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淺析風(fēng)力發(fā)電機組運行管理及設(shè)備維護技術(shù)
隨著風(fēng)電事業(yè)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電場的規(guī)模也日益擴大，單機容量從30kW逐漸升至600kW，風(fēng)機也由原來的引進進口設(shè)備，發(fā)展到了如今自己生產(chǎn)、設(shè)計的國產(chǎn)化風(fēng)機。伴隨著風(fēng)機種類和數(shù)量的增加，新機組的不斷投運，舊機組的不斷老化，風(fēng)機的日常運行維護也是越來越重要。現(xiàn)在就風(fēng)力發(fā)電機組運行管理及設(shè)備維護作一下探討。
一．運行管理
風(fēng)力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)是采用工業(yè)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(fēng)機的運行工作就是進行遠程故障排除和運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及故障原因分析。
1．遠程故障排除
風(fēng)機的大部分故障都可以進行遠程復(fù)位控制和自動復(fù)位控制。風(fēng)機的運行和電網(wǎng)質(zhì)量好壞是息息相關(guān)的，為了進行雙向保護，風(fēng)機設(shè)置了多重保護故障，如電網(wǎng)電壓高、低，電網(wǎng)頻率高、低等，這些故障是可自動復(fù)位的。由于風(fēng)能的不可控制性，所以過風(fēng)速的極限值也可自動復(fù)位。還有溫度的限定值也可自動復(fù)位，如發(fā)電機溫度高，齒輪箱溫度高、低，環(huán)境溫度低等。風(fēng)機的過負荷故障也是可自動復(fù)位的。
除了自動復(fù)位的故障以外，其它可遠程復(fù)位控制故障引起的原因有以下幾種：
（1）風(fēng)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(fēng)機運行不可靠。
（2）各檢測傳感器誤動作；
（3）控制器認為風(fēng)機運行不可靠。
2．運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
對風(fēng)電場設(shè)備在運行中發(fā)生的情況進行詳細的統(tǒng)計分析是風(fēng)電場管理的一項重要內(nèi)容。通過運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，可對運行維護工作進行考核量化，也可對風(fēng)電場的設(shè)計，風(fēng)資源的評估，設(shè)備選型提供有效的理論依據(jù)。
每個月的發(fā)電量統(tǒng)計報表，是運行工作的重要內(nèi)容之一，其真實可靠性直接和經(jīng)濟效益掛鉤。其主要內(nèi)容有：風(fēng)機的月發(fā)電量，場用電量，風(fēng)機的設(shè)備正常工作時間，故障時間，標(biāo)準(zhǔn)利用小時，電網(wǎng)停電，故障時間等。
風(fēng)機的功率曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，可對風(fēng)機在提高出力和提高風(fēng)能利用率上提供實踐依據(jù)。例如，在對國產(chǎn)化風(fēng)機的功率曲線分析后，我們對后三臺風(fēng)機的安裝角進行了調(diào)節(jié)，降低了高風(fēng)速區(qū)的出力，提高了低風(fēng)速區(qū)的利用率，減少了過發(fā)故障和發(fā)電機溫度過高故障，提高了設(shè)備的可利用率。通過對風(fēng)況數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，我們掌握了各型風(fēng)機隨季節(jié)變化的出力規(guī)律，并以此可制定合理的定期維護工作時間表，以減少風(fēng)資源的浪費。
3．故障原因分析
我們通過對風(fēng)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(fā)性故障的發(fā)生次數(shù)，減少停機時間，提高設(shè)備完好率和可利用率。如對150kW風(fēng)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?qū)е略摴收系陌l(fā)生，首先機械上有電機輸出軸及鍵塊磨損導(dǎo)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(fā)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(fā)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(fēng)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(dāng)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(guān)的整定上，將該故障的發(fā)生次數(shù)減少，提高了設(shè)備使用率，減少了閘墊的更換次數(shù)，降低了運行成本。
二．設(shè)備維護
風(fēng)力發(fā)電機是集電氣、機械、空氣動力學(xué)等各學(xué)科于一體的綜合產(chǎn)品，各部分緊密聯(lián)系，息息相關(guān)。風(fēng)力機維護的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟效益的高低；風(fēng)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(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障的發(fā)生，提高風(fēng)機效率。
風(fēng)機維護可分為定期檢修和日常排故維護兩種方式。
1．風(fēng)機的定期檢修維護
定期的維護保養(yǎng)可以讓設(shè)備保持最佳期的狀態(tài)，并延長風(fēng)機的使用壽命。定期檢修維護工作的主要內(nèi)容有：風(fēng)機聯(lián)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(fēng)機在正常運行中時，各聯(lián)接部件的螺栓長期運行在各種振動的合力當(dāng)中，極易使其松動，為了不使其在松動后導(dǎo)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(huán)境溫度低于-5℃時，應(yīng)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(fù)查。我們一般對螺栓的緊固檢查都安排在無風(fēng)或風(fēng)小的夏季，以避開風(fēng)機的高出力季節(jié)。
風(fēng)機的潤滑系統(tǒng)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(fēng)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(jié)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(fā)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(zhì)，導(dǎo)致軸承磨損，定期維護時，必須每次都對其進行補加。另外，發(fā)電機軸承的補加劑量一定要按要求數(shù)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(tǒng)各元件定值測試，振動開關(guān)測試，扭纜開關(guān)測試。還可以對控制器的極限定值進行一些常規(guī)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(fēng)機在運行當(dāng)中，也會出現(xiàn)一些故障必須到現(xiàn)場去處理，這樣我們就可順便進行一下常規(guī)維護。首先要仔細觀察風(fēng)機內(nèi)的安全平臺和梯子是否牢固，有無連接螺栓松動，控制柜內(nèi)有無糊味，電纜線有無位移，夾板是否松動，扭纜傳感器拉環(huán)是否磨損破裂，偏航齒的潤滑是否干枯變質(zhì)，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(zhuǎn)動部件與旋轉(zhuǎn)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(fā)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(fēng)聲音是否正常。第三，清理干凈自己的工作現(xiàn)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(guī)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(xiàn)故障隱患，提高設(shè)備的完好率和可利用率。
要想運行維護好風(fēng)力發(fā)電機組，在平時還要對風(fēng)機相關(guān)理論知識進行深入地研究和學(xué)習(xí)，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(fēng)機的多發(fā)性故障進行深入細致分析，并力求對其做出有效預(yù)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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