探討風電電氣運行中的常見故障及應對措施

王艷忠

（山西省工業(yè)設備安裝集團有限公司，山西太原030000）

1 風力發(fā)電系統(tǒng)的一般組成

1.1 發(fā)電機

常見類型分為同步發(fā)電機和異步發(fā)電機，勵磁和永磁發(fā)電機，直流發(fā)電機和交流發(fā)電機。根據(jù)發(fā)電機的運行模式，它又分為內部和外部兩種。中國現(xiàn)有的通用風力渦輪機主要是同步三相直流磁體發(fā)電機。與相同類型和相同類型的發(fā)電機相比，這種類型的永磁發(fā)電機的優(yōu)點是效率更高，重量更輕，尺寸更小，制造工藝簡單并且無須維護即可輕松維護。但是，其缺點也很明顯，即穩(wěn)壓性能較差。

1.2 控制器

隨著風力發(fā)電的增加，民眾對風力發(fā)電的需求也增加了，并且控制器已經成為風力發(fā)電系統(tǒng)中必不可少的部分。控制器通常具有并聯(lián)放電電阻箱，三周期全橋修復，電壓限制等。它可以以足夠的余量滿足整流器設備的高電壓和高電流限制；根據(jù)電池充電和放電的技術規(guī)范進行一定量的充電和放電；滿足逆變器電源的直流電壓和容量要求；兼容電壓調節(jié)和操縱；檢測輸入電壓，輸出電壓，輸出電流和功率要求；控制系統(tǒng)可以自動加載和停止風力渦輪機。

1.3 電池

電池是風力發(fā)電過程的組成部分，并且是必須在風力發(fā)電過程中安裝的能量存儲設備。目前，所選的儲能裝置分為抽水站、電解水儲藏、飛輪儲藏等。能量存儲設備的功能是在產生大量風能時存儲多余的電量。當風力發(fā)電功率低時，電池可以返回風力。

2 風力發(fā)電站運行故障診斷的重要性

風力渦輪機電氣設備的故障將對風力渦輪機的安全運行造成嚴重的后果和損失，因此及時診斷電氣設備故障和適當?shù)慕鉀Q方案尤為重要。同時，風電場電氣設備的運行是否穩(wěn)定將直接影響電網(wǎng)的整體運行。風電場電氣設備的維護和管理是一個長期的工作過程，需要所有風電場員工的合作與協(xié)作。每位員工必須繼續(xù)嚴格按照適當?shù)陌踩ぷ鞒绦蜻M行培訓，努力提高自己的業(yè)務技能，并使用電氣設備。風電場應定期為員工組織適當?shù)臉I(yè)務技能培訓，以提高整個電廠的整體技術能力，從而提高日常工作效率。此外，相關人員應盡快更換和處置風力渦輪機電氣設備的老化和易損部件，并盡早消除與電氣設備運行相關的潛在危險，確保安全穩(wěn)定地運行。

3 常見故障診斷方法

3.1 參數(shù)調整方法

風力發(fā)電機電氣控制系統(tǒng)PLC和伺服驅動系統(tǒng)具有許多可修改的參數(shù)，以適應不同的運行條件和功能要求。這些參數(shù)不僅迫使電氣系統(tǒng)匹配特定的風扇，而且對于優(yōu)化風扇功能也是必需的。

3.2 接口狀態(tài)檢查方法

現(xiàn)代電子控制系統(tǒng)將PLC集成到其中，并且電子控制系統(tǒng)和PLC以一系列接口信號的形式按照特殊協(xié)議相互通信。某些故障與接口信號的錯誤或丟失有關。這些接口信號中的一些可以顯示在相應的接口板上以及帶有指示燈的輸入/輸出PLC，一些可以顯示在LCD、CRT和其他人機界面上，并且可以使用特殊制造商的診斷軟件或編程器來調用所有接口信號。

3.3 快照分析方法

現(xiàn)代風力渦輪機的設計無一例外都具有計算機自動化控制系統(tǒng)。使用故障排除軟件非常有效。在風力渦輪機的正常運行期間，實時記錄各種動態(tài)參數(shù)以及故障前后的參數(shù)變化。故障事件數(shù)據(jù)或災難恢復也具有計算機系統(tǒng)固有的繼承性。風力發(fā)電機故障數(shù)據(jù)的即時攝影功能為我們的維護和處理提供便利。

3.4 組件更換方法

所謂的組件更換方法就是分析故障的整體原因。維護人員可以使用備用電路板、模塊、傳感器、繼電器、集成電路等。更換甚至使用相同類型的可疑零件。它已經在管理系統(tǒng)中，可以直接更換組件，從而減少了特定PCB或芯片級組件的故障程度，這實際上檢查了分析的正確性。

4 風力發(fā)電機的頻繁故障

4.1 風力發(fā)電機集水管頻繁故障

流水線是風力發(fā)電系統(tǒng)中的重要電氣設備，其運行穩(wěn)定性直接關系到風力發(fā)電機的可用性和發(fā)電量。由于風電場的自然環(huán)境惡劣，組裝線的安全將面臨巨大的隱患。集熱管故障的主要原因是設計，施工和調試后維護。風電場設計和設備選擇不充分是導致電氣危險的主要因素。在風電場建設的初始階段，如果設計塊不完整，如果對地理環(huán)境及其進一步的特征沒有完全了解，設備的選擇就會有些偏差。當它開始運行時，將出現(xiàn)諸如線塔的抗風性差，渦輪機和變壓器的風阻故障以及點火開關燒壞的問題。破壞風能使用的安全性。如果施工質量差，則在調試過程中會發(fā)生設備激活，塔架坍塌和斷開等故障。調試后在惡劣環(huán)境中進行不正確的維護和測試可能會嚴重損壞電源線的電氣設備。

4.2 風力發(fā)電機電氣設備故障

為了使風電場真正起作用，需要匹配多個電氣設備。實際操作中通常會出現(xiàn)兩種類型的故障：第一種是發(fā)電機電壓相差很大。當發(fā)電機運轉時，電壓與穩(wěn)定性成反比。電壓越高，穩(wěn)定性越低。當電壓較高時，發(fā)電機溫度將升高，電動機速度將逐漸降低。第二個原因是發(fā)電機溫度過高。在風力渦輪機的實際運行期間，由于發(fā)電機的連續(xù)運行和持續(xù)的不間斷發(fā)電，恒定的溫度升高。當溫度升高時，會造成一些損失，在這種情況下，也很容易造成故障。

4.3 發(fā)電機很熱

發(fā)電機運行時發(fā)熱是一種常見現(xiàn)象，這種現(xiàn)象很難消除。發(fā)電機的實際運行有許多原因導致發(fā)電機發(fā)熱。最重要的原因是發(fā)電機由于內部運行部件的相互磨損以及其鐵損現(xiàn)象而工作，并且銅消耗現(xiàn)象不斷增加電流并增加了損耗。最終，許多過程中的損失將轉化為熱能并逐漸揮發(fā)。另外，諸如機械加熱因素，不良的發(fā)電機散熱等因素也可能導致發(fā)電機溫度過度升高。

4.4 備用電源配置失敗

大型風力渦輪機產生大量電能，并且必須長時間運行。因此，應在某些位置配置一定數(shù)量的備用電源，以滿足電氣設備和發(fā)動機功率的需求。確保整個單元可以使用不間斷電源供電，以消除開關電氣設備時對準、啟動、操作和連接中的故障。但是，如果備用模式和主電源之間的電源出現(xiàn)操作問題，則會導致電源匹配，電源和連接功能出現(xiàn)問題，從而限制電氣設備的正常運行。如果電氣組件長時間不工作，則設備可能會停止工作。

5 預防風力發(fā)電廠電氣故障的一般措施

5.1 解決風電場裝配線故障的措施

為了提高流水線的運行安全性和穩(wěn)定性并減少故障的可能性，應在設計，施工，運行和維護等多個方面加強管理。首先，應該在風電場的設計階段對施工現(xiàn)場的地理環(huán)境和氣候特征進行全面的研究，并且需要大量的數(shù)據(jù)驗證和經驗來選擇合適的電氣設備。電力線電氣設備符合相關標準。在施工階段，嚴格遵守工程圖紙，嚴禁未經許可擅自改動施工計劃。每個鏈條必須保證施工質量，加強施工監(jiān)督。流水線投產后，要做好維護和保養(yǎng)工作，對流水線設備的隱患進行定期檢查，制定故障排除和維護計劃和具體內容，并認真解決問題，及時處理。特別是在大風季節(jié)和極端天氣條件下，有必要加強檢查并確保裝配線中電氣設備的可靠運行。

5.2 風力發(fā)電期間發(fā)電機故障的措施

為確保發(fā)電機正常運行，必須加強故障排除并采取各種安全措施。由于刀片故障，可以逐漸設計刀片厚度和線長，以提高刀片結構的穩(wěn)定性，從而可以有效地減少由于磨損和老化而引起的刀片故障。加強交流抗干擾設計，定期清除交流灰塵，檢查避免交流過載，減少超溫，超壓現(xiàn)象。加強發(fā)電機的保護，特別是當發(fā)電機的功率增加時，應采取各種保護措施，以防止由于電磁影響和磨損而導致發(fā)電機故障。加強發(fā)電機故障排除，執(zhí)行良好的日常維護并防止事故蔓延。

5.3 應對變速箱頻繁故障的措施

在調查變速箱故障時，事先采取各種預防措施非常重要。通過研究，大多數(shù)齒輪箱故障可以采取合理的預防措施來避免故障。為確保變速箱正常運行，請進行良好的隨機監(jiān)控和定期檢查工作，并定期檢查變速箱的溫度，清潔度，噪音，振動記錄，軸承和機油狀況。檢查可以分為外觀檢查和儀器檢查以及對每個變速箱組件的徹底檢查，還可以安裝離線機油濾清器設備，以減少潤滑油污染，提高齒輪箱清潔度并減少軸承疲勞和磨損的風險。

5.4 建立科學的設備維護體系

風電場電氣設備中使用的大量設備增加技術人員的數(shù)量。因此，技術人員應建立科學的維護制度，對設備的運行狀態(tài)進行徹底的檢查和分析，收集有關設備運行的數(shù)據(jù)和信息，并確保所使用的操作和維護方法符合應用要求。例如，監(jiān)視備用電源功能需要監(jiān)視組件的內部感應電流額定值，分析每個設備的運行狀態(tài)，并請專業(yè)的維護人員執(zhí)行維護工作，以幫助確保每個設備有足夠的功率。通過確保為電器提供穩(wěn)定的電源以及系統(tǒng)維護，可以鞏固電器的主要功能。

6 結語

綜上所述，清潔電力和風電場一直在不斷輸出。風力發(fā)電機的運行會導致各種故障，從而導致事故。為了減少這些故障，本文分析電氣操作的主要組成，常見故障類型和維護方法。