探討風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的研究與進(jìn)展

楊成東 趙博超

摘 要：本文主要結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障產(chǎn)生的種類、原因分析以及優(yōu)化與完善風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障問題診斷和解決的具體措施，從多個(gè)角度出發(fā)，提出具體的可行性方法。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī);狀態(tài)監(jiān)測(cè);故障診斷技術(shù);研究與進(jìn)展

風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障問題診斷和解決主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的風(fēng)輪故障;風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速故障;風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的調(diào)向故障。維修人員要進(jìn)一步落實(shí)好風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障問題診斷和解決的具體要求，結(jié)合問題成因，制定更為有效的改進(jìn)措施。從而不斷提高工作展開的效率和質(zhì)量，確保發(fā)電機(jī)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與及時(shí)維修，確保發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全可靠。因此，本文針對(duì)問題，探討風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的研究與進(jìn)展。

一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障產(chǎn)生的種類、原因分析

（一）風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的風(fēng)輪故障

從風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障來看，首先便是風(fēng)輪的故障。在風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中，故障的最顯著表現(xiàn)便是風(fēng)輪中的雜音。而造成雜音的因素其實(shí)有很多，包括但不限于增速器、制動(dòng)器、聯(lián)軸器損壞等。對(duì)此，當(dāng)工作人員發(fā)現(xiàn)風(fēng)輪的雜音時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行停機(jī)檢查。并針對(duì)出現(xiàn)松動(dòng)的部件進(jìn)行緊固處理，針對(duì)出現(xiàn)損害的部件進(jìn)行替換處理。此外，風(fēng)輪故障的另一個(gè)表現(xiàn)還體現(xiàn)在風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的不平衡上。由于風(fēng)輪在低速運(yùn)行時(shí)的輕微擺動(dòng)，從而使發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了雜音。那么從這一問題的成因來看，更多是發(fā)生在冬季氣候。由于冬季溫度較低，在積冰的影響下，使葉片出現(xiàn)了失衡，從而磨損或松動(dòng)了發(fā)動(dòng)機(jī)軸承。

（二）風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速故障

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中還會(huì)出現(xiàn)這樣一個(gè)問題。那就是即便風(fēng)力發(fā)電機(jī)中風(fēng)速達(dá)到了額定范圍，但是風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)卻明顯滯后了。同時(shí)，在風(fēng)輪運(yùn)轉(zhuǎn)過慢的導(dǎo)向下，也會(huì)減少發(fā)電機(jī)的輸出功率。而造成這一問題的原因，通常情況下認(rèn)為，是出現(xiàn)在了轉(zhuǎn)子、定子、增速器、剎車等部件上。由于這些部件的工作狀態(tài)偏離了常規(guī)狀態(tài)，才導(dǎo)致了這些問題。基于此，維修人員的解決方式，應(yīng)當(dāng)從部分結(jié)構(gòu)來入手，展開維修。

（三）風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的調(diào)向故障

從調(diào)向問題的表現(xiàn)來看，主要是體現(xiàn)在調(diào)向的不靈和無法調(diào)向。通常情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一部分會(huì)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接控制。那么當(dāng)出現(xiàn)調(diào)向問題時(shí)，技術(shù)人員首先需要對(duì)檢驗(yàn)命令的正確與否進(jìn)行判斷。一般認(rèn)為，當(dāng)出現(xiàn)調(diào)向不良的故障時(shí)，應(yīng)該將解決的側(cè)重點(diǎn)放在阻尼器和調(diào)向轉(zhuǎn)盤軸承上。通過這些構(gòu)件，來展開相應(yīng)的維修。

二、優(yōu)化與完善風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障問題診斷和解決的具體措施

（一）風(fēng)力發(fā)電機(jī)中電氣系統(tǒng)的故障問題診斷和解決措施

一般認(rèn)為，電氣系統(tǒng)主要是由低壓供電系統(tǒng)組合構(gòu)成的，并借助風(fēng)力發(fā)電機(jī)來完成電能輸出。期間，考慮到電氣系統(tǒng)本身的零部件的精密，所以在機(jī)械運(yùn)行中也很容易發(fā)生故障。一旦電氣系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，便會(huì)對(duì)整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的信號(hào)輸出造成影響。從目前電氣系統(tǒng)所出現(xiàn)的常見故障來看，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。即電氣系統(tǒng)的溫度過高、電氣系統(tǒng)的線路故障、電氣系統(tǒng)的電流大小不合適。在實(shí)際工作中針對(duì)這一系列的問題，通常會(huì)采用參數(shù)性能法進(jìn)行檢測(cè)，簡(jiǎn)言之便是在電氣系統(tǒng)的檢測(cè)中，運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)包括電氣系統(tǒng)電流輸出情況、運(yùn)行溫度內(nèi)容的各項(xiàng)事宜進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)對(duì)參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，在得出具體的直觀結(jié)論后，再由工作人員展開維修。

（二）風(fēng)力發(fā)電機(jī)中葉片的故障問題診斷和解決措施

一般認(rèn)為葉片在風(fēng)里發(fā)電組中的作用主要是促進(jìn)風(fēng)能向機(jī)械能的方向轉(zhuǎn)化。而葉片的設(shè)計(jì)與維修，也會(huì)直接對(duì)風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生影響。但是從實(shí)際工作的情況來看，葉片本身常常暴露在室外，也必然會(huì)受到各類因素的影響，從而造成葉片損害。對(duì)此，工作人員也需要針對(duì)葉片做好定期的檢查和維修。通常情況下認(rèn)為，風(fēng)能發(fā)電機(jī)的葉片在長度上，一般能夠達(dá)到四十米左右。同時(shí)在葉片的材料上，也比較復(fù)雜，包括但不限于高強(qiáng)度塑料材料、木頭材料、金屬材料以及玻璃鋼材料。但是應(yīng)用于大型發(fā)電站的葉片，通常會(huì)使用纖維增強(qiáng)型的復(fù)合材料。但是在這種材料的使用中，也會(huì)出現(xiàn)很多弊端。比如體積更大、維修更不方便等。此外，從葉片的常見損傷來看，主要就是葉片的腐蝕和開裂。當(dāng)葉片出現(xiàn)此類故障時(shí)，也會(huì)對(duì)降低葉片的承重能力，使其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率明顯降低。此外，葉片的另一個(gè)問題還體現(xiàn)在葉片旋轉(zhuǎn)過程中的失衡或者轉(zhuǎn)速減慢。而針對(duì)這一問題的檢測(cè)方法，通常會(huì)選用光纖光柵傳感器。該方法的優(yōu)勢(shì)在于，針對(duì)不同的環(huán)境，都能夠展現(xiàn)出強(qiáng)大的適應(yīng)能力，以此來提高惡劣環(huán)境下的維修效率。

（三）風(fēng)力發(fā)電機(jī)中齒輪箱的故障問題診斷和解決措施

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)中，齒輪箱的作用主要是推動(dòng)風(fēng)能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，并將其傳送至發(fā)電機(jī)中，使其得到與之對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，以此來實(shí)現(xiàn)電能的生產(chǎn)。與葉片相同，齒輪箱同樣屬于精密構(gòu)建，其復(fù)雜性也決定了其故障的頻發(fā)性。同時(shí)，齒輪箱相對(duì)于葉片也要更加敏感，僅僅是灰塵的堆積，便會(huì)影響齒輪箱的運(yùn)行效率。因此，在維修人員對(duì)齒輪箱維修時(shí)，一定要明確相應(yīng)的流程和標(biāo)準(zhǔn)，十分小心地對(duì)待，防止維修中的二次損傷。我國目前針對(duì)齒輪箱的維修技術(shù)，主要是溫度測(cè)量法和振動(dòng)測(cè)量法。其中，溫度測(cè)量法主要是通過對(duì)齒輪箱表面溫度的檢測(cè)，來進(jìn)行常態(tài)下的對(duì)比，以此來得出數(shù)據(jù)。而振動(dòng)測(cè)量法主要是利用振動(dòng)測(cè)量儀來檢測(cè)齒輪箱的振動(dòng)頻率。從這兩項(xiàng)常用技術(shù)的對(duì)比來看，溫度測(cè)量法的應(yīng)用要更加廣泛，它的誤差也要更小。

（四）風(fēng)力發(fā)電機(jī)中發(fā)電機(jī)的故障問題診斷和解決措施

發(fā)電機(jī)主要是風(fēng)能在完成轉(zhuǎn)化后，促使電能輸出的一個(gè)裝置，也是風(fēng)力發(fā)電中的核心構(gòu)件。同時(shí)，發(fā)電機(jī)的應(yīng)用，也能夠在其正常運(yùn)行下，確保風(fēng)力發(fā)電的效率。但是，從發(fā)電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境來看，由于長期保護(hù)在電磁環(huán)境中，也會(huì)出現(xiàn)諸如振動(dòng)頻率過大、發(fā)動(dòng)機(jī)過熱等一系列問題。而針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的這一類問題，通常情況下會(huì)采用定子電流信號(hào)分析方法來進(jìn)行檢測(cè)和維修。

（五）建立責(zé)任制度，加強(qiáng)對(duì)診斷維修人員的管理

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障問題診斷和解決的過程中，維修人員也是十分重要的一個(gè)因素。如果維修人員沒有樹立起一個(gè)正確的態(tài)度，便會(huì)導(dǎo)致問題即便出現(xiàn)了，也沒有得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，使發(fā)電機(jī)長時(shí)間處于故障狀態(tài)運(yùn)行，造成安全隱患。對(duì)此，相關(guān)部門首先要加強(qiáng)維修人員的意識(shí)教育，樹立維修人員的責(zé)任心，并制定相應(yīng)的責(zé)任制度，切實(shí)明確工作的流程、規(guī)范以及責(zé)任。既要從意識(shí)層面改變維修人員，也要從制度層面約束維修人員，確保維修人員能夠正確對(duì)待工作，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和認(rèn)真的態(tài)度，進(jìn)一步提高故障診斷和維修的效率與質(zhì)量。

結(jié)束語

在優(yōu)化與完善風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障問題診斷和解決的過程中，維修人員主要可以從以下幾個(gè)方面來展開工作。即風(fēng)力發(fā)電機(jī)中電氣系統(tǒng)的故障問題診斷和解決措施、風(fēng)力發(fā)電機(jī)中葉片的故障問題診斷和解決措施、風(fēng)力發(fā)電機(jī)中齒輪箱的故障問題診斷和解決措施以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)中發(fā)電機(jī)的故障問題診斷和解決措施。意在從多個(gè)角度出發(fā)，針對(duì)我國目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障問題診斷和解決的實(shí)際情況，分析問題成因，找尋解決方法，制定更為科學(xué)、合理的方案策略。從而不斷提高工作展開的效率和質(zhì)量，確保發(fā)電機(jī)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與及時(shí)維修，確保發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全可靠。

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