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

衡佳鵬

摘? 要：風(fēng)能屬于清潔型可再生能源，建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)并利用風(fēng)能發(fā)電是一種清潔型發(fā)電形式，在目前整個(gè)社會(huì)用電負(fù)荷急劇快速增長(zhǎng)以及環(huán)境逐漸惡化的形勢(shì)下，風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)數(shù)量和風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量在不斷增加。風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為風(fēng)電機(jī)組中的關(guān)鍵部分，其運(yùn)行中容易出現(xiàn)葉片故障、齒輪箱和電動(dòng)機(jī)故障等而影響其正常和高效運(yùn)行，從而導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組整體運(yùn)行效率的降低。為此就應(yīng)該總結(jié)其運(yùn)行中的常見(jiàn)故障以及開(kāi)展運(yùn)維工作中的問(wèn)題，從運(yùn)維體系完善、人員培訓(xùn)等方面優(yōu)化運(yùn)維管理對(duì)策，提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)維效果，保證風(fēng)電機(jī)組的高效和穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場(chǎng);風(fēng)電機(jī)組;風(fēng)力發(fā)電機(jī)

1引言

在風(fēng)電機(jī)組中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)屬于最為重要的組成部分，一旦出現(xiàn)故障則不僅會(huì)影響正常生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且還可能引發(fā)安全事故，威脅作業(yè)人員的生命安全。因此，應(yīng)該構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)維體系，定期開(kāi)展風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)工作，提升其運(yùn)行可靠性，降低其運(yùn)行維護(hù)成本。

2風(fēng)力發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的故障特點(diǎn)

2.1葉片故障

發(fā)電機(jī)葉片在受到較大風(fēng)能應(yīng)力推動(dòng)下長(zhǎng)時(shí)間處于高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，其運(yùn)行環(huán)境惡劣，容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)松動(dòng)或裂紋問(wèn)題，或者葉片表面粗糙程度增加、葉片變形、漿距控制滯銷、空氣動(dòng)力不平衡等問(wèn)題。在出現(xiàn)上述問(wèn)題時(shí)，葉片在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)發(fā)出高頻、時(shí)變和瞬態(tài)的聲發(fā)射信號(hào)，因此可以通過(guò)聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)展葉片損傷探測(cè)和評(píng)估工作，或者將振動(dòng)傳感器安裝在機(jī)艙主軸上對(duì)低頻振動(dòng)信號(hào)加以采集，對(duì)空氣動(dòng)力不平衡的問(wèn)題加以分析。

2.2齒輪箱故障

電機(jī)中的齒輪箱主要起到將電機(jī)與機(jī)組主軸進(jìn)行連接的作用，通過(guò)齒輪起到變速的作用，滿足風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行所需。此齒輪箱的運(yùn)行環(huán)境惡劣、工況復(fù)雜且具有較大的傳輸功率，其運(yùn)行中出現(xiàn)高速軸側(cè)的軸承故障、行星齒輪故障、傳動(dòng)側(cè)軸承和中間軸軸承故障的概率較高，表現(xiàn)出在沖擊荷載和交變應(yīng)力影響下的磨損、滾道劃傷、外圈跑圈、滾子打滑等故障。針對(duì)此類故障維修難度大、耗時(shí)長(zhǎng)等特點(diǎn)，應(yīng)采取小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法開(kāi)展故障診斷工作，或者對(duì)潤(rùn)滑油溫、油液磨粒、軸承溫度等信息進(jìn)行收集分析來(lái)診斷齒輪箱故障。

2.3電動(dòng)機(jī)故障

風(fēng)電機(jī)組中的電動(dòng)機(jī)主要有永磁同步和雙饋發(fā)電機(jī)兩種，對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，其屬于直驅(qū)式發(fā)電機(jī)，與電機(jī)轉(zhuǎn)子直接耦合，所用電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較低但是具有較大的啟動(dòng)扭矩，通過(guò)全功率變流器將定子繞組接入電網(wǎng)中，表現(xiàn)出更寬的運(yùn)行范圍、更大的直徑和更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，成本也較高。對(duì)于后者來(lái)說(shuō)，其轉(zhuǎn)速較高，容易產(chǎn)生噪音。應(yīng)用此類電機(jī)時(shí)還需要配合增速齒輪箱使用，整體重量較大。但是此種發(fā)電機(jī)為異步發(fā)電機(jī)，通過(guò)變流器與轉(zhuǎn)子連接，可以實(shí)現(xiàn)功率的雙向流動(dòng)，將轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在70～105%的范圍之內(nèi)，保證電機(jī)的輸出頻率和功率穩(wěn)定。上述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中則容易出現(xiàn)軸承故障、過(guò)熱、轉(zhuǎn)軸形變、磨損以及轉(zhuǎn)子和定子之間間隙異常等機(jī)械故障。還可能會(huì)出現(xiàn)繞組短路或斷路、過(guò)熱等電氣故障，需要針對(duì)相應(yīng)故障信號(hào)開(kāi)展檢測(cè)工作。

3風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行與維護(hù)存在的問(wèn)題

3.1運(yùn)行維護(hù)體系不夠完善的問(wèn)題

風(fēng)電場(chǎng)中普遍缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)維制度，這就導(dǎo)致運(yùn)維人員工作開(kāi)展時(shí)缺乏有效依據(jù)，不利于運(yùn)維工作的規(guī)范化開(kāi)展，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決發(fā)電機(jī)故障。也正是如此，導(dǎo)致運(yùn)維工作流程和秩序混亂，工作記錄也不夠完善，加之在后期運(yùn)營(yíng)中的監(jiān)管不夠全面和及時(shí)，導(dǎo)致在運(yùn)維工作中存在較多重復(fù)工作，但是其他構(gòu)件卻缺乏相應(yīng)的運(yùn)維工作，降低工作效率。此外，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)管理理念落后，運(yùn)維人員缺乏對(duì)自身工作的重視，將更多的精力放在生產(chǎn)活動(dòng)中，更是會(huì)降低運(yùn)行維護(hù)效果。

3.2運(yùn)行維護(hù)工作人員專業(yè)性不足的問(wèn)題

總結(jié)運(yùn)行維護(hù)人員的專業(yè)水平，表現(xiàn)出對(duì)自身工作認(rèn)識(shí)不正確和重視不足的問(wèn)題，沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)程要求開(kāi)展具體操作，造成了操作不夠規(guī)范的問(wèn)題，而且工作態(tài)度不夠端正，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并開(kāi)展檢修工作，增加了后期運(yùn)行中的故障概率。此外，更表現(xiàn)出自身專業(yè)能力較弱的問(wèn)題。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障檢修和運(yùn)維工作具有較高的專業(yè)性，要求運(yùn)維技術(shù)人員可以結(jié)合故障表現(xiàn)快速和準(zhǔn)確判斷故障部位和原因，制定科學(xué)有效的維修策略。否則就會(huì)由于專業(yè)水平不足而難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、難以準(zhǔn)確和快速判斷故障原因，導(dǎo)致所采取的維修策略不夠有效，難以及時(shí)排除故障。比如沒(méi)有有效解決線路老化和變壓器故障等問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)后期運(yùn)行安全隱患的增加。而風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障診斷和維修工作也需要運(yùn)維人員具有較高的專業(yè)技術(shù)水平，還需要工作態(tài)度端正，通過(guò)規(guī)劃化的檢測(cè)和結(jié)果對(duì)比分析，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)來(lái)提升故障檢修效率。

4風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行與維護(hù)的優(yōu)化措施

4.1完善風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行維護(hù)體系

風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行維護(hù)制度的制定是開(kāi)展各項(xiàng)運(yùn)維工作的前提和指導(dǎo)依據(jù)，因此應(yīng)結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際情況和未來(lái)發(fā)展要求明確具體的運(yùn)維工作流程、工作順序、工作內(nèi)容和要求等，比如按照局部故障出現(xiàn)之后開(kāi)展線路檢測(cè)、制定檢修方案、基于檢修工作方案開(kāi)展具體的檢修工作，在質(zhì)檢通過(guò)之后投入使用。通過(guò)明文規(guī)定，由檢修人員按照流程要求開(kāi)展部件檢修養(yǎng)護(hù)工作。此外，還要結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況明確具體的運(yùn)行維護(hù)工作周期，按照短期、長(zhǎng)期計(jì)劃中的檢修維護(hù)時(shí)間要求落實(shí)檢修工作，按照不同時(shí)期的維護(hù)時(shí)間和頻率要求，有計(jì)劃的開(kāi)展維護(hù)工作。最后還要制定明確的維護(hù)方案，在此方案中對(duì)維護(hù)時(shí)間、項(xiàng)目?jī)?nèi)容、結(jié)構(gòu)以及質(zhì)檢評(píng)測(cè)要求等加以明確，做好維護(hù)工作的記錄，保證后續(xù)維護(hù)工作的條理性。

4.2加強(qiáng)對(duì)運(yùn)維工作人員的培訓(xùn)和培養(yǎng)

為了保證運(yùn)維人員的專業(yè)性達(dá)標(biāo)，在培養(yǎng)和培訓(xùn)專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)和專業(yè)運(yùn)維技術(shù)人員時(shí)，重點(diǎn)從以下兩個(gè)方面開(kāi)展。一是通過(guò)講座和交流會(huì)等方式加強(qiáng)宣傳，提高運(yùn)維人員對(duì)自身工作的重視，端正其工作態(tài)度，培養(yǎng)和提升其責(zé)任意識(shí)，從內(nèi)心認(rèn)同自身工作。二是在引進(jìn)更多符合專業(yè)要求的優(yōu)秀高校畢業(yè)生的同時(shí)，加強(qiáng)崗前培訓(xùn)工作，同時(shí)采取以老帶新的方式，由老員工和優(yōu)秀員工通過(guò)言傳身教的方式提升新員工的實(shí)踐能力。還要定期開(kāi)展專題培訓(xùn)會(huì)，完善內(nèi)部培訓(xùn)體系，提升運(yùn)維人員的專業(yè)技術(shù)水平。并且定期考核，考察運(yùn)維人員的學(xué)習(xí)培訓(xùn)效果和能力，通過(guò)獎(jiǎng)罰分明的措施激勵(lì)員工，打造專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

5結(jié)語(yǔ)

正是由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障而影響其自身穩(wěn)定性，會(huì)對(duì)風(fēng)電機(jī)組乃至整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生負(fù)面影響，這就需要總結(jié)其運(yùn)行中常見(jiàn)的葉片、齒輪箱和電動(dòng)機(jī)故障等，分析目前開(kāi)展風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)維工作中存在的體系不完善和人員專業(yè)性較差的問(wèn)題，通過(guò)運(yùn)維體系完善和加強(qiáng)技術(shù)人員培訓(xùn)等方式提升運(yùn)維管理水平，調(diào)整運(yùn)維策略并打造專業(yè)運(yùn)維技術(shù)團(tuán)隊(duì)，保證風(fēng)電場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)和發(fā)展。

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