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淺析風力發電機組運行管理及設備維護技術
時間: 2019-01-29 12:02
來源: 未知
作者: 科新電力
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隨著風電事業的不斷發展，風力發電場的規模也日益擴大，單機容量從30kW逐漸升至600kW，風機也由原來的引進進口設備，發展到了如今自己生產、設計的國產化風機。伴隨著風機種類和數量的增加，新機組的不斷投運，舊機組的不斷老化，風機的日常運行維護也是越來越重要。現在就風力發電機組運行管理及設備維護作一下探討。
一．運行管理
風力發電機組的控制系統是采用工業微處理器進行控制，一般都由多個CPU并列運行，其自身的抗干擾能力強，并且通過通信線路與計算機相連，可進行遠程控制，這大大降低了運行的工作量。所以風機的運行工作就是進行遠程故障排除和運行數據統計分析及故障原因分析。
1．遠程故障排除
風機的大部分故障都可以進行遠程復位控制和自動復位控制。風機的運行和電網質量好壞是息息相關的，為了進行雙向保護，風機設置了多重保護故障，如電網電壓高、低，電網頻率高、低等，這些故障是可自動復位的。由于風能的不可控制性，所以過風速的極限值也可自動復位。還有溫度的限定值也可自動復位，如發電機溫度高，齒輪箱溫度高、低，環境溫度低等。風機的過負荷故障也是可自動復位的。
除了自動復位的故障以外，其它可遠程復位控制故障引起的原因有以下幾種：
（1）風機控制器誤報故障；
（2）各檢測傳感器誤動作；
（3）控制器認為風機運行不可靠。
（2）各檢測傳感器誤動作；
（3）控制器認為風機運行不可靠。
2．運行數據統計分析
對風電場設備在運行中發生的情況進行詳細的統計分析是風電場管理的一項重要內容。通過運行數據的統計分析，可對運行維護工作進行考核量化，也可對風電場的設計，風資源的評估，設備選型提供有效的理論依據。
每個月的發電量統計報表，是運行工作的重要內容之一，其真實可靠性直接和經濟效益掛鉤。其主要內容有：風機的月發電量，場用電量，風機的設備正常工作時間，故障時間，標準利用小時，電網停電，故障時間等。
風機的功率曲線數據統計與分析，可對風機在提高出力和提高風能利用率上提供實踐依據。例如，在對國產化風機的功率曲線分析后，我們對后三臺風機的安裝角進行了調節，降低了高風速區的出力，提高了低風速區的利用率，減少了過發故障和發電機溫度過高故障，提高了設備的可利用率。通過對風況數據的統計和分析，我們掌握了各型風機隨季節變化的出力規律，并以此可制定合理的定期維護工作時間表，以減少風資源的浪費。
3．故障原因分析
我們通過對風機各種故障深入的分析，可以減少排除故障的時間或防止多發性故障的發生次數，減少停機時間，提高設備完好率和可利用率。如對150kW風機偏航電機過負荷這一故障的分析，我們得知有以下多種原因導致該故障的發生，首先機械上有電機輸出軸及鍵塊磨損導致過負荷，偏航滑靴間隙的變化引起過負荷，偏航大齒盤斷齒發生偏航電機過負荷，在電氣上引起過負荷的原因有軟偏模塊損壞，軟偏觸發板損壞，偏航接觸器損壞，偏航電磁剎車工作不正常等。又如，在對Jacobs系列風機控制電壓消失故障分析中，我們采用排除實驗法，將安全鏈當中有可能引起該故障的測量信號元件用信號繼電器和短接線進行電路改造，最終將故障原因定位在過速壓力開關的整定上，將該故障的發生次數減少，提高了設備使用率，減少了閘墊的更換次數，降低了運行成本。
二．設備維護
風力發電機是集電氣、機械、空氣動力學等各學科于一體的綜合產品，各部分緊密聯系，息息相關。風力機維護的好壞直接影響到發電量的多少和經濟效益的高低；風力機本身性能的好壞，也要通過維護檢修來保持，維護工作及時有效可以發現故障隱患，減少故障的發生，提高風機效率。
風機維護可分為定期檢修和日常排故維護兩種方式。
1．風機的定期檢修維護
定期的維護保養可以讓設備保持最佳期的狀態，并延長風機的使用壽命。定期檢修維護工作的主要內容有：風機聯接件之間的螺栓力矩檢查（包括電氣連接），各傳動部件之間的潤滑和各項功能測試。
風機在正常運行中時，各聯接部件的螺栓長期運行在各種振動的合力當中，極易使其松動，為了不使其在松動后導致局部螺栓受力不均被剪切，我們必須定期對其進行螺栓力矩的檢查。在環境溫度低于-5℃時，應使其力矩下降到額定力矩的80%進行緊固，并在溫度高于-5℃后進行復查。我們一般對螺栓的緊固檢查都安排在無風或風小的夏季，以避開風機的高出力季節。
風機的潤滑系統主要有稀油潤滑（或稱礦物油潤滑）和干油潤滑（或稱潤滑脂潤滑）兩種方式。風機的齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用的是稀油潤滑方式，其維護方法是補加和采樣化驗，若化驗結果表明該潤滑油已無法再使用，則進行更換。干油潤滑部件有發電機軸承，偏航軸承，偏航齒等。這些部件由于運行溫度較高，極易變質，導致軸承磨損，定期維護時，必須每次都對其進行補加。另外，發電機軸承的補加劑量一定要按要求數量加入，不可過多，防止太多后擠入電機繞組，使電機燒壞。
定期維護的功能測試主要有過速測試，緊急停機測試，液壓系統各元件定值測試，振動開關測試，扭纜開關測試。還可以對控制器的極限定值進行一些常規測試。
定期維護除以上三大項以外，還要檢查液壓油位，各傳感器有無損壞，傳感器的電源是否可靠工作，閘片及閘盤的磨損情況等方面。
2．日常排故維護
風機在運行當中，也會出現一些故障必須到現場去處理，這樣我們就可順便進行一下常規維護。首先要仔細觀察風機內的安全平臺和梯子是否牢固，有無連接螺栓松動，控制柜內有無糊味，電纜線有無位移，夾板是否松動，扭纜傳感器拉環是否磨損破裂，偏航齒的潤滑是否干枯變質，偏航齒輪箱、液壓油及齒輪箱油位是否正常，液壓站的表計壓力是否正常，轉動部件與旋轉部件之間有無磨損，看各油管接頭有無滲漏，齒輪油及液壓油的濾清器的指示是否在正常位置等。第二是聽，聽一下控制柜里是否有放電的聲音，有聲音就可能是有接線端子松動，或接觸不良，須仔細檢查，聽偏航時的聲音是否正常，有無干磨的聲響，聽發電機軸承有無異響，聽齒輪箱有無異響，聽閘盤與閘墊之間有無異響，聽葉片的切風聲音是否正常。第三，清理干凈自己的工作現場，并將液壓站各元件及管接頭擦凈，以便于今后觀察有無泄漏。
雖然上述的常規維護項目并不是很完全，但我們只要每次都能做到認真、仔細，一定能防止出現故障隱患，提高設備的完好率和可利用率。
要想運行維護好風力發電機組，在平時還要對風機相關理論知識進行深入地研究和學習，認真做好各種維護記錄并存檔，對庫存的備件進行定時清點，對各類風機的多發性故障進行深入細致分析，并力求對其做出有效預防。只有防患于未然，才是我們運行維護的最高境界。
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