風電場風電機組中風力發電機的運行維護

黃天宇 華電（福建）風電有限公司

高科技技術的快速發展使得我國各行業有了新的發展空間，為我國經濟建設貢獻力量。近年來，隨著國家對新能源開發和利用的高度重視，我國風電產業迅速發展，而風力發電機的運行維護是風力發電機中的重要工作。

一、建立健全發電機運行管理制度

完善的制度，則是發電機良好運行的保障。一套健全的、完整的管理制度應當包括以下內容：一是落實責任，明確每一個人的工作職責，同時這也會將整個團隊的維護、檢修水平提升至一個新的高度。二是設備的定期更換，以保證設備的性能不被這個社會淘汰。三是積極引進優秀人才、引入前沿的故障檢測技術，以提高整個檢修隊伍的水平，提高維護、檢修的質量。

二、雙饋風力發電機軸電流腐蝕防護

方案一：根據軸電流產生的原理，抑制軸電流產生。在變流器輸出端，加裝dv/dt 電感、dv/dt 濾波器、正弦波濾波器和共模電抗器等，變流器采用特殊的調制算法或共模濾波器。方案二：阻斷其形成回路。常見的方式有采用絕緣軸承、低阻抗油脂、陶瓷混合軸承和絕緣耦合等。方案三：引流，通過接地形式把高頻電流導入地下，從而保護軸承。較常見的方法是采用碳刷接地。方案一中的抑制高次諧波的方案由變流器廠家加以實施，改造費用較高。方案二提出的阻斷其回路的方法則較容易實施，但是效果有限。因為絕緣軸承和絕緣端蓋相當于一個電容，絕緣端蓋和絕緣軸承并不能完全阻斷其高次諧波的導通。方案三中的接地電刷對軸電流有直接導出作用（其路徑為：轉軸—接地電刷—端蓋—機座—地），可隨時將發電機轉軸上的靜電荷引向大地，使其繞開軸承，如此便可大幅減小甚至消除流過軸承的電流。

三、模具設計

對風電主軸法蘭部的技術要求及金屬流動方向進行分析研究，以降低鍛件的鍛造余量，使鍛件的金屬纖維流向更加合理同時使法蘭部中心得到壓實。模具型腔的圓角及拔模斜度設計直接影響到充型效果及應力分布狀況。通常情況下鍛模圓角越大應力集中效應越弱，即增大鍛模圓角有利于改善模具應力分布和應力值，避免在充填過程中模具產生裂紋；另一方面增大模具圓角還可以降低材料流動的阻力，更有利于材料充滿型腔。根據有限元模擬分別選取拔模斜度為4°、底部圓角為R40mm、法蘭根部圓角為R250mm，可實現法蘭部分坯料充滿型腔并且有效緩解模具在此部位的應力集中。

四、風力發電器的仿擬驗證分析與探討

創設風力發電機故障的模擬平臺，要想對所有類別故障的診斷算法開展實驗，就需要在開展故障信號模擬的同時，開展風力發電機事故的監測和診視。實驗臺可以模擬很多故障，例如傳動系機械的不正常運作、發電機的定子繞組短路事故等。創設的風力發電機可以模仿很多事故，其中有定子繞組匝間短路事故、定子不平衡和轉子不平衡現象，因為這一實驗模仿平臺有一個感應的發電機是滑環雙饋式的繞線感應發電機。定子和轉子會出現一些故障，可以通過雙饋型的風力發電機故障模擬實驗平臺來開展模擬實驗，采用和實際運行的雙饋發電機差不多的結構，同時，可以人為進行控制。

五、有限元分析

利用有限元分析軟件對葉根和漿葉連接螺栓組的受力情況進行有限元分析，運行中葉根因受到中心彎矩的作用，使得葉根處一端受拉另一端受壓，這種受載方式使葉根出現受拉、壓兩端處的應力值較大，中間處應力值較小。漿葉螺栓組中受力最大的連接螺栓出現的位置與葉根受力最大處位置相一致，即180°區域，這是因為在未施加彎矩和軸向力之前，連接螺栓組在預緊力作用下，葉根與變槳軸承緊密貼合，而葉根在施加了集中軸向力與中心彎矩以后，葉根受拉一側（180°）發生拉伸形變，而此處的連接螺栓也跟著被拉伸，應力值增大，受壓一側（0°）的葉根被壓縮，連接螺栓被放松，此處的應力值相對受拉一側減小。雙頭螺柱受力最大位置出現在180°區域的螺柱頭與螺桿交界處的第一螺紋處。

六、定期維護

1.整機維護。在對發電機定期維護之余，進行必要的整機維護，以延長發電機的使用壽命。定期清理發電機的塵土、銹跡，從而保持發電機的清潔，減少不必要的故障發生。同時也需要對墊圈、螺栓等緊固件的接連情況作出檢查、對絕緣電阻作出檢查、對連接電纜的絕緣性能做好檢查，保證其能滿足實際工作的需要。2.進行軸承與潤滑系統的維護。及時定量地補充潤滑油，防止發電機被燒壞。3.定子、轉子的繞組維護。根據發電機的運行規律，對發電機的定子、轉子進行維護。首次啟動的或是長時間停機后啟動的發電機，每年進行一次絕緣電阻的測試即可，出現故障后再對其他的進行測試。對發電機進行定期檢修，可以讓設備長時間保持良好的工作狀態，延長發電機的使用壽命，讓它發揮更多的本領，創造更多的能源。

七、結語

綜上所述，風電場中的發電機的正常運行對于風電場的運行效率是至關重要的。發電機在運行過程中出現的問題必須要引起相關人員的重視，加強管理，以減少故障的發生，以使整個風電行業朝著更加蓬勃的方向發展。