fù)雜力學(xué)和環(huán)境下運(yùn)行，并且不同的天氣狀況也會(huì)導(dǎo)致葉片被腐蝕，長(zhǎng)此以往會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的葉片出現(xiàn)疲勞裂紋、甚至折斷的情況。隨著我國(guó)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用面積不斷擴(kuò)大，葉片規(guī)格也在不斷提升，一旦在系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生葉片斷裂的情況，會(huì)對(duì)整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)造成極為嚴(yán)重的傷害，威脅到風(fēng)電機(jī)組的安全。所以工作人員在完成日常維護(hù)與巡查的工作時(shí)需要注意觀察葉片狀況，一旦發(fā)現(xiàn)葉片出現(xiàn)異常需要進(jìn)行處理。一般常見(jiàn)的幾種檢測(cè)方法有目視檢查、內(nèi)窺機(jī)器人檢查、無(wú)人機(jī)檢查和超聲檢查。目視檢查和無(wú)人機(jī)較為常見(jiàn)，通過(guò)表面檢查和吊籃上對(duì)葉片使用專(zhuān)用工具敲擊檢查能夠較為直觀地發(fā)現(xiàn)葉片內(nèi)部以及表面的故障，能夠較為方便和快捷地發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片中存在的缺陷和問(wèn)題，從而及時(shí)處理，最大限度上地保障設(shè)備的可靠性和安全性。

二、風(fēng)電機(jī)組日常檢修和故障處理的方法

（一）選擇合理檢修方式

檢修方式的選擇能夠?qū)︼L(fēng)電機(jī)組故障情況的處理效率產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，所以檢修人員在發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組存在運(yùn)行故障的時(shí)候需要結(jié)合具體情況，選擇合理的檢修方式。在進(jìn)行檢修之前，工作人員可以按照常見(jiàn)故障類(lèi)型對(duì)風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部可能產(chǎn)生的故障種類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)，如早期故障、意外故障和損失故障三種、而對(duì)于維修方式上的差別，還可以將診斷方式進(jìn)行區(qū)分，即日常檢修、定期維護(hù)和故障后的檢修。據(jù)研究調(diào)查結(jié)果可得，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的前期運(yùn)行階段，是整個(gè)風(fēng)電機(jī)系統(tǒng)故障最高發(fā)的時(shí)期。所以為了能夠減少風(fēng)電機(jī)組發(fā)生早期故障的幾率，需要由檢修維護(hù)人員在投運(yùn)早期加強(qiáng)日常檢修工作，盡早發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組存在的安全隱患問(wèn)題，并且對(duì)其進(jìn)行處理[3]。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行較為穩(wěn)定之后，工作人員需要結(jié)合對(duì)當(dāng)前風(fēng)場(chǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并且根據(jù)風(fēng)場(chǎng)的具體特征來(lái)建立起日常維修點(diǎn)，定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和檢修的工作，以此來(lái)消除可能會(huì)發(fā)生的安全隱患。在風(fēng)電場(chǎng)投入五年后，需要更換一些內(nèi)部零件，降低其發(fā)生故障的可能性。

（二）有針對(duì)性地完成故障處理工作

各類(lèi)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)由于型號(hào)不同和內(nèi)部的零件不同而出現(xiàn)不同種類(lèi)的故障，所以在進(jìn)行維修工作時(shí)也需要針對(duì)不同種類(lèi)和類(lèi)型的風(fēng)機(jī)制定有針對(duì)性的維修策略，以此來(lái)讓維修工作的效果達(dá)到最大化。當(dāng)風(fēng)機(jī)功率曲線出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的情況時(shí)，工作人員需要從當(dāng)前機(jī)組葉片對(duì)零、風(fēng)向標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，從機(jī)組中的機(jī)械部件來(lái)入手進(jìn)行檢查工作，對(duì)機(jī)組內(nèi)部算法程序等部分進(jìn)行檢測(cè)。并且由于地方海拔不同也會(huì)影響到機(jī)組的性能，所以需要工作人員在進(jìn)行檢查的時(shí)候考慮到海拔等方面的影響，使檢查工作能夠較為科學(xué)和合理。除此之外，當(dāng)一個(gè)地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期出現(xiàn)各種故障情況時(shí)，工作人員除了需要考慮到備件質(zhì)量之外，還需要對(duì)整套機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造，以改變當(dāng)前部件設(shè)計(jì)的方法來(lái)進(jìn)一步完成故障的維修工作，以此來(lái)提升風(fēng)電機(jī)組維修效率和機(jī)組的工作性能。在整個(gè)維修工作和技術(shù)改造的工作中，需要由工作人員結(jié)合實(shí)際情況，加強(qiáng)管理措施，改善設(shè)備性能和提高維修技術(shù)，從而延長(zhǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組使用壽命。

（三）風(fēng)電機(jī)組日常維護(hù)內(nèi)容

如前文中所述，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組往往安裝在氣候較為惡劣的區(qū)域，所以在風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行中極容易發(fā)生故障和損壞的情況，并且由于一旦沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)組中存在的安全隱患問(wèn)題，往往會(huì)導(dǎo)致更加嚴(yán)重的后果。所以在對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行巡檢和維護(hù)時(shí)針對(duì)隱患問(wèn)題應(yīng)當(dāng)遵循“預(yù)防為主，計(jì)劃?rùn)z修”的原則，定期維護(hù)風(fēng)電機(jī)組時(shí)，檢修人員需要檢查以下內(nèi)容：電氣設(shè)備的運(yùn)行情況（無(wú)發(fā)熱，變形，擊穿等），機(jī)械部件及連接螺栓是否正常，葉片有無(wú)異常，各項(xiàng)壓力是否正常，潤(rùn)滑系統(tǒng)有無(wú)滲漏、潤(rùn)滑失效或潤(rùn)滑油脂不足和變質(zhì)的情況。其次，在定期檢修時(shí)應(yīng)對(duì)潤(rùn)滑油脂按規(guī)定定期更換和清理，對(duì)螺栓按規(guī)定力矩值進(jìn)行緊固，檢查機(jī)組無(wú)影響安全運(yùn)行的情況、無(wú)可燃易燃物等。最后，工作人員還需要檢查風(fēng)機(jī)不同部件之間的連接配合情況，以確保風(fēng)機(jī)能夠正常運(yùn)行。

（四）對(duì)易損部件做好記錄

風(fēng)電機(jī)組中的一些部件會(huì)隨著風(fēng)機(jī)使用壽命的增加而不斷被磨損，如果不進(jìn)行及時(shí)處理或者更換會(huì)導(dǎo)致安全隱患問(wèn)題的發(fā)生。所以在風(fēng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，檢修人員需要記錄下風(fēng)機(jī)內(nèi)部經(jīng)常損壞的零件類(lèi)型，如該零件對(duì)應(yīng)的機(jī)組型號(hào)和零件名稱(chēng)等，同時(shí)在采購(gòu)時(shí)一些易損零件應(yīng)當(dāng)進(jìn)行一定比例的儲(chǔ)備。在后續(xù)檢修工作時(shí)，檢修人員可以對(duì)易損部件進(jìn)行著重檢查，一旦發(fā)現(xiàn)損壞和消耗可以較為快速地完成零件更換的任務(wù)，從而最大限度上地保障風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全。并且這種做法也能夠幫助檢修人員迅速地解決問(wèn)題，極大程度上地提高了工作效率，以此來(lái)避免因機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間故障停運(yùn)，而導(dǎo)致的發(fā)電量受到影響的問(wèn)題。

（五）分析好故障原因

風(fēng)電機(jī)組的故障原因較為復(fù)雜，會(huì)隨著風(fēng)電機(jī)組的使用年限和生產(chǎn)廠家和工藝等多種因素而發(fā)生改變，所以在工作人員分析風(fēng)電機(jī)組故障時(shí)需要結(jié)合該風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行具體分析，從而高效地分析出風(fēng)電機(jī)組發(fā)生故障的實(shí)際原因，并且完成處理任務(wù)[4]。為了能夠讓檢修人員高效分析出風(fēng)電機(jī)組的故障原因，需要對(duì)其展開(kāi)培訓(xùn)工作，通過(guò)對(duì)檢修人員進(jìn)行定期的培訓(xùn)，能夠使其在培訓(xùn)中掌握風(fēng)電機(jī)組的常見(jiàn)故障發(fā)生的原因以及常見(jiàn)故障發(fā)生的處理方法，從而在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)時(shí)能夠以較快的速度來(lái)找出故障原因并且對(duì)其進(jìn)行處理，以此來(lái)提高檢修人員的工作效率和技術(shù)水平，使檢修人員能夠以最快的速度來(lái)完成維護(hù)和檢修工作，排除風(fēng)電機(jī)組中存在的安全隱患，維護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全，使其長(zhǎng)期保持在最優(yōu)工作狀態(tài)。

結(jié)論：綜上所述，隨著風(fēng)電行業(yè)的日益成熟發(fā)展。為了能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)的日常檢修和維護(hù)切實(shí)可靠的起到作用，以此來(lái)保障風(fēng)電場(chǎng)安全高效的運(yùn)營(yíng)，就需要做好精細(xì)化的檢修工作，對(duì)主控、變槳、變流器等設(shè)備設(shè)計(jì)出專(zhuān)門(mén)的檢修方案，并且針對(duì)不同風(fēng)電機(jī)組的特點(diǎn)需要設(shè)計(jì)出具有針對(duì)性的維護(hù)和檢修方案。當(dāng)風(fēng)電機(jī)組出現(xiàn)故障的時(shí)候能夠及時(shí)、迅速、高效、高質(zhì)量的進(jìn)行處理，以此來(lái)全方位的保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。