風(fēng)電機(jī)組的日常檢修維護(hù)與故障處理淺析

吉學(xué)帥

摘 要：近年來(lái)，在世界范圍內(nèi)能源消耗現(xiàn)象日益嚴(yán)重，各國(guó)環(huán)境問(wèn)題日益突出，在此情況下，我國(guó)在發(fā)展過(guò)程中，大力倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，將綠色能源作為能源發(fā)展的重點(diǎn)。結(jié)合風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用情況來(lái)看，近年來(lái)該項(xiàng)技術(shù)水平不斷提高，并且有大規(guī)模發(fā)展?jié)摿?，是一種能夠提供大量電能的可再生能源技術(shù)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，此項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)成為我國(guó)發(fā)展過(guò)程中重要的代替能源。但是目前我國(guó)風(fēng)力發(fā)電事業(yè)還處于起步階段。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組;日常檢修維護(hù);故障處理

引 言

我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不斷深入推進(jìn)，對(duì)于一些能源工程的建設(shè)也是愈加重視，特別是發(fā)揮著重要作用的電力能源來(lái)說(shuō)更是發(fā)展的重點(diǎn)，而對(duì)應(yīng)的發(fā)電廠建設(shè)的規(guī)模也越來(lái)越大，數(shù)量也在逐年提升，為我國(guó)各項(xiàng)工程的建設(shè)和人民的日常生活需求提供有力的能源保證。但是作為區(qū)別于傳統(tǒng)火力發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電，它的普及和發(fā)展速度都是極其迅速的，帶來(lái)的效果與作用也是不可估量的。然而在快速發(fā)展的現(xiàn)狀之下依然存在著許多的不足與缺陷，比如相關(guān)管理制度不夠完善、電廠的工作人員專業(yè)素養(yǎng)沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)等等，因?yàn)檫@些因素的影響，從而對(duì)風(fēng)力發(fā)電站整體的工作效率和所要發(fā)揮的作用產(chǎn)生一個(gè)抑制的效果。所以不斷改善和發(fā)展風(fēng)電站，為工程建設(shè)提供一個(gè)穩(wěn)定的保障。

1、風(fēng)電機(jī)組的常見(jiàn)故障和診斷方法

1.1主控系統(tǒng)。主控系統(tǒng)作為風(fēng)電機(jī)組的核心部件之一，其主要是通過(guò)發(fā)送邏輯判斷與動(dòng)作指令的方式控制風(fēng)機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過(guò)深入的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前最常見(jiàn)的風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)主要以PLC模塊化設(shè)計(jì)和背板總線連接方式為主。雖然這種控制方式的應(yīng)用為風(fēng)電機(jī)組的高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，但是由于這種控制方式在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，電子器件經(jīng)常因?yàn)槭艿酵獠恳蛩氐挠绊懚霈F(xiàn)各種各樣的故障。比如，模塊本身出現(xiàn)的數(shù)字量或者模擬量信號(hào)輸入輸出不正常、模塊指示燈熄滅等故障。針對(duì)此類故障的處理，維修人員主要采取刷新程序或者直接更換元器件的方式。另外，針對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的外部故障的診斷和維修，維修人員主要是借助后臺(tái)監(jiān)控SCADA系統(tǒng)中發(fā)出的報(bào)警提示，迅速的確定外部器件的故障部位，然后采取相應(yīng)的措施予以處理。

1.2齒輪箱。齒輪箱是雙饋風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈的重要組成部分之一，其主要發(fā)揮著連接主軸與發(fā)電機(jī)的重要作用。維修人員在日常檢修齒輪箱時(shí)，不僅要充分重視齒輪箱管路、端蓋、中心孔、冷卻器等各個(gè)部位密封性的檢查，同時(shí)還應(yīng)仔細(xì)的觀察齒輪箱是否出現(xiàn)了漏油或者損壞的情況。定期的代開(kāi)齒輪箱觀察孔或者使用內(nèi)窺鏡等工具，檢查齒輪箱的噴油管流速以及噴油量的大小，避免因?yàn)辇X輪箱出現(xiàn)故障影響到風(fēng)電機(jī)組的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3變槳系統(tǒng)。變槳系統(tǒng)不僅是風(fēng)電機(jī)組最重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而且是影響風(fēng)機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制效率以及風(fēng)能利用率高低的關(guān)鍵因素。變槳系統(tǒng)作為一種旋轉(zhuǎn)不見(jiàn)，其對(duì)于輪轂內(nèi)的螺栓和器件設(shè)備的力矩以及連接緊固性都提出了嚴(yán)格的要求，所以也就增加了變槳系統(tǒng)發(fā)生故障的幾率。為了確保風(fēng)電機(jī)組的正常穩(wěn)定運(yùn)行，維修人員在日常檢修過(guò)程中，必須嚴(yán)格的按照要求做好變槳系統(tǒng)輪轂內(nèi)部件故障的檢查工作。

1.4發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)作為風(fēng)電機(jī)組不可或缺的核心部件，其主要發(fā)揮著將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能以及持續(xù)向電氣系統(tǒng)供應(yīng)電力資源的重要作用。隨著我國(guó)風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量的不斷增加，風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)的尺寸也越來(lái)越大，這些問(wèn)題都在一定程度上增加了發(fā)電機(jī)密封保護(hù)工作的難度。由于發(fā)電機(jī)在不同工況或者電磁條件下持續(xù)工作的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)振動(dòng)過(guò)大、軸承發(fā)熱、轉(zhuǎn)子棒斷裂、絕緣損壞等各方問(wèn)題，所以加強(qiáng)發(fā)電機(jī)日常檢修與維護(hù)工作的力度，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和解決發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)于風(fēng)電發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率的提高有著極大的促進(jìn)作用。

1.5葉片。葉片是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中吸收風(fēng)能的關(guān)鍵部件。一般情況下，葉片都是由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的。風(fēng)電企業(yè)針對(duì)葉片進(jìn)行的檢測(cè)，主要是通過(guò)分析材料在不同應(yīng)力環(huán)境中應(yīng)力變化故障的方式，利用紅外成像檢測(cè)設(shè)備，準(zhǔn)確的判斷葉片是否存在問(wèn)題。由于葉片表面出現(xiàn)裂紋、剝落等問(wèn)題的話，都會(huì)影響到熱輻射能量的分布，所以，工作人員借助紅外成像檢測(cè)方法，準(zhǔn)確的檢測(cè)和分析零部件表面出現(xiàn)的裂紋，就可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片出現(xiàn)的故障。然后采取積極有效的措施進(jìn)行維修，確保風(fēng)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行不受影響。另外，如果在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)葉片表面出現(xiàn)脫落現(xiàn)象的話，工作人員應(yīng)該先用膠粘貼牢固脫落部位，并在確定其粘結(jié)牢固后打磨葉片，使其與原葉片形狀保持一致。

2、風(fēng)電機(jī)組的日常檢修維護(hù)與故障處理

2.1選擇采集系統(tǒng)和進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是將各種傳感器的信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成可以接受的信號(hào)，并將信號(hào)發(fā)送回?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。采集板卡具有各異的工作方式，巡回采集、同步采集是常用的兩種。前一種即采集卡遵循相應(yīng)規(guī)則，針對(duì)性地采集各路信號(hào)。后一種即進(jìn)行采集卡經(jīng)多路通道，對(duì)于信號(hào)進(jìn)行同時(shí)的收取。在實(shí)際應(yīng)用中，采用同步采集的方式，可以更好地完成對(duì)風(fēng)電機(jī)組的監(jiān)測(cè)。在落實(shí)設(shè)計(jì)軟件方面上，系統(tǒng)的軟件模塊關(guān)鍵性的構(gòu)成部分就是故障診斷模塊、信號(hào)預(yù)處理模塊、特征提取模塊、輔助功能模塊。開(kāi)發(fā)此軟件時(shí)，需要采取面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，以及建立在MFC的單文檔多視圖框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，落實(shí)界面設(shè)計(jì)，確保具有良好的保密性、安全性。

2.2風(fēng)電機(jī)組故障診斷重要方面。首先，測(cè)取振動(dòng)信號(hào)。這項(xiàng)工作主要在測(cè)量機(jī)組啟動(dòng)加速以及并網(wǎng)發(fā)電期間進(jìn)行，需要測(cè)量不同的振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和周圍振動(dòng)的狀態(tài)。機(jī)組加速期間臨界轉(zhuǎn)速區(qū)時(shí)，對(duì)于機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)的情況進(jìn)行仔細(xì)的觀察，包括主軸和齒輪箱等等。如果轉(zhuǎn)速到達(dá)臨界值，則會(huì)增加轉(zhuǎn)子共振振幅，可能由于軸系質(zhì)量失衡而出現(xiàn)超標(biāo)問(wèn)題，可作重要的評(píng)價(jià)機(jī)組振動(dòng)的依據(jù)。高轉(zhuǎn)速區(qū)時(shí)，可以讓風(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電的效果，對(duì)于齒輪箱以及主軸、發(fā)電機(jī)振動(dòng)頻率展開(kāi)分析，掌握住有無(wú)在正常的振動(dòng)狀態(tài)中。其次，對(duì)于振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析。分析振動(dòng)信號(hào)就是分析振動(dòng)參數(shù)，主要采取趨勢(shì)圖、波德圖、頻譜圖等。其中，波德圖主要可以反映出風(fēng)電機(jī)組啟動(dòng)加速期間，齒輪箱以及主軸同發(fā)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)，可以精準(zhǔn)的表現(xiàn)出臨界轉(zhuǎn)速區(qū)的振動(dòng)現(xiàn)象。頻譜圖可以直觀有效地反映出機(jī)組部件的相關(guān)特性情況。趨勢(shì)圖可以反映機(jī)組運(yùn)行以來(lái)的振動(dòng)變化情況。最后，故障診斷。風(fēng)電機(jī)組的損壞問(wèn)題，涉及到了齒面的磨損、軸承磨損以及松動(dòng)、齒輪斷裂等等。如果是初期的磨損，則振動(dòng)信號(hào)內(nèi)可以直接的反映出振動(dòng)狀態(tài)，依照信號(hào)頻譜，可以對(duì)于特征頻率展開(kāi)分析，進(jìn)而得到診斷故障的結(jié)果。在故障的中后期階段，受損位置出現(xiàn)較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)重新的磨合，所以會(huì)降低振動(dòng)特征信號(hào)以及增強(qiáng)噪音，具有相對(duì)平穩(wěn)的溫度反應(yīng)。所以，振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷對(duì)預(yù)警早中期的故障問(wèn)題意義巨大，需要及時(shí)的依照故障的實(shí)際情況，實(shí)施針對(duì)性的維修。

結(jié)束語(yǔ)

電力供應(yīng)是事關(guān)民生的一項(xiàng)大事，而對(duì)于風(fēng)電站機(jī)組日常檢修與維護(hù)則是保證供電正常的必然要求與基礎(chǔ)，所以這就要求相關(guān)的風(fēng)電站在建設(shè)時(shí)就必須要保證一個(gè)穩(wěn)定的質(zhì)量要求，同時(shí)在電站運(yùn)行時(shí)也要遵循相關(guān)規(guī)定與要求，不斷提高工作人員的專業(yè)知識(shí)技能培養(yǎng)與專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，嚴(yán)格遵守每天對(duì)于風(fēng)電站工作機(jī)組的認(rèn)真檢修與維護(hù)，從細(xì)節(jié)上避免問(wèn)題故障的發(fā)生?？梢远ㄆ诘娜z修一些大型設(shè)備的工作狀況，日常維護(hù)一些線路運(yùn)輸，保證供電通暢。通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題的分析，希望可以對(duì)風(fēng)電站管理運(yùn)行維護(hù)提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭浩康.風(fēng)電變流器的性能對(duì)風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量的影響分析[A].中共沈陽(yáng)市委、沈陽(yáng)市人民政府、沈陽(yáng)市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，2019