風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)技術(shù)探究

高飛

摘要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷進(jìn)步和我國整體風(fēng)電技術(shù)的不斷進(jìn)步， 風(fēng)電在各種風(fēng)力發(fā)電運(yùn)營方式中的實際應(yīng)用率都比較高。由于目前的發(fā)電并不完善，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行還有很大的發(fā)電空間。然而，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行帶來的各種問題，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全事故頻發(fā)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組;安全保護(hù)技術(shù)

一、當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行現(xiàn)狀

1.安全保護(hù)系統(tǒng)

事實上，控制器能否充分發(fā)揮作用，是否表現(xiàn)良好，是決定發(fā)電機(jī)組能否安全運(yùn)行的關(guān)鍵。目前很多風(fēng)機(jī)采用單回路結(jié)構(gòu)保護(hù)發(fā)電機(jī)停電，使發(fā)電機(jī)停止工作，達(dá)到安全保護(hù)的目的。但是，由于技術(shù)、管理、維護(hù)等因素，部分風(fēng)機(jī)的安全鏈保護(hù)體系還不夠成熟，還存在一些問題。

2.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組事故頻發(fā)

風(fēng)電發(fā)動機(jī)組高速運(yùn)行時由于輪轂過壓驅(qū)動可能出現(xiàn)過壓故障，逆變器也可能出現(xiàn)驅(qū)動故障或風(fēng)電機(jī)組高速移動時齒輪偏航導(dǎo)致功率明顯下降，可以重復(fù)幾次或重新啟動設(shè)備以查看設(shè)備是否正常工作。但是，即使多次切換復(fù)位，恢復(fù)也可能會直接影響發(fā)電風(fēng)能的實際利用率，如果在短暫的時間內(nèi)多次復(fù)位切換，利用率值的統(tǒng)計可能會發(fā)生變化，也可能會大大縮短風(fēng)電設(shè)備的實際使用壽命。同時，如果風(fēng)電風(fēng)力發(fā)動器的機(jī)組以及風(fēng)力變槳器通風(fēng)發(fā)電機(jī)、齒輪箱等這些風(fēng)電驅(qū)動關(guān)鍵部件驅(qū)動設(shè)備同時出現(xiàn)重大功能故障，不僅如此，停機(jī)或者檢修后的時間也很長就可能會被迫使這些風(fēng)電發(fā)動設(shè)備恢復(fù)正常功能工作繼續(xù)運(yùn)行，增加設(shè)備維護(hù)費(fèi)用成本，影響發(fā)電風(fēng)機(jī)的社會經(jīng)濟(jì)效益。增加設(shè)備維護(hù)費(fèi)用成本，影響發(fā)電風(fēng)機(jī)的社會經(jīng)濟(jì)效益。

3.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組核心部件的損壞率較高

風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中關(guān)鍵部件的損壞會影響運(yùn)行安全，一般情況下，齒輪箱、發(fā)電機(jī)、輪轂滑環(huán)等關(guān)鍵部件使用頻繁，容易導(dǎo)致出現(xiàn)零件故障、維修和調(diào)試故障。由于維修零件成本比較高，零件后期的調(diào)試維修工作繁瑣，即使零件更換了新零件，仍然會有再次損壞的情況可能，不僅零件需要再次進(jìn)行維修，而且維修成本高。

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組保護(hù)常用技術(shù)

1.過速保護(hù)系統(tǒng)

這是最全面的風(fēng)機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)，如果風(fēng)機(jī)超速，安全鏈斷開，發(fā)電機(jī)組不會損壞。硬件超速和軟件超速構(gòu)成超速保護(hù)系統(tǒng)，硬件超速通過超速繼電器來確定速度，當(dāng)速度達(dá)到0.5Hz時，安全鏈打開。軟件超速使用故障邏輯控制學(xué)習(xí)風(fēng)速，如果風(fēng)速過高，風(fēng)扇會自動停止，出現(xiàn)風(fēng)速錯誤并斷開安全鏈。

2.振動保護(hù)技術(shù)

雖然一個風(fēng)扇在正常高速運(yùn)行的同時會產(chǎn)生振動，但這種風(fēng)扇振動系統(tǒng)具有恒定的振幅，當(dāng)振動超過一定的振幅時，說明這個風(fēng)扇可能出現(xiàn)振動故障。為此，可以在以前調(diào)試的經(jīng)驗基礎(chǔ)上嘗試使用一個風(fēng)扇上的振動測量傳感器系統(tǒng)來準(zhǔn)確判斷一個風(fēng)扇的有何振動，但是當(dāng)風(fēng)扇振動測量傳感器的振動值已經(jīng)超過風(fēng)扇一定量時，就可能會判斷出現(xiàn)故障報警和延時，風(fēng)扇將無法工作。

3.緊急停機(jī)保護(hù)

緊急開關(guān)可以安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)中，例如機(jī)艙、塔架地板等。如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)生重大事故，可以按下緊急開關(guān)快速停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)，避免發(fā)生更大的事故。

三、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行分析

由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在現(xiàn)場，運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，難以通過人為控制風(fēng)速，因此運(yùn)行時受到的壓力變得更加復(fù)雜，壓力變化較大，因此受風(fēng)速影響較大，環(huán)境因素影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，對公司的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。金屬結(jié)構(gòu)材料主要用于制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)，需要嚴(yán)格檢驗以確保材料具有較強(qiáng)的抗溫變和防腐蝕能力，并合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計以提高發(fā)電機(jī)的工作壽命。通用新型具有各種類型可編程風(fēng)力控制傳動功能的新型風(fēng)力運(yùn)行控制器傳動系統(tǒng)是它是一種用于控制風(fēng)力驅(qū)動渦輪增壓發(fā)電機(jī)的一種新型通用具有風(fēng)力傳動控制器的傳動系統(tǒng)，系統(tǒng)中分別同時安裝了兩個具有各種風(fēng)力傳動控制器的傳動系統(tǒng)和迎風(fēng)壓力控制傳感器，并有PLC結(jié)構(gòu)和從屬執(zhí)行器。傳感器的處理作用主要是實時反映整個發(fā)電機(jī)組的各種運(yùn)行異常狀態(tài)，plc處理的是發(fā)電機(jī)組各項性能指標(biāo)的運(yùn)行異常情況，控制器處理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)電機(jī)自動控制各個系統(tǒng)間的結(jié)構(gòu)，控制器是控制風(fēng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能否保持有良好的運(yùn)行性能，性能也是決定控制風(fēng)機(jī)系統(tǒng)能否正常工作運(yùn)行效率是否的關(guān)鍵。

風(fēng)機(jī)機(jī)組能否可靠、安全地正常運(yùn)行，取決于自動控制保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行能否及時產(chǎn)生良好的自動控制保護(hù)效果。現(xiàn)階段利用風(fēng)電蒸發(fā)機(jī)組自動控制保護(hù)系統(tǒng)主要采用安全鏈自動保護(hù)控制系統(tǒng)，這種保護(hù)操作系統(tǒng)相對獨(dú)立，安全鏈自動保護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)主要采用單點(diǎn)多回路監(jiān)測結(jié)構(gòu)，各回路監(jiān)測點(diǎn)相互獨(dú)立關(guān)聯(lián)。電路自動觸發(fā)開關(guān)閉合電路，停止風(fēng)機(jī)工作，實現(xiàn)安全保護(hù)，槳距調(diào)節(jié)是目前控制大型風(fēng)電發(fā)動機(jī)組實際運(yùn)行負(fù)荷狀態(tài)的主要控制方式，變壓器槳距自動控制系統(tǒng)可以有效降低大型風(fēng)電發(fā)動機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷，當(dāng)風(fēng)機(jī)停機(jī)時，葉片角位置發(fā)生變化，從而實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)的安全保護(hù)。

四、保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行技術(shù)的應(yīng)用對策分析

1.重視發(fā)電機(jī)組施工人員管理

施工前我們要特別注意對專業(yè)施工人員的專業(yè)培訓(xùn)，提高他們的施工專業(yè)知識和藝術(shù)技能，增加對風(fēng)電的認(rèn)識，掌握各種發(fā)電機(jī)組的性能和特點(diǎn)，并按要求進(jìn)行安裝和試驗。機(jī)的位置往往很高，地形復(fù)雜，因此通常很難安裝。因此，在施工過程中，施工人員應(yīng)更加注意安裝機(jī)器設(shè)備的各個部分，如電纜的連接。如果這些細(xì)節(jié)處理不當(dāng)，接縫可能會變松或突出。 短路和火災(zāi)給發(fā)電企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。

2.加強(qiáng)設(shè)備巡檢管理

系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常狀態(tài)主要取決于風(fēng)機(jī)控制通風(fēng)系統(tǒng)的軟硬件綜合應(yīng)用，風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行時，工作人員必須密切關(guān)注監(jiān)控風(fēng)機(jī)控制室內(nèi)各通風(fēng)機(jī)組的正常運(yùn)行狀態(tài)情況，準(zhǔn)確及時記錄機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。定期訪問運(yùn)行現(xiàn)場，檢查風(fēng)扇葉片是否正常運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行是否有異常噪音。將軟硬件供電系統(tǒng)巡檢工作納入日常供電巡檢重點(diǎn)項目，定期收集測量供電系統(tǒng)的硬軟件運(yùn)行參數(shù)，加強(qiáng)供電設(shè)備日常維護(hù)和硬件維修管理工作，從有效預(yù)防故障入手，減少供電設(shè)備硬件故障損壞問題的頻繁發(fā)生。同時，要制定設(shè)備巡檢作業(yè)規(guī)范，以便在巡檢后將巡檢結(jié)果詳細(xì)記錄在巡檢臺賬中，并對具體巡檢情況進(jìn)行分析總結(jié)，以便為以后的維修工作提供參考。

3. 制定應(yīng)急措施

由于室外風(fēng)力驅(qū)動發(fā)電機(jī)主要安裝在室外通風(fēng)環(huán)境中，在室外發(fā)生自然災(zāi)害事故時會對電機(jī)運(yùn)行安全性能產(chǎn)生不利性的影響，因此我們應(yīng)及時采取有效保護(hù)措施予以加強(qiáng)室外風(fēng)力驅(qū)動發(fā)電機(jī)的室外電壓電流保護(hù)，并保護(hù)避雷針和導(dǎo)電系統(tǒng)。受風(fēng)速問題的影響，風(fēng)力發(fā)電機(jī)也會出現(xiàn)停機(jī)錯誤，另外，如果發(fā)電機(jī)在潮濕環(huán)境中長時間運(yùn)行，環(huán)境溫度過低，發(fā)電機(jī)也會停機(jī)。在操作發(fā)電機(jī)之前，必須檢查設(shè)備，開啟設(shè)備前，確保符合操作標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語

經(jīng)過多年的發(fā)展，對風(fēng)電領(lǐng)域的研究逐漸深入，實現(xiàn)了穩(wěn)定、長遠(yuǎn)的發(fā)展。 運(yùn)行條件受到風(fēng)力渦輪機(jī)頻繁故障的不利影響，面對風(fēng)電機(jī)組的安全隱患，采取有效的安全維護(hù)技術(shù)措施，采取預(yù)防措施，降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障安全隱患和運(yùn)行安全過程管理中的重大風(fēng)險事故發(fā)生率，從而有效促進(jìn)水力風(fēng)電開發(fā)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行和水力風(fēng)電的穩(wěn)定健康發(fā)展。

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