風電機組日常檢修維護與故障處理探究

王永杰

摘 要：基于目前我國大力發展低碳經濟的戰略要求，我國的風電事業得以大規模發展，表現出風電機組裝機容量的大幅度和快速增加。而由于風電機組的運行環境惡劣，加之自身結構復雜，在長時間運行中容易出現主控系統、齒輪箱、變槳系統、發電機和葉片等部位的故障而影響機組的正常、安全和高效運行。這就需要針對上述常見故障做好故障診斷和相應的處理工作，降低風電機組各個部件和系統的故障概率以及故障造成的危害程度，提升風電機組運行效率和風電場的整體經濟效益。

關鍵詞：風電機組;日常檢修維護;故障處理

1引言

面對目前規模不斷擴大的風電機組，加之風電機組的運行環境復雜且惡劣，為了降低機組故障概率，就需要加強對風電機組的日常檢修工作，掌握機組各個部分的運行狀況，制定和實施科學的維護計劃，及時發現和處理故障問題，預防各類故障的發生，保證風電機組的穩定和安全運行。

2風電機組日常檢修及維護內容

由于風電機組設備和各個部件大多在室外運行，為了更好地收集風能，風電場也建設在山區等風能資源豐富的地區，但是這些地區地形地勢比較復雜，常年受到大風等惡劣天氣的影響，使得風機設備和部件出現故障的概率較高，因此要做好日常檢修工作，及時發現問題并處理。比如在日常檢修與維護中，檢查風機運行中是否存在異常問題，是否存在線纜吵擾或風機葉片旋轉不暢的問題。還需要對風機系統中的潤滑系統進行檢查，針對油量不足的問題及時補充潤滑油，并且及時補救漏油問題。此外，對風機部件之間的連接情況進行檢查，緊固松動的螺栓，確保制動系統和避雷系統的正常運行。通過上述定期維護工作，整理歸檔所收集的數據，此工作可以每半年或一年開展一次。

3風電機組常見故障和診斷方法

3.1主控系統常見故障和診斷方法

風機作為風電機組的核心部件，主要有主控系統發出邏輯判斷和動作控制指令，針對目前常見的PLC模塊化設計和背板總線連接的控制系統，在運行中容易出現數字量或模擬量信號輸出顯示不正常或輸入信號沒有反應、模塊指示燈熄滅等問題，針對上述問題，則通常需要將相關程序進行刷新或者更換相應的器件等。在出現外部故障時，還會在后臺監控SCADA系統中發出相應的報警，提示相應的故障代碼等，便于對外部器件中的故障點進行快速和準確定位、處理等。

3.2齒輪箱常見故障和診斷方法

在風電機組機艙中的齒輪箱，主要作為雙饋機組傳動鏈來連接主軸和發電機，由于其受力狀況和自身結構比較復雜，在運行條件和荷載頻繁改變時會導致失效的問題，表現齒輪故障和軸承故障兩大類故障。對于齒輪故障來說，表現出斷齒、齒面疲勞和粘著問題，對于軸承故障來說，則主要有磨損、點蝕、裂紋和表面剝落等問題。如果軸承出現了上述故障，則會對齒輪箱造成嚴重危害。針對上述故障，通常采取振動監測的診斷方法，而且在日常檢修時重點檢查齒輪箱管路、中心孔、端蓋和冷卻器的密封性，排查是否存在漏油等問題。同時還要通過齒輪箱上的觀察孔或者采取內窺鏡的方式對噴油管流速、噴油量大小、是否出現排氣管開裂或彎折問題等進行檢查，定期開展對傳感器的校驗和振動測試工作，以及對齒輪箱的彈性支撐進行檢查。

3.3變槳系統常見故障和診斷方法

變槳系統是風電機組的重要執行機構，用于控制風機系統轉速，最大化利用風能并保證機組的安全運行。此系統在風機轉速超出正常范圍時則下達指令作出收槳動作，避免風機故障的發生。但是此系統在長時間運行中的常見故障可以分為電氣和機械故障兩大類。對于前者來說，需要通過手動變槳測試、急停收槳測試、充電回路測試和變槳電池檢查等方式開展故障診斷工作。對于后者來說，則需要檢查變槳電機、變槳軸承的密封性以及潤滑油系統等。其中的輪轂作為變槳系統的重要旋轉部件，容易出現力矩不符合要求或松動的問題，也需要做好相應的診斷和檢查工作。

3.4發電機常見故障和診斷方法

發電機也屬于風電機組中的核心部件之一，起到機械能向電能轉化的作用，保證風電機組中電氣系統的正常運行。在現階段我國風電機組裝機容量在不斷增加的趨勢下，所用發電機的體積和重量也隨之增加，其結構也更加復雜，容易出現不同工況和電磁條件下的密封性問題，表現出振動異常、軸承過熱、轉子或定子線圈短路、轉子棒斷裂、絕緣損壞等故障，其中概率最高的故障就是軸承故障和定子故障，重點是基于轉子或定子的電流信號、電壓和輸出功率反饋情況的檢查來診斷發電機常見故障類型和原因。

3.5葉片常見故障和診斷方法

在風電機組中，葉片主要起到吸收風能的作用，所用材料為纖維增強復合材料，其長時間處于室外環境中，受到潮濕空氣和腐蝕、大風等因素的影響，表現出出現疲勞裂紋或斷裂故障的概率較高。尤其是針對目前長度為幾十米而且長度還在持續增加的葉片，其體積和質量也隨之增加，更是增加了機組運行中的葉片故障概率。針對此類故障，則通常采取紅外成像檢測方式來判斷物體的溫度，掌握物體表面裂紋、剝落問題發生時的熱輻射能量分布情況，進而可以有效分析零件表面的裂紋，及時發現故障。

4風電機組日常故障及處理方法

總結風電機組運行中的常見故障類型和特點，可以將常見故障分為早期故障、意外故障和損失故障等不同類型。針對各種類型的故障可以采取日常檢修、定期維護和故障后維修等處理方式。比如針對機組投入運行初期故障概率較高的特點，分析故障原因，主要由于機組設計以及硬件設備生產、裝配時的缺陷所導致。這就需要在機組投入運行初期應加大日常檢修頻率，通過前期的故障隱患排查，保證其通過240測試之后進入穩定運行階段。在此階段中則應按照維護計劃要求做好風機維護工作，尤其是做好對齒輪箱、偏航系統、導電軌、固定螺栓等部件的檢查工作。同時還要總結此階段中的設備故障率和特點，基于上述信息進行備件儲備制度的制定，避免在故障發生之后由于備件不足而耽誤正常運行。在總結風電場特點的同時，針對不同類型故障建立日常檢修和定檢維保策略，排查和消除可能出現的故障隱患。而在機組經過長時間運行之后，針對其常見的老化、異響和漏油、振動等問題，應定期開展全面體檢工作，加強技術改進，通過可靠技術的應用來降低風電機組故障概率。

除了上述綜合故障處理方法，還要針對其中的特定故障采取針對性的故障處理方法。比如針對風機功率曲線不達標的問題，則需要檢查機組葉片對零、風向標對北、機組找中等機械部件，還要檢測和優化風機算法、控制邏輯等軟件內容。而針對變槳電機故障，則可以更換制造商，做好對整套變槳系統的設計和維護工作。比如要做好對后備電源、變槳軸承、減速箱潤滑效果等內容的故障檢修和維護。在上述工作中，基于科學的風電場管理規程要求，改良推動設施設備的技術工作，維護風電機組的穩定運行。

5結語

在現階段，我國的新能源事業在如火如荼的開展，表現在電力行業上，主要是風電、水電和光伏發電機組裝機容量的快速增長，多個百萬千瓦級別風電場的建設和投入運行，加速陸上風電事業的發展，同時，海上風電也在同步快速發展。但是總結風電機組的運行特點及其運行中的常見故障，需要采取有針對性的故障處理策略和科學的診斷方法，及時排除故障并降低故障概率，維護風電機組的高效和安全運行。

參考文獻：

[1]黃驍.風電機組的日常檢修維護與故障處理[J].名城繪， 2020， 000（003）：P.1-1.

[2]徐超林.波形分析在風電機組變流器故障處理中的應用[J].機電信息， 2019， 000（021）：14-15.

[3]沈澤林.風電機組的日常檢修維護與故障處理[J].數碼設計（上）， 2019， 000（011）：387-388.

[4]蔣志偉.風電機組的日常檢修維護與故障處理[J].科技創新與應用， 2019， 000（028）：127-128.