風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)

黃天宇 華電（福建）風(fēng)電有限公司

高科技技術(shù)的快速發(fā)展使得我國(guó)各行業(yè)有了新的發(fā)展空間，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。近年來，隨著國(guó)家對(duì)新能源開發(fā)和利用的高度重視，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的重要工作。

一、建立健全發(fā)電機(jī)運(yùn)行管理制度

完善的制度，則是發(fā)電機(jī)良好運(yùn)行的保障。一套健全的、完整的管理制度應(yīng)當(dāng)包括以下內(nèi)容：一是落實(shí)責(zé)任，明確每一個(gè)人的工作職責(zé)，同時(shí)這也會(huì)將整個(gè)團(tuán)隊(duì)的維護(hù)、檢修水平提升至一個(gè)新的高度。二是設(shè)備的定期更換，以保證設(shè)備的性能不被這個(gè)社會(huì)淘汰。三是積極引進(jìn)優(yōu)秀人才、引入前沿的故障檢測(cè)技術(shù)，以提高整個(gè)檢修隊(duì)伍的水平，提高維護(hù)、檢修的質(zhì)量。

二、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸電流腐蝕防護(hù)

方案一：根據(jù)軸電流產(chǎn)生的原理，抑制軸電流產(chǎn)生。在變流器輸出端，加裝dv/dt 電感、dv/dt 濾波器、正弦波濾波器和共模電抗器等，變流器采用特殊的調(diào)制算法或共模濾波器。方案二：阻斷其形成回路。常見的方式有采用絕緣軸承、低阻抗油脂、陶瓷混合軸承和絕緣耦合等。方案三：引流，通過接地形式把高頻電流導(dǎo)入地下，從而保護(hù)軸承。較常見的方法是采用碳刷接地。方案一中的抑制高次諧波的方案由變流器廠家加以實(shí)施，改造費(fèi)用較高。方案二提出的阻斷其回路的方法則較容易實(shí)施，但是效果有限。因?yàn)榻^緣軸承和絕緣端蓋相當(dāng)于一個(gè)電容，絕緣端蓋和絕緣軸承并不能完全阻斷其高次諧波的導(dǎo)通。方案三中的接地電刷對(duì)軸電流有直接導(dǎo)出作用（其路徑為：轉(zhuǎn)軸—接地電刷—端蓋—機(jī)座—地），可隨時(shí)將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的靜電荷引向大地，使其繞開軸承，如此便可大幅減小甚至消除流過軸承的電流。

三、模具設(shè)計(jì)

對(duì)風(fēng)電主軸法蘭部的技術(shù)要求及金屬流動(dòng)方向進(jìn)行分析研究，以降低鍛件的鍛造余量，使鍛件的金屬纖維流向更加合理同時(shí)使法蘭部中心得到壓實(shí)。模具型腔的圓角及拔模斜度設(shè)計(jì)直接影響到充型效果及應(yīng)力分布狀況。通常情況下鍛模圓角越大應(yīng)力集中效應(yīng)越弱，即增大鍛模圓角有利于改善模具應(yīng)力分布和應(yīng)力值，避免在充填過程中模具產(chǎn)生裂紋；另一方面增大模具圓角還可以降低材料流動(dòng)的阻力，更有利于材料充滿型腔。根據(jù)有限元模擬分別選取拔模斜度為4°、底部圓角為R40mm、法蘭根部圓角為R250mm，可實(shí)現(xiàn)法蘭部分坯料充滿型腔并且有效緩解模具在此部位的應(yīng)力集中。

四、風(fēng)力發(fā)電器的仿擬驗(yàn)證分析與探討

創(chuàng)設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障的模擬平臺(tái)，要想對(duì)所有類別故障的診斷算法開展實(shí)驗(yàn)，就需要在開展故障信號(hào)模擬的同時(shí)，開展風(fēng)力發(fā)電機(jī)事故的監(jiān)測(cè)和診視。實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以模擬很多故障，例如傳動(dòng)系機(jī)械的不正常運(yùn)作、發(fā)電機(jī)的定子繞組短路事故等。創(chuàng)設(shè)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以模仿很多事故，其中有定子繞組匝間短路事故、定子不平衡和轉(zhuǎn)子不平衡現(xiàn)象，因?yàn)檫@一實(shí)驗(yàn)?zāi)７缕脚_(tái)有一個(gè)感應(yīng)的發(fā)電機(jī)是滑環(huán)雙饋式的繞線感應(yīng)發(fā)電機(jī)。定子和轉(zhuǎn)子會(huì)出現(xiàn)一些故障，可以通過雙饋型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來開展模擬實(shí)驗(yàn)，采用和實(shí)際運(yùn)行的雙饋發(fā)電機(jī)差不多的結(jié)構(gòu)，同時(shí)，可以人為進(jìn)行控制。

五、有限元分析

利用有限元分析軟件對(duì)葉根和漿葉連接螺栓組的受力情況進(jìn)行有限元分析，運(yùn)行中葉根因受到中心彎矩的作用，使得葉根處一端受拉另一端受壓，這種受載方式使葉根出現(xiàn)受拉、壓兩端處的應(yīng)力值較大，中間處應(yīng)力值較小。漿葉螺栓組中受力最大的連接螺栓出現(xiàn)的位置與葉根受力最大處位置相一致，即180°區(qū)域，這是因?yàn)樵谖词┘訌澗睾洼S向力之前，連接螺栓組在預(yù)緊力作用下，葉根與變槳軸承緊密貼合，而葉根在施加了集中軸向力與中心彎矩以后，葉根受拉一側(cè)（180°）發(fā)生拉伸形變，而此處的連接螺栓也跟著被拉伸，應(yīng)力值增大，受壓一側(cè)（0°）的葉根被壓縮，連接螺栓被放松，此處的應(yīng)力值相對(duì)受拉一側(cè)減小。雙頭螺柱受力最大位置出現(xiàn)在180°區(qū)域的螺柱頭與螺桿交界處的第一螺紋處。

六、定期維護(hù)

1.整機(jī)維護(hù)。在對(duì)發(fā)電機(jī)定期維護(hù)之余，進(jìn)行必要的整機(jī)維護(hù)，以延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)的使用壽命。定期清理發(fā)電機(jī)的塵土、銹跡，從而保持發(fā)電機(jī)的清潔，減少不必要的故障發(fā)生。同時(shí)也需要對(duì)墊圈、螺栓等緊固件的接連情況作出檢查、對(duì)絕緣電阻作出檢查、對(duì)連接電纜的絕緣性能做好檢查，保證其能滿足實(shí)際工作的需要。2.進(jìn)行軸承與潤(rùn)滑系統(tǒng)的維護(hù)。及時(shí)定量地補(bǔ)充潤(rùn)滑油，防止發(fā)電機(jī)被燒壞。3.定子、轉(zhuǎn)子的繞組維護(hù)。根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行規(guī)律，對(duì)發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子進(jìn)行維護(hù)。首次啟動(dòng)的或是長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)，每年進(jìn)行一次絕緣電阻的測(cè)試即可，出現(xiàn)故障后再對(duì)其他的進(jìn)行測(cè)試。對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行定期檢修，可以讓設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間保持良好的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)的使用壽命，讓它發(fā)揮更多的本領(lǐng)，創(chuàng)造更多的能源。

七、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，風(fēng)電場(chǎng)中的發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行效率是至關(guān)重要的。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題必須要引起相關(guān)人員的重視，加強(qiáng)管理，以減少故障的發(fā)生，以使整個(gè)風(fēng)電行業(yè)朝著更加蓬勃的方向發(fā)展。