風(fēng)力發(fā)電廠電氣設(shè)備安全運(yùn)行的診斷探究

中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)瓜州風(fēng)電廠 甘肅 酒泉 736102

設(shè)備安全診斷技術(shù)對(duì)風(fēng)力發(fā)電廠電氣設(shè)備的安全運(yùn)行有重要意義，其不僅關(guān)乎發(fā)電廠生產(chǎn)安全、設(shè)備檢修，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患、排除故障，預(yù)防重要電氣設(shè)備突然發(fā)生安全事故，確保發(fā)電廠整體運(yùn)行安全。

一、風(fēng)力發(fā)電廠電氣設(shè)備故障診斷與安全運(yùn)行

電氣設(shè)備在目前正快速發(fā)展、更新，出現(xiàn)很多新的擴(kuò)展項(xiàng)目，故障診斷與安全運(yùn)行問(wèn)題隨之暴露出來(lái)，制約電廠電氣設(shè)備與設(shè)施的可持續(xù)運(yùn)行。為了改善電廠電氣設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀，設(shè)備生產(chǎn)與設(shè)計(jì)、條件、生產(chǎn)過(guò)程等息息相關(guān)，為提高設(shè)備安全運(yùn)行水平，必須重視診斷工作的落實(shí)[1]。對(duì)于電廠電氣設(shè)備故障來(lái)說(shuō)，很多都是由安全事故引起的，在運(yùn)行時(shí)對(duì)安全診斷、安全管護(hù)的考慮不夠全面、深入，出現(xiàn)設(shè)備調(diào)試不到位、運(yùn)行檢修效率低、電氣系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)等問(wèn)題，急需改進(jìn)和強(qiáng)化。

二、風(fēng)力發(fā)電廠電氣設(shè)備安全運(yùn)行診斷技術(shù)

(一)經(jīng)驗(yàn)診斷技術(shù)。工作人員憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的診斷，這具有一定的效果。常用經(jīng)驗(yàn)診斷技術(shù)包括:第一，觀測(cè)診斷，適用于診斷具有明顯外部特點(diǎn)的故障，例如短路造成的線路損毀故障、元器件松懈或脫落故障、設(shè)備過(guò)載故障等。第二，彈壓診斷，用于診斷電氣設(shè)備中的開關(guān)、按鈕和接觸器等動(dòng)作部件存在的故障，在反復(fù)彈壓中提升部件靈活度，將接觸不良故障診斷出來(lái)。第三，檢測(cè)診斷，用簡(jiǎn)單的萬(wàn)用表等儀器測(cè)量電氣設(shè)備的電壓、電流和電阻等參數(shù)，診斷故障的部位、元件等。但這一診斷技術(shù)的效率較低，難免誤判，并不適用于電廠中技術(shù)先進(jìn)、集成化程度高的電氣設(shè)備安全運(yùn)行診斷。

(二)相對(duì)溫差診斷技術(shù)。為了對(duì)電廠電氣設(shè)備運(yùn)行是否安全做出準(zhǔn)確的診斷、預(yù)判，除了以上常用經(jīng)驗(yàn)診斷技術(shù)，還應(yīng)引入相對(duì)溫差診斷技術(shù)。如果電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)外部短路事故或者負(fù)荷電流增大，就會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)安全事故。利用相對(duì)溫差診斷技術(shù)，對(duì)電氣設(shè)備發(fā)熱部件的溫度進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算溫升變化情況，就可以判斷設(shè)備有沒(méi)有出現(xiàn)運(yùn)行故障[2]。這一診斷技術(shù)反映電氣設(shè)備運(yùn)行中電阻相對(duì)偏差的大小不會(huì)被環(huán)境條件、所受負(fù)荷的大小等因素影響，體現(xiàn)電氣設(shè)備的常規(guī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和要求。在診斷電氣設(shè)備的載流部件過(guò)熱現(xiàn)象方面，相對(duì)溫差診斷技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。如果運(yùn)行環(huán)境的溫度較低或者電氣設(shè)備的負(fù)荷較小，那么設(shè)備溫度必然比高溫環(huán)境、大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的溫度要低。然而在測(cè)量的電氣設(shè)備溫度值較高時(shí)，也有發(fā)生故障的可能，判別相對(duì)溫差就是為此提出的，通過(guò)測(cè)量電氣設(shè)備紅外圖像的溫度相對(duì)差值，將異常點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相對(duì)溫升值計(jì)算出來(lái)，和電氣設(shè)備安全運(yùn)行時(shí)的溫度比較，重點(diǎn)檢測(cè)疑似故障點(diǎn)。

(三)小波變換診斷技術(shù)。在安全運(yùn)行狀態(tài)下，電氣設(shè)備的電磁信號(hào)是平穩(wěn)的，發(fā)生故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)奇異點(diǎn)。按照小波變換理論可以實(shí)施奇異信號(hào)的多辨率分析，基于不同尺度分解信號(hào)，將原信號(hào)不同的組成情況反映出來(lái)。針對(duì)分析所得故障信號(hào)，可以實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)，達(dá)到診斷電氣設(shè)備故障的目的。其過(guò)程一般是:采集信號(hào)、消除噪聲、變換不同尺寸小波、分析小波、診斷故障、排除故障。例如當(dāng)電廠的交流電機(jī)定子繞組匝間出現(xiàn)短路故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高次諧波電流，既增加鐵芯損耗，又會(huì)因負(fù)序諧波減小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，出現(xiàn)發(fā)熱、噪聲和振動(dòng)等現(xiàn)象。利用小波變換診斷技術(shù)對(duì)信號(hào)實(shí)行采樣分析，能夠準(zhǔn)確找出信號(hào)奇異點(diǎn)，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)故障，并分析其故障原因。

三、風(fēng)力發(fā)電廠電氣設(shè)備安全運(yùn)行的保障措施

(一)加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行調(diào)試。每一個(gè)風(fēng)電廠都配備了不同的電氣設(shè)備，電廠要按照實(shí)際情況有計(jì)劃地調(diào)試電氣設(shè)備。相關(guān)工作人員在調(diào)試電氣設(shè)備的過(guò)程中要盡量提高效率，保證整套電氣設(shè)備有充足的聯(lián)調(diào)空間，在交叉作業(yè)時(shí)尤其要謹(jǐn)慎對(duì)待每一道工序，高質(zhì)量開展電氣設(shè)備運(yùn)行調(diào)試工作，收集并整理相關(guān)資料，為其安全運(yùn)行的診斷與維護(hù)做充足的準(zhǔn)備。

(二)加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行檢修。在風(fēng)電廠電氣設(shè)備安全運(yùn)行的診斷和管護(hù)中，應(yīng)采取科學(xué)的手段開展設(shè)備檢修與維護(hù)工作，確保電氣設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定[3]。與此同時(shí)，管理人員要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)于電氣設(shè)備運(yùn)行安全的狀態(tài)檢修制度，收集、整理設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)和信息，做好分析工作，把獲取的數(shù)據(jù)與信息如實(shí)記錄在冊(cè)。如在對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行安全信息進(jìn)行整理時(shí)，應(yīng)詳細(xì)統(tǒng)計(jì)電氣設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生短路、斷路、電壓波動(dòng)等故障的時(shí)間、次數(shù)和原因等，明確其型號(hào)、編號(hào)，分析調(diào)試不合格、漏氣、絕緣性差等數(shù)據(jù)，提供電氣設(shè)備檢修依據(jù)，基于電廠電氣設(shè)備運(yùn)行安全情況制定檢修方案。

(三)加強(qiáng)電氣系統(tǒng)管理。電氣系統(tǒng)對(duì)于風(fēng)電廠的電氣設(shè)備運(yùn)行安全而言是命脈所在，直接關(guān)系到其運(yùn)行能否安全、高效。為此，電廠必須加強(qiáng)電氣系統(tǒng)管理，制定并執(zhí)行完善的安全管理制度。第一，針對(duì)本廠技術(shù)人員、維修人員及管理人員開展安全教育培訓(xùn)活動(dòng)，保證每個(gè)人都參與其中，定期接受安全教育，奠定電氣設(shè)備安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。第二，完善安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)防控機(jī)制，由管理人員以身作則，增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)防控意識(shí)，到第一現(xiàn)場(chǎng)觀察、診斷，掌握電氣設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)頻繁發(fā)生故障的部位進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)安全隱患，有效排除故障，保證電氣設(shè)備安全運(yùn)行。第三，完善獎(jiǎng)懲機(jī)制，通過(guò)制度對(duì)人員行為進(jìn)行控制，使其規(guī)范操作，一旦發(fā)生違規(guī)操作行為，必須嚴(yán)懲當(dāng)事人，盡可能提升電氣設(shè)備的安全運(yùn)行系數(shù)。

綜上所述，在現(xiàn)階段風(fēng)力發(fā)電事業(yè)蒸蒸日上的形勢(shì)下，發(fā)電廠務(wù)必要提高對(duì)電氣設(shè)備安全運(yùn)行的重視程度，在其運(yùn)行過(guò)程中有序?qū)嵤┕收显\斷，掌握運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)消除故障和隱患，以最大限度降低安全事故發(fā)生率，為電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。