風(fēng)電機(jī)組的基本維修策略及其零部件間維修的相關(guān)性研究

吳永強(qiáng)

（寧夏大唐國(guó)際新能源有限公司，寧夏 青銅峽 751607）

0 引言

風(fēng)力發(fā)電是一種安全、清潔、技術(shù)成熟、成本適宜的新型能源，近幾年來(lái)其發(fā)展速度非常迅猛。但是由于風(fēng)電機(jī)組經(jīng)常工作在低溫、沙塵、風(fēng)暴、冰雪等惡劣壞境條件下，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組故障甚至損壞，影響機(jī)組的安全可靠性。同時(shí)，風(fēng)電機(jī)組超常疲勞運(yùn)行和各種不確定因素影響，風(fēng)電機(jī)組故障出現(xiàn)頻率增大、種類多樣的局面，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障診斷是一個(gè)不可回避的問(wèn)題，它既涉及機(jī)械故障診斷又涉及電氣系統(tǒng)故障診斷。通過(guò)檢測(cè)監(jiān)視、故障分析、性能評(píng)估等方法，及時(shí)、正確、有效地對(duì)風(fēng)電機(jī)組各種異常狀態(tài)和故障狀態(tài)做出診斷，提出對(duì)機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)的必要指導(dǎo)，制定合理的檢測(cè)維修制度，保證機(jī)組工作時(shí)發(fā)揮最大的設(shè)計(jì)能力和潛力，延長(zhǎng)設(shè)備的服役期限和使用壽命，最大限度提高系統(tǒng)可靠性。

1 風(fēng)電機(jī)組的基本維修策略

1.1 事后維修

事后維修是指在設(shè)備發(fā)生故障或者出現(xiàn)安全隱患時(shí)需要進(jìn)行的維修或更換，使其盡快恢復(fù)到可工作狀態(tài)的一種維修活動(dòng)。這樣的特點(diǎn)是維修費(fèi)用較低，對(duì)于很多經(jīng)常發(fā)生故障的設(shè)備來(lái)說(shuō)能夠降低成本，因此，采用事后維修是最合適的。

1.2 預(yù)防維修

預(yù)防維修主要發(fā)生在設(shè)備發(fā)生故障之前，使設(shè)備在規(guī)定的狀態(tài)下進(jìn)行的一種維修活動(dòng)。這種維修活動(dòng)通常有潤(rùn)滑、擦拭、調(diào)整、檢查、拆修、更換等。是保證設(shè)備能夠在故障發(fā)生之前就有時(shí)間采取一定的補(bǔ)救措施，將設(shè)備發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)防患于未然。而預(yù)防性的維修主要適用于故障在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，在設(shè)備的工作任務(wù)完成后，能夠減少較大的經(jīng)濟(jì)損失。預(yù)防性的維修策略被廣泛的認(rèn)為是系統(tǒng)發(fā)生故障、降低維修費(fèi)用的有效解決措施。因此，相反而言，增加預(yù)防性維修的次數(shù)就會(huì)使生產(chǎn)效率降低，反之則會(huì)增加。所以，預(yù)防性的檢修時(shí)間必須有一個(gè)明顯的時(shí)間間隔。

1.3 計(jì)劃維修

設(shè)備故障規(guī)律在充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上應(yīng)根據(jù)規(guī)定的時(shí)間間隔或積累工作時(shí)間進(jìn)行事先的時(shí)間計(jì)劃?rùn)z修，不管是設(shè)備當(dāng)時(shí)在某種狀態(tài)，其實(shí)行計(jì)劃?rùn)z修的條件是設(shè)備已經(jīng)明顯的分析出有規(guī)律的耗損期，在設(shè)備故障使用的過(guò)程中有明確的關(guān)系，而且大部分的設(shè)備部件能夠工作到一個(gè)預(yù)期的時(shí)間。在故障發(fā)生時(shí)，能夠采用計(jì)劃維修的方式進(jìn)行及時(shí)的改進(jìn)，有效的減少了工作的重復(fù)性。

1.4 狀態(tài)維修

在很多情況下，設(shè)備的實(shí)際工作狀態(tài)時(shí)安排設(shè)備檢修的一系列檢修策略。其中一個(gè)最基本的事實(shí)就是很多設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)間不是突然性的，而是成一定的時(shí)間曲線。這種狀態(tài)下的維修一定是狀態(tài)檢修的特征，在這種情況下應(yīng)采取一定的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)隊(duì)設(shè)備進(jìn)行各項(xiàng)功能故障的檢測(cè)、分析、診斷，綜合性的推斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)要根據(jù)設(shè)備故障的發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行合理性的預(yù)防維修。如果設(shè)備在維修時(shí)出現(xiàn)適合于損耗故障的特征，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行及時(shí)上報(bào)。對(duì)設(shè)備狀態(tài)的檢修要建立在對(duì)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)或周期性的評(píng)估基礎(chǔ)上進(jìn)行維修，這也將是未來(lái)維修策略的一個(gè)必然發(fā)展趨勢(shì)。另外一個(gè)基本事實(shí)就是有針對(duì)性的對(duì)部件采取綜合的計(jì)劃?rùn)z修、事后維修、狀態(tài)檢修這三種維修方式，其維修的時(shí)機(jī)和相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)應(yīng)進(jìn)行及時(shí)的比較。對(duì)于事后維修來(lái)說(shuō)，部件的故障是進(jìn)行維修的主要原因，這就容易產(chǎn)生維修不足的問(wèn)題。而從計(jì)劃?rùn)z修的角度去判斷部件運(yùn)行的狀態(tài)就會(huì)導(dǎo)致維修過(guò)剩。這二者就都沒(méi)有發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)效益。因此狀態(tài)檢修針對(duì)于部件的運(yùn)行狀態(tài)而言就是性能低下的一個(gè)維修措施，從另一方面來(lái)說(shuō)是不能直接發(fā)揮部件作用的。

2 風(fēng)電機(jī)組部件間維修的相關(guān)性

從風(fēng)電機(jī)組的部件檢修定義來(lái)看，部件之間的檢修相關(guān)性主要分為經(jīng)濟(jì)相關(guān)性、結(jié)構(gòu)相關(guān)性、隨機(jī)相關(guān)性這三大類。這三大類所表現(xiàn)出的檢修主要有以下特點(diǎn)：

（1）經(jīng)濟(jì)相關(guān)性：可分為經(jīng)濟(jì)正相關(guān)性與經(jīng)濟(jì)負(fù)相關(guān)性。前者指若干部件一起進(jìn)行維修比單獨(dú)進(jìn)行維修能節(jié)約費(fèi)用。例如，流程工業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)通常包括各種設(shè)備，如果能對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修分組，并充分利用機(jī)會(huì)維修，很大程度上可以減少停機(jī)損失，提高設(shè)備可用度，降低維修費(fèi)用和生產(chǎn)損失。后者指考慮到維修人員、安全、產(chǎn)品質(zhì)量等因素，使得多個(gè)部件一起維修比單個(gè)部件維修費(fèi)用更大。

（2）結(jié)構(gòu)相關(guān)性：通常對(duì)出現(xiàn)故障的部件維修同時(shí)也必須對(duì)其它部件進(jìn)行維修的關(guān)系。即在對(duì)故障部件維修或更換前，必須對(duì)某些運(yùn)行的部件進(jìn)行維修或拆除。該關(guān)系不是部件間故障具有關(guān)聯(lián)性，而是維修具有相關(guān)性。

（3）隨機(jī)相關(guān)性：體現(xiàn)的是在整個(gè)系統(tǒng)之中各個(gè)劣化過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生一定的相互影響，使得統(tǒng)一設(shè)備之間不同零部件或者是不同設(shè)備之間的同一零部件所產(chǎn)生的故障都相互作用，相互聯(lián)系，因此可以說(shuō)任何一個(gè)零部件的實(shí)際狀況都會(huì)直接影響其他部件的相對(duì)壽命情況。而與經(jīng)濟(jì)相關(guān)性相比，經(jīng)濟(jì)相關(guān)性不會(huì)對(duì)部件的失效模型產(chǎn)生任何的影響，其關(guān)注重點(diǎn)在于如何將不同部件的維修活動(dòng)組合在一起，進(jìn)而達(dá)到最優(yōu)維修效率，節(jié)約維修費(fèi)用。而與結(jié)構(gòu)相關(guān)性則大致相同，都對(duì)將關(guān)注點(diǎn)加諸于相互作用的部件壽命分布之上。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，從我國(guó)目前的風(fēng)電機(jī)組檢修狀態(tài)來(lái)看，針對(duì)部件進(jìn)行檢修的情況不占多數(shù)，大多是以部件為主進(jìn)行維修優(yōu)化。而在部件之間的相關(guān)性上能給予風(fēng)電機(jī)組綜合檢修策略更好更合理的決策，從而節(jié)約了維修費(fèi)用。在綜合檢修的基礎(chǔ)上，維修費(fèi)用是風(fēng)電機(jī)組綜合檢修的一個(gè)重要考慮因素，不應(yīng)因建立多個(gè)大型風(fēng)電機(jī)組部件進(jìn)行預(yù)防維修就提高成本費(fèi)用，這樣就失去了利用風(fēng)能發(fā)電的意義。所以，這就需要我們技術(shù)工作者和檢修人員在實(shí)際工作中多積累經(jīng)驗(yàn)，多學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)水平，只有這樣才能做好風(fēng)電機(jī)組的檢修工作，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]米瑞豐.電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2012(08).

[2]石哲鋒,王翠萍.電力系統(tǒng)設(shè)備的故障診斷與檢測(cè)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2013(24).

[3]霍家強(qiáng).電器元件故障診斷與維修方法探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2011(10).

[4]陳海芹.基于FX2N系列PLC指示燈的故障診斷及排除方法[J].科技與企業(yè),2012(23).

[5]寧華.同步發(fā)電機(jī)的故障診斷分類的方法[J].價(jià)值工程,2010(21).

[6]田慕琴,陳惠英,王曉玲,等.異步電動(dòng)機(jī)多故障診斷信息的融合[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào),2007(27).

[7]王亞瑟,趙娜.電站風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的研究[J].科技信息,2009(16).

[8]陳國(guó)初,苗銳,徐余法.基于證據(jù)支持矩陣的特征權(quán)重融合的風(fēng)電機(jī)組故障診斷[J].上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào),2012(05).