風力發電機運行維護分析

張軍

摘要：為滿足社會經濟發展需求，需要有更充足的能源來進行維持，在持續發展背景下，風力發電已經成為電力能源生產重要方式之一。而電動機是影響風力發電效果的主要因素，可以完成風能、機械能以及電能三者之間的相互轉化，如果其出現運行故障，將在根本上影響了發電量，因此必須要做好風力發電機的運行維護管理工作。本文分析了風力發電機的運行模式，并提出了相應的運行維護措施。

關鍵詞：風力發電；發電機；運行維護

為滿足社會發展對電力能源的需求，風力發電作為一種新型發電方式，現在已經得到了更進一步的發展。在風力發電過程中，發電機作為核心組成部分，在根本上決定了發電效率，但是其在運行過程中經常會因為各種因素而出現故障，并且存在不同程度的機組老化現象。為了能夠提高發電機運行效果，必須要結合其運行原理，對各項常見故障進行分析，并制定完善維護方案，采取合理的措施對其進行有效管理，降低各種因素對設備運行造成的影響。

1.風力發電機結構組成以及運行原理

風力發電機主要由輔助系統、傳動系統、原動機部分、執行部分以及控制系統等組成，各部分之間相互協調，共同來保證設備的正常運行。風力發電機在運行時，主要完成兩部分能量的轉換，即風力機風輪捕獲風能，并將其轉化為風力機輸出的機械能；發電機裝置將風力機輸出的機械能，轉化為并網電網[1]。發電機組除了要完成對各項能量的轉換，同時還要完成信息的傳遞，兩個方面工作相互影響，保證風力發電機組可以保持在正常運行狀態，進而提高發電效率，獲取更多獎發電量。

2.風力發電機常見故障分析

2.1 發電機葉片故障

風力發電機組葉片主要起到將風能轉換機械能的作用，然后通過發電機將其轉換為電能，達到發電的目的。但是在發電機運行過程中，其需要長時間不間斷運行，加速了設備的老化，并且設備各部件在長時間運行的狀態下磨損情況加重，影響了葉片的正常運行。為了能夠保證葉片更好的旋轉，可以針對葉片部件葉片尖端旋轉速度高以及掃風面積大等運行特征，對其厚度與弦長進行逐步遞增的設計。增加了葉片厚度，可以提高結構的穩定性，即便是遭遇強風也不會彎曲或者折斷，降低了葉片結構的消耗，并提高了發電效率。

2.2 發電機變流器故障

變流器作為風力發電機中重要組成部分，如果其出現故障，則會使得發電機不能正常運行。直驅式風力發電機與雙饋式風力發電機中都存在變流器，目前我國風力發電主要使用的發電機為雙饋式發電機，其在正常運行時，需要由兩個變流器正常運行才可正常并網發電。受變流器的安裝位置影響，在運行過程中經常會出現部件升溫過高、電磁干擾以及灰塵淤積等情況，導致變流器產生過熱、過電流以及過電壓等問題，情況嚴重的甚至會因為超負荷而出現擊穿或者燒毀等問題，影響發電機的正常工作。

2.3 發電機保護故障

發電機是風力發電活動中的核心組成，除了要與其他電氣設備一樣進行常規養護，另外還需要采取專門的保護措施，避免其受各因素影響而出現故障。就我國風力發電現狀來看，風電機組容量在不斷加大，相應的發電機規模也在不斷加大，單一的維護措施已經不能滿足其運行需求，如果缺乏密閉的保護措施，發電機會受到電磁影響而出現故障。另外，機組高速旋轉運行也會加快機組內零件的磨損，當旋轉產生離心力足夠大時，機組的震動幅度也會隨之增大，增加了發電機故障發生的概率。如果發電機組長期處于超負荷運行狀態下，并且沒有采取相應的措施對其進行保護，發電機會因為內部構件磨損嚴重，而出現部件斷裂的情況，導致發電機不能正常工作。

3.風力發電機故障排除與維護措施

3.1 故障排除

3.1.1 確定故障原因

對于發電機組故障的排除，必須要明確故障發生的原因，在現場對設備結構進行全面檢查，分析可能出現的故障，并將故障原因縮小到一定范圍內。發電機在運行過程中會產生數據，應對各項數據進行整理分析，將其作為故障分析的數據支持，尤其存在異常的數據，將其作為設備故障的排查，確定問題發生的原因。工作人員對發電機組故障的排查，也可以為后期的養護管理工作提供依據，做到有的放矢，提高設備維護的有效性。

3.1.2 故障處理

在風力發電過程中，風能為不可控因素，為保證發電機組的運行安全，就需要對其進行極限值設定，一旦超過設定值就要進行復位處理，避免機組超負荷運行。另外，還應設置溫度復位，對于長時間持續運行溫度上升的機組，當達到設定值后進行關停處理，避免溫度過高燒毀設備。同時，還應針對傳感器誤動作故障、設備誤報故障以及風力發電機運行不可靠等方面采取相應的處理，通過有效的操作來減少故障發生的概率，提高發電機組運行的效率[2]。

3.2 發電機維護

3.2.1 日常維護

在日常生產活動開展中，需要結合發電機組運行原理，對常發生故障的部位進行重點管理，制定完善的維護方案，并選擇專業能力強的維護人員參與工作，盡量將一切故障萌芽扼殺，提高設備運行的可靠性。首先，注意觀察。對各項故障常發生部位進行重點觀察，例如確定風力發電機內梯子與安全平臺連接牢固程度，是否存在螺栓松動情況；液壓站表計壓力是否存在異常，以及旋轉部件與轉動部件之間是否存在磨損與失效等現象；確定扭纜傳感器將拉環完好度等。其次，認真巡查。維護人員在巡查過程中著重注意各部件運行是否存在異常，并對存在故障的部位技術進行處理，另外還需要做好各部件的清潔工作。

3.2.2 定期維護

應結合發電實際情況，針對發電機運行狀態制定定期維護管理方案，確定維護重點，如風力發電機聯接件的檢查，尤其要做好螺栓力矩的檢查，保證各傳動部件之間潤滑性能處于優良狀態。安排專業維護班組來負責發電機的巡查與維護，并落實責任制度，以此來保證維護管理工作的貫徹落實。

4.結束語

發電機是風力發電系統中的核心組成部分，為保證其運行效果，需要在了解其運行原理的基礎上，針對常見故障進行分析，然后選擇有效的措施進行管理，并以滿足生產需求為目的，制定相應的管理方案，降低各因素對設備運行造成的不良影響，提高發電機運行的可靠性與穩定性。

參考文獻：

[1]呂冠成.淺談風電場電氣設備中風力發電機的運行維護[J].電子制作，2014，10：217+216.

[2]張鼎甲.淺談風電場電氣設備中風力發電機的運行維護[J].企業技術開發，2011，21：34-35.