提高風(fēng)電機組安全運行管理水平的有效途徑

中廣核新能源遼寧分公司 呂 鑫

在風(fēng)力發(fā)電機實際運行時，如機組產(chǎn)生故障、故障數(shù)據(jù)沒有達到報警值時，即可將故障信息反映出來，相關(guān)故障信息包括風(fēng)向和風(fēng)速、有功和無功功率、機組高速或低速旋轉(zhuǎn)、葉片槳角、變頻器的入口溫度、艙內(nèi)外溫度、齒輪軸承和油箱溫度、變槳電機的溫度、塔筒XY 振動數(shù)據(jù)、大部件監(jiān)測數(shù)據(jù)、發(fā)電機定子和軸承溫度、齒輪箱的油泵和入口壓力、液壓泵的壓力等和機組故障數(shù)據(jù)等都有直接關(guān)聯(lián)。

1 風(fēng)電機組運行過程故障分析

葉片故障。發(fā)電機運行過程中只有葉片能夠正常轉(zhuǎn)動才能不斷產(chǎn)生電力能源，所以葉片轉(zhuǎn)動為發(fā)電機穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。然而葉片轉(zhuǎn)動時可能受到電機設(shè)備以及本身自重等因素影響，若葉片處于不利環(huán)境當(dāng)中運行可能受到損壞，還可能導(dǎo)致其他故障的發(fā)生。

變流器故障。通常變流器中電流和電壓存在異常問題時就可導(dǎo)致機組變流器故障，發(fā)電機工作時電流與電壓如果過熱可能出現(xiàn)欠壓問題，導(dǎo)致機組中流經(jīng)電流及電壓高于極限值，長期下去可損壞變流器或使其出現(xiàn)故障[1]。

異常振動。當(dāng)發(fā)電機運行時，異常振動問題主要有三方面原因：電機設(shè)計方面存在不足，其中零件精度和標(biāo)準(zhǔn)不符，這些不達標(biāo)零件可能在電機轉(zhuǎn)動期間產(chǎn)生偏移問題，最終導(dǎo)致異常振動；發(fā)電機在長期運行時零件出現(xiàn)松動，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子質(zhì)心和發(fā)電機旋轉(zhuǎn)中心難以重合，進而發(fā)生偏離問題，導(dǎo)致機器出現(xiàn)異常振動；發(fā)電機操作、維修和養(yǎng)護與標(biāo)準(zhǔn)不符，也容易出現(xiàn)此類問題。

2 影響風(fēng)險機組運行的主要因素

2.1 環(huán)境方面因素

設(shè)計風(fēng)電機組時需將各類環(huán)境因素考慮其中，包括海拔、溫濕度等因素。在風(fēng)電機組的選擇方面要保證設(shè)備和環(huán)境間的適應(yīng)性。如對于高海拔地區(qū)，需選擇高海拔類型機組，沿海位置需選擇沿海型機組、低溫區(qū)需選擇低溫型機組、低風(fēng)區(qū)域可選擇低風(fēng)速類型機組，這樣才能使設(shè)備和環(huán)境之間相適應(yīng)，以免由于環(huán)境因素導(dǎo)致的機組運行問題發(fā)生。

2.2 電氣方面因素

要保證風(fēng)電設(shè)備安全運行需要其絕緣性能良好，若設(shè)備運行期間母排、線路間絕緣等出現(xiàn)問題可能導(dǎo)致設(shè)備被擊穿，同時絕緣存在問題還有可能導(dǎo)致設(shè)備被擊穿的過程引發(fā)火災(zāi)。當(dāng)設(shè)備處于惡劣環(huán)境中運行要重點做好防護工作，如電擊穿防護、電化學(xué)擊穿防護、熱擊穿防護等。機組絕緣性容易受到多種因素影響，典型的包括溫度高低、局部放電、環(huán)境濕度、電場均勻性、機械力等。所以設(shè)備選擇期間需對其性能作出判斷，并在接線環(huán)節(jié)按照標(biāo)準(zhǔn)流程操作。

如果接線端、電纜接線二者連接不牢固，可能會在外力影響之下，使電線出現(xiàn)接觸不良、松動脫落多種問題，甚至發(fā)生漏電以及火災(zāi)等事故。當(dāng)電線“虛接”時就會增加電線電阻，此時設(shè)備處于長期運行環(huán)境之下，就會由于高溫導(dǎo)致線路接觸問題，損壞設(shè)備器件，還可能導(dǎo)致人員受傷。風(fēng)電機組安裝調(diào)試期間也需嚴(yán)格按照接線標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)設(shè)備運行期間出現(xiàn)異常狀態(tài)時需仔細(xì)排查，保證問題能夠及時被發(fā)現(xiàn)。此外還需做好設(shè)備日常維護和巡檢等工作，科學(xué)分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，為維護設(shè)備提供支持，使機組能夠穩(wěn)定運行[2]。

2.3 機械方面因素

發(fā)電機組當(dāng)中螺栓為用量最多的零件件之一，具體包括葉片連接、葉輪連接、發(fā)電機連接、機艙連接等螺栓類型。高質(zhì)量螺栓的使用能避免設(shè)備運行期間由于機械連接問題導(dǎo)致的變形、斷裂等問題。機組吊裝完成后應(yīng)對所有螺栓和栓力矩值展開安全檢測，確保其連接安全。初次運行風(fēng)電機組時，應(yīng)在其運行時間達到500h 時對機組展開全面維修和檢查。設(shè)計、施工等問題都可影響機組運行安全，與此同時維護和檢查工作也與機組安全運行休戚相關(guān)。

除500h 運行之后檢查工作外，還需結(jié)合機組螺栓的緊固情況展開日常檢查，應(yīng)對關(guān)鍵部位的零件做好潤滑工作。機械設(shè)備中部分零件可能是長期受到摩擦受到損耗，最終停用。所以需通過潤滑工作降低風(fēng)電機組設(shè)備零件損耗，延長其使用時間，保證設(shè)備性能良好，還能降低維護成本。通常機組的變槳和偏航等系統(tǒng)、發(fā)電機軸承位置都需定期潤滑，相關(guān)人員應(yīng)制定檢修計劃，對于上述部位展開全面檢查。此外大部分風(fēng)電機組處于惡劣環(huán)境之下工作，無論是風(fēng)雨還是高溫或風(fēng)沙各類惡劣環(huán)境都可損傷機組機械零件，因此還需針對上述自然因素做好防護。

3 風(fēng)電機組的發(fā)電機運維策略的優(yōu)化與改進

健全運管制度。風(fēng)電機組發(fā)電機運維期間，健全制度是保證機組安全運行的重要前提。健全的運管制度主要包括：將運管責(zé)任有效落實，明確各崗位人員工作職責(zé)，提高團隊對于設(shè)備檢修和維護的水平，將機組運維上升到全新高度；須定期對設(shè)備進行更換，通過設(shè)備檢查，保證其性能良好、運行安全；向管理組織中定期引進人才，要求人才使用先進的檢測技術(shù)對設(shè)備故障展開檢測，不斷提高檢修團隊工作水平，提高設(shè)備運維質(zhì)量[3]。

制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)卡。針對機組出現(xiàn)的故障消缺問題及定期巡檢工作要求，可制定風(fēng)電場中標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)卡，將具體工作內(nèi)容、注意事項等加以明確，且需明確機組現(xiàn)場安全、技術(shù)、組織等措施應(yīng)用，并將故障消缺及現(xiàn)場巡檢工藝要求、具體流程等明確。由于風(fēng)電機組中設(shè)備類型較多，運維人員相對復(fù)雜。為保證標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)卡日益完善，還可使用閉環(huán)反饋這一制作方式。按照公司整體要求，按照部門、班組等標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)要求展開作業(yè)卡制定。通過班組、部門等機構(gòu)審核后納入標(biāo)準(zhǔn)化體系之中。作業(yè)卡使用期間，應(yīng)結(jié)合具體要求反饋意見總結(jié)經(jīng)驗，為后續(xù)工作提供指導(dǎo)，提高部門、班組以及專項工作標(biāo)準(zhǔn)化程度。

制定運行規(guī)程。結(jié)合風(fēng)電場中機組類型多樣化這一特點，需對日常工作中的經(jīng)驗進行提煉和總結(jié)，編制《風(fēng)電場機組運行規(guī)程》，在規(guī)程當(dāng)中明確機組運維管理流程，能有效提高風(fēng)電場運行效率及管理水平，使設(shè)備高效運行。規(guī)程當(dāng)中還需包括和風(fēng)電機組相關(guān)的運檢流程，包含主要類型風(fēng)電機組運維注意事項，對于風(fēng)電場運行展開指導(dǎo)，強化風(fēng)電機組管理，提高運維水平，進而提高風(fēng)電場年均可用小時數(shù)，保證規(guī)程的制定具備實用性，在行業(yè)領(lǐng)域具有推廣價值[4]。

發(fā)電機定期維護。機組安全運行定期維護十分重要，維護過程需重點從幾方面入手：整機維護。除機組的定期維護外還需展開必要整機維護，將發(fā)電機壽命有效延長。將發(fā)電機上的銹跡、塵土等及時清理，使其表面保持清潔，降低故障發(fā)生率，檢查螺栓、墊圈各類緊固件連接牢固情況，檢查絕緣電阻、對接線電纜等絕緣性能，以保證滿足機組安全運行需求；維護軸承、潤滑系統(tǒng)等，將機組潤滑油進行定量補充，以免電機使用過程被燒損；維護定子和轉(zhuǎn)子繞組，結(jié)合發(fā)電機運行規(guī)律，對于其定子和轉(zhuǎn)子展開維護。如發(fā)電機是首次啟動或長期停用后啟動可一年展開一次測試，確認(rèn)絕緣電阻情況，當(dāng)發(fā)電機出現(xiàn)故障后展開其他測試。還需定期檢修發(fā)電機，使設(shè)備處于良好狀態(tài)下工作，將發(fā)電機壽命有效延長，提高其使用效益。

安全評估及技術(shù)監(jiān)督。風(fēng)電場中風(fēng)電機組種類較多，且機組型號、容量間差異性較大。機組差異使得其運行狀態(tài)出現(xiàn)不同，對應(yīng)缺陷問題以及故障問題也有所不同。因此可通過對風(fēng)電場展開安全評估掌握其運行狀態(tài)。所以需制定完善的安全評價體系，對風(fēng)電場運行安全展開客觀評估?？芍贫ò踩u價規(guī)范并對評價工作采取閉環(huán)式、動態(tài)化的管理，設(shè)定一個周期為5年，每年評價、分析數(shù)據(jù)、作出評估、展開整改、重復(fù)評估，經(jīng)過整個循環(huán)完成一個周期的評價工作。具體而言，發(fā)電企業(yè)能結(jié)合評價標(biāo)準(zhǔn)對風(fēng)電場安全進行現(xiàn)場檢查和評估，還可邀請主管部門專家展開評估，對評價期間存在的問題深度分析并加以分類，結(jié)合評價結(jié)論制定相關(guān)問題解決措施，將整改措施有效落實。以2～3年整改為期限，整改后上交主管單位展開復(fù)評[5]。

做好日常維護。因風(fēng)電場中發(fā)電機的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以在日常檢修方面要結(jié)合發(fā)電機的故障類型采取差異化檢測方法。日常檢修開始前需對發(fā)電機整體情況做好評估，明確其運行規(guī)律，以便故障發(fā)生時能夠高效維修。

總之，在風(fēng)電場內(nèi)發(fā)電機安全運行是風(fēng)電場運行效率重要保障。因此機組運行問題十分重要，相關(guān)人員需高度重視并采取有效措施展開管理，降低機組發(fā)生故障率，使風(fēng)電行業(yè)持續(xù)發(fā)展。