風力發電項目的升壓站電氣設備維護分析

鄭宇飛

摘要：風力發電設備的可靠性數據管理包括風電機組的可靠性數據統計管理和風電場的可靠性數據統計管理兩部分。風電機組的可靠性數據范圍以風電機組出口主開關為界，包括塔筒、葉輪、傳動變速系統、發電機系統、偏航系統、變槳系統、液壓系統、控制系統、變流/變頻系統、通信系統以及相應的輔助系統。風電場的可靠性數據范圍包括風電場內的所有發電設備，除風電機組外，還包括箱變、集電線路、升壓站主變等，及其相應的附屬、輔助設備、公用系統和設施。

關鍵詞：風力發電;電氣設備;升壓站;設備維護

引言

隨著我國風電行業的不斷發展，全國眾多地區不斷加大了風電建設力度，在這過程中引發了一系列風力發電機組安裝安全事故。近年來，隨著平原地區風資源開發逐漸趨于飽和，人們逐漸將關注度轉移至山地風電場的開發建設，然而在山地風電場的開發建設中，施工環境惡劣，加之道路坡度偏大、吊裝平臺窄小，增大了風力發電機組的安裝難度和風險。基于此，施工企業在開展風力發電機組安裝過程中，應有效地分辨安裝過程中存在的風險，對環境、人員、設備等影響因素進行全面分析，采用可靠的技術措施，促進風力發電機組的安裝安全、有序進行。

1升壓站電氣設備基本情況及安裝需求

在風力發電項目中建設升壓站主要目的在于將風力發電機產生的電能進行聚集，并將電壓提升之后傳輸到電網系統中。根據不同風力發電項目的標準情況，升壓站的電壓等級也有所不同，其中最為常見的是110kV，在風力發電項目中升壓站主要采取的接線方式為單母線接線，與之配套的電氣設備主要有斷路器、互感器、變壓器、開關柜等必要的電氣設備與裝置;在室內部分同樣也需要增設繼電保護裝置等，斷路器和互感器等需要安置在戶外空間之中，以更好地發揮作用。另外針對風力發電項目升壓站電氣設備的安裝，需要全方面考察該項目所處地域的氣候條件因素以及地理要素等情況。例如如果風力發電項目的升壓站位于潮汐地區，則在電氣設備的安裝之前著重強化其防腐要素，可以進行特殊化的防腐處理，而針對容易腐蝕的設備金屬結構部分則應該采用316不銹鋼等防腐除銹效果更好的材料，電氣設備的安裝需要確保其具有抗壓和抗震效果，設備的安裝環境能夠滿足保護級別的相關要求等等。

2風力發電機組故障診斷方法

從風力發電機組故障診斷實際情況來看，在時代不斷發展的同時，其診斷方法也在不斷地進行改進與優化，診斷結果的準確性也呈現逐年上升趨勢。現階段，在進行風力發電機組，故障診斷的過程中，較常見的方法有時域分析法、頻譜分析法等。時域分析法在實際應用的過程中是一種應用較為廣泛，且較為簡單的一種診斷方式，其在實際應用的過程中難以對故障的準確位置進行判斷。而其方法的使用需要相關人員準確地進行有量綱特征參數、無量綱動態指標的確定，以保證所研究數據的準確性。頻譜分析法，在實際應用過程中是應用較為廣泛，且能夠獲取大部分故障特征的一種故障診斷方法，其在實際應用的過程中，通過檢測設備對風力發電機各個部分的震動頻譜進行調查，并按照其頻譜圖中所反映的情況，分析風力發電機組在實際應用過程中存在的主要問題。在實際應用過程中，要注意自功率譜分析以及共振調節工作。

3風力發電項目的升壓站電氣設備維護策略

3.1強化方案管理

當前我國風力發電項目等電力能源配套設施的建設已經建立了更加完備的行業規范和規定要求，在開展升壓站電氣設備管理時，需要嚴格按照施工計劃以及電力設備安裝、調試與管理方案的要求進行全面履行。例如，在升壓站電氣設備施工安裝期間，管理人員要全面檢查電氣設備安裝與調試工作人員的技能水平是否與方案計劃中的要求相匹配、施工人員數量是否調配充足、相關工具和設備等是否處于指定位置等等，特別是針對升壓站電氣設備中的主變壓器和高壓斷路器等相關設備，要嚴格履行編制方案中的要求;在針對室外安裝設備進行安裝時，要盡可能選擇晴朗天氣進行安裝，以確保電氣設備的干凈和整潔，不斷提高電氣設備安裝管理的質量和水平。

3.2建立完善且成熟的維護管理體系制度

風力發電廠所有電氣設備為運轉發電提供了動力，更是風力發電廠運行的基礎，而眾多電氣設備要想管理好是無法脫離完善且成熟的維護管理體系制度的。此體系制度應將操作員與運維管理人員進行合理區分，并根據實際情況進行操作與運維管理登記，以便下一班接崗人員能對電氣設備運轉狀況進行評估，在故障出現之前進行排查，確保電氣設備的安全性以及保障風力發電廠所有人員人身財產安全。此外，在信息化、智能化與大數據發展飛速的信息時代下，可以引進云端處理平臺，供風力發電廠內相關人員可以隨時在云端讀取電氣設備工作狀態與預警情況。借助新興信息技術可以使得龐大的數據量快速地存儲到云端，減少大量紙質材料的記錄，也不需要專人進行數據的查找，信息化、智能化的運維管理體系在實現信息數據共享的同時還能減少人力物力的浪費。

3.3機組設計改進

在風力發電并網中，不僅要重視風力發電設備自身質量問題，也需要重視不同環節的銜接質量。在電力系統中，風電機組為重要組成部分，為了保障電力系統的穩定運行，既要從設備可靠性方面入手，也需要從系統可靠性方面分析，進而實現全方位策略的制定，使得風力發電機組取得預期的經濟效益、社會效益。控制風電場的額外投資，實現用電成本的有效控制，對提升發電量有著積極影響;且選擇自重較輕、體積較小、運行效率較高的風電機組，對控制風電場成本有重要作用。另外，以風電機組設計改進工作實現設備可靠性的提升，對風力發電并網工作有積極作用。

3.4施工物料安全管理實踐

風電設備通常為超長、超寬、超重的部件，不僅場內運輸不便，場外運輸也是影響工程項目順利進行的一大因素。山地風電場風力發電機組安裝應結合工程項目的實際情況，考慮葉片因素，設立塔筒堆放場地，一方面要防范供貨、運輸不連續的風險;另一方面要確保場內安裝施工連續;在施工時，避免因設備運輸周期長導致設備難以按時到位而出現吊裝窩工。設備安裝過程中，由于吊裝平臺狹窄，風機設備不便存放，分散的風機機位、風機點位偏長，因此可以在風機檢修支路段設置錯車位，確保載重設備車輛與空車錯車，提升安裝效率。

結束語

通過對設備的可靠性指標的分析和評價，發現設備的薄弱環節和安全隱患，對設備的運行方式、檢修、技術改造等工作提出指導性意見，超前控制事故的發生，提高設備的可靠性水平。風電設備可靠性數據作為一項重要生產要素，不僅可以反映風電場生產運維狀態，還可以通過分析成為風電場設備管理及運行檢修工作質量的直接判斷依據，并最終影響各風場發電效益。風電設備可靠性數據管理的目的，是為了開展風機發電性能評估、可靠性分析、重大事故預警、預防性檢修等工作。

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