风力发电机运行维护重点与难点分析.docx

风力发电机运行维护重点与难点分析作者：叶书健来源：电力与能源系统学报下旬刊2019年第Ol期摘要：风力发电是现阶段能源节约的主要方式之一，对实现我国能源的保护与利用十分有帮助C而风力发电机恰为影响发电的关键原因，它能够将机械能、风能以及电能进行有效转化，为电力工程建设提供不竭动力。关键词：风力发电机;运行维护;分析中图分类号：TU52文献标识码：A1风力发电机运行中存在的故障1.1异常振动造成发电机出现异常振动的原因如下：前期设计中存在缺陷和质量问题，在转动过程中发生磨损，导致出现异常振动;经过长时间的使用，发电机中会出现一些零部件松动的问题，如果没有进行及时维护，会导致转子中心与发电机的旋转中心无法重合，失去平衡，所产生的离心力作用于轴承，导致发电机严重的振动问题;在发电机的安装、维护、检修等过程出现了不符合规定的操作，也会导致出现异常振动现象。1.2变流器故障在风力发电的过程中，双馈异步发电机的定子绕组与电网连接，通过变流器进行相互耦合，然后根据转子绕组中对于电压、频率等内容的要求，实现其自动化的调节。变流器常见的故障是在设备突然停送电时导致内部板卡元件损坏、IGBT模块烧坏、连接端子接触不良造成发热烧毁端子和电缆等情况。1.3发电机叶片故障发电机的叶片在转动过程中受到多种力量的相互作用，例如阵风、自然风、覆冰以及自身重力等，还会受到来自设备内部激振力的作用，这些力的长时间作用可能导致叶片出现疲劳损坏以及故障，尤其是受风切变及其他风机尾流影响比较严重的风机。另外风机叶片受到雷击而损坏，也是叶片损坏的重要原因之一。风力发电机组安装在野外比较恶劣的环境，经常处于无人值守的状态，对其运行状态的监测尤其重要。由于环境因素，机体各部件故障率较高，叶片作为风力发电机组的主要部件之-.对其故障监测十分必要，一旦出现故障，要是不及时处理，叶片就会很快的断裂。轻则造成停机，重则烧坏机组，影响正常供电，造成不可挽回的损失。风机叶片故障类型可分为裂纹、凹痕和破损等，叶片的振动形式主要包括摆振、挥舞振动、扭转振动和复合振动，叶片的故障信息通常依靠现场监测的震动信号进行反应。在风力发电机组故障中，突变信号和非平稳信号往往会伴随故障存在。理论上讲，当叶片出现裂纹时，振动信号中会伴随有较强的高频冲击波，并且这些离散的故障信号是可能存在任意频段内的。1.4 变频器的故障变频器的故障种类很多，主要有以下几类：变频器不正确的动作行为、过电流、过电压以及电压不够等等C风力系统的变频器过电压情形指的是中间的直流回路超过电压，这会使中间直流回路滤波电容器的寿命大大减短。之所以会产生这种故障，是由于电源侧的冲击过电压。风力系统过电流故障是因为变频器负载有突然地变化，并且负载的不均匀分布，输出的还有短路这些种种缘由引起，加上逆变器过载的性能、功能极其差，因此逆变器过载故障诊断可谓是相当重要。另外，整流回路故障会因为输进的电源缺少而致使电压不够的故障发生。还有，低压穿过电网的时候变频器可能会产生故障。1.5 轴承故障风电机组主要零部件的可靠性研究表明，在风电机组的故障中电气和控制系统故障率最高，传动系统如齿轮箱、主轴承等故障率相对较低。但进一步的研究表明电气和控制系统的故障容易排除，停机时间短，并且也不需要吊车等辅助工具。从机组故障引发的停机时间、维护费用和是否容易造成的继发故障等角度分析，与电气和控制系统相比，机械传动系统的状态监测与预警维护更为重要。轴承是旋转机械的关键部件，也是风电机组机械传动系统的核心部件，机械传动系统的非轴承如齿轮箱、桨叶等故障，亦多是由轴承故障引起或可在轴承的运行状态中得到反映。因此对轴承的运行状态进行实时监测，对整个机械传动系统的故障诊断和运行维护具有重要的意义。2风力发电机运行维护重点与难点2.1 日常检修风力发电机的日常检修属于最基础的运行维护措施，风力发电机日常运行中出现的故障问题都要通过检修的方法进行处理2。本文通过总结风力发电机日常检修的基本措施，解决运行中的故障问题C1）看：检修人员在风力发电机日常运行期间采用直接观察的方法评估运行状态，观察风力发电机中安全平台与构件连接的牢固性，观察连接螺栓的固定性，观察电线电缆的状态，检修人员重点观察风力发电机齿轮、旋转位置处的润滑油，不能出现漏油、干燥的情况，观察润滑位置是否需要清理。2）听：日常检修中听风力发电机的异常声音，可以判断发电机的运行状态，发电机工作时有放电、摩擦、击打等声音时表示有故障，检修人员应该熟悉掌握风力发电机正常工作时的声音，根据经验听取风力发电机的声音，重点听风力发电机的控制柜、齿轮箱、轴承、闸盘闸垫、叶片等。3）故障维护：风力发电机日常检修中发现故障后，就要采取故障维护的措施，专门解决发电机的故障，待风力发电机恢复正常后，检修人员要综合检查发电机的状态，排查发电机的连接线，防止出现连接错误的情况，除此以外检修人员还要清理风力发电机故障维护的现场，为发电机运行提供良好的工作环境。2.2 日常维护若想使风力发电机获得正常运行，日常的维护工作是必不可少的，只有提高对风力发电机日常维护工作的重视，才有助于保持风力发电机的稳定状态，并有助于尽早发现问题，将故障问题扼杀在萌芽之中，这也是提高风力发电机使用效率与使用寿命的有效手段。2.3 定期维护在风力发电机运行维护工作中，万不可忽视定期维护的重要性，这样才会使风力发电机能够一直处于正常运行状态之下。在这里定期维护是指对风力发电机运行情况的定期维护，并针对风力发电机真实运行状态，来制定出定期维护方案，在方案中应将维护重点划分出来，使实际维护工作可以有所针对，进而使风力发电机运行维护工作能够落实到实处，避免故障对风力发电机运行所产生的影响。如检查联接件，特别是检查螺栓力矩，确保各个部件润滑性保持良好状态，才能实现对风力发电机的维护工作。2.4 故障处理风力发电机运行维护中的故障处理是指针对已经出现的故障提出有效的处理措施。风力发电机在风电场中持续、不间断的工作容易导致发电机设备存在潜在故障隐患。本文以某案例中的风力发电机过热故障为例，分析运行维护时故障处理措施的应用。案例中，风力发电机机壳的温度已经超过了60,维护人员经过检查后发现，风力发电机的磁片、转子轴安装误差超限、轴承安装间隙较小，此类故障隐患的作用下，发电机运行时转子扫膛，转子磁极碰撞定子铁芯，而且轴承偏磨严重并发生损坏，风力发电机处于带病作业状态，维护人员更换了弯曲的转子轴，准确校正了转子轴的安装位置，调整了轴承间隙，同时清理轴承位置并重新添加了润滑油，风力发电机运行时仍旧存在过热的情况，此时维护人员再次检查故障点，发现故障来源于轴承位置，更换新的轴承后故障消失。结束语总而言之，发电机在风力发电系统中占据着十分重要的地位，所以应对风力发电机运行维护工作加以重视，使风力发电机能够始终处于良好运行状态之下。为贯彻这一目标，在风力发电机日常维护之中，应以其实际运作情况为出发点，对其中所存在的故障进行有效分析，进而采取积极有效方法使故障获得解决，以实现对风力发电机的良好雒护，降低故障问题对风力发电机影响的概率，使风力发电机安全性与可靠性获得保障，最终使风力发电机运行维护工作的重要作用可以得到彰显。参考文献：I张鼎甲.浅谈风电场电气设备中风力发电机的运行维护UL企业技术开发，2011,30(21)：34-35.