浅谈风力发电机的维修与保养

浅谈风力发电机的维修与保养

吴启斌

江门中车轨道交通装备有限公司，广东 江门 529100

摘要：随着我国经济的飞速发展，我国的风力发电事业也有很大的进步。然而风能是重要的清洁能源，其资源十分丰富，我国的新能源战略也开始将风力发电作为重点，可以说风力发电应用前景十分广阔，发电机组是风力发电的重要设备，它的维修与保养工作十分重要。

关键词：风力发电机；维修保养

风力发电机是风力发电机组中将机械能转化为电能的装置，它不仅直接影响到输出电能的质量和效率，而且也影响到整个风电转换系统的性能。因此，对风力发电机进行日常维护和常见故障处理就显得极为重要。

一、风力发电机的运行维护：风力发电机本身性能的好坏必须通过维护站来进行定期维护，这样做可以及时发现风力发电机的故障并及时排除，从而提高风力发电机的整体运行效率。风力发电机的运行维护包括对风力发电机的定期检修和日常维护两大方面；

1、风力发电机的定期检修：对风力发电机的电气设备进行定期的检修可以使设备始终处于良好的运行状态，最为重点的维护内容包括：风力发电机连接点之间螺栓力矩检测、传动部件间的润滑情况以及测试发电机的各项功能。一般对螺栓力矩检测维护工作是在无风或者风小的夏天进行的，主要是为了躲避高风力。发电机的润滑方式分为稀油润滑和干油润滑，一般多采用稀油润滑方式的是风轮发电机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱，采用干润滑油方式的部件为偏航齿轮和轴承，维护的方法主要是补充润滑油及更换过期润滑油等。由于发电机组在运行中会产生热量，温度过高会导致润滑油变质从而失去润滑作用，因此，及时补充及更换润滑油显得十分重要，但一定要注意补充润滑油量的控制，防止润滑油过多或过少从而导致发电机烧坏。一般对发电机的功能测试主要包括对发电机的输出电压及输出功率等各项参数的检测，防止因发电机输出的电能异常从而导致损坏发电机及其他控制设备。

2.日常维护；风电场风力发电机的运行维护中，会出现一些需要马上在现场排除的故障，排障后要进行必要的维护。内容为：①观察安全平台和梯子连接螺栓的松动情况；②检查控制监控柜内部是否有烧焦的情况及有无放电声音和其他杂音；③检查发电机的电缆是否偏移以及夹板是否松动；④检查风力发电机轴承、齿轮、砸盘和闸垫之间是否有异响。最后，在对风力发电机进行维护后，要做好现场清理工作，要擦拭干净液压站的各个部件与管头的接口部位，以便于下次维护。

3.检修策略：

（1）故障检修：所谓故障检修是指当发现风电机组出现故障之后再进行检修。这种检修方式虽必不可少，但由于其工作量大，检修过程中需更换许多内部部件，一次下来通常会耗费大量的时间和较高的成本，甚至会引致事故扩大化，所以，这种检修方式通常会被谨慎适用，一般只有当出现IGBT等关键构件损坏的灾难性机组故障时才会被选择适用。

（2）改进性检修：所谓改进性检修就是指针对风电机组一些经常发生的故障或者先天存在的缺陷进行检修。这是一种常规的检修方式。通常情况下，风电机组投运初期会发生协调性障碍和设计缺陷等很多问题。此外，很多零部件因为没有经过考验就投入使用，也大大增加了故障发生的可能性。在这种情况下，运用改进性检修的方式，及时提出策略，能够有效地解决机组故障的发生。

（3）设备状态检修：所谓设备状态检修就是指先对设备状态进行科学的评估，在此前提之下，依据对该设备平常的工作状态的检测与诊断所得出的数据来推断机组的运行情况，来分析故障并制定合理的方案进行检修维护。在所有检修方式中，这是一种最为有效的检修方式。它能够及时而精准地发现故障并予以处理，从而保证机组在完好的状态下维持较高的工作效率并且降低使用成本。一般来说，风电机组中的大部件造价较高，故障率偏低，例如，主轴承、风电机，这些大部件发生故障的概率很小，所以，鲜少有发电场留有这些部件的备件，因此它们一旦发生损坏将会带来极大的电量损失。状态检测恰能很好地预防这种状况的发生，从而降低损失。判定风电机组的工作状态需通过多种方式进行，主要靠振动在线监测，油品在线检测、定期化验、热成像检查等进行辅助检测。然而，这种检测方式必须以精确的诊断结论为基础而进行，遗憾的是，当前对机组的诊断手段还不够成熟，正在不断完善之中，并非任何系统都可以进行诊断，再加上状态检测一般投入成本较高，所以，这也成为状态检修的一大软肋。

二、风力发电机的日常维修

发电机组出现故障之后检修人员必须要能够在较短时间内迅速找出故障的原因，并采取有效的处理方法，尽可能减少故障损失，下文就风电机组的常见故障及检修处理方法进行简单归纳：

1、风电机组的常见故障处理方法：风力发电机组涉及的设备及零部件十分多，各个零部件都有可能出现故障，因此整个发电机组的故障种类较多，简单来说，机组的故障可以分为机械故障和电气故障两种。机械故障一般情况下通过听设备的声音、测试表面温度、观察震动情况等方法就能够找出故障部位。相对而言，电气故障部位的检修就比较复杂，检修人员必须要能够熟悉整个机组的工作原理才能够找出故障原因并选择合适的处理方法。风电机组PLC的诊断系统是查找故障的主要途径，检修人员在工作过程中要能够通过PLC提供的故障信息查找出故障的原因，分析出准确的故障点。一般来说，对故障现象的分析可以按照以下步骤进行：首先对设备的症状进行详细分析，然后展开设备检查工作，确认故障部位，之后依次排查损坏的器件、线路等，最后更换损坏的零部件。故障处理完成之后还要对机组修理之后的工作状况及性能进行检查，确保所有的仪器设备都处于正常工作状态。

2、风电机组的故障检查：风电机组故障检查是故障检修过程中的重要环节，常见的检查方法主要有常规检查法，自诊断法，机、电、液综合分析法，电路参数测试对比法，隔离法，分段淘汰法等几种，检查过程中要灵活选择合适的方法。常规检查就是凭借检修人员的看、闻、摸、听观察仪器是否存在温度异常、震动异常、气味异常、声音异常,查找出故障原因；自诊断法则是通过机组的控制系统及计算机控制装置中的故障诊断系统提供的自诊断提示信息分析查找出故障部位；电路参数测试对比法要求检修人员通过一定的仪表设备测量所有可疑部位的脉冲信号、电压、电阻、电流，与正常状态下的这些数值及波形进行对比，从而找出故障部位；机、电、液综合分析法指的是在同一个故障之中，同时从机、电、液3个角度进行分析，全面排查故障。风电机组涉及的仪器设备较多，实际运行中故障链可能较长，为了缩短故障排查的时间，检修人员可以由故障链中部开始分段淘汰检查；隔离法检查是缩小故障范围的有效措施，实际检修过程中要求工作人员在发现故障后立刻切断故障部位的电路或者电源,将故障部位与正常工作的仪器设备隔离开来。

3、做好风机易损件的记录整理：风电机组维护保养过程中还需要做好检修记录工作，汇总当天的检修内容及检修结果，填写相关检修报告、进度表等，对于检修过程中出现的问题及时反馈并迅速处理，提高检修工作的效率。此外，对于经常出现故障的部件及容易损伤的零部件应汇总记录下来。易损件汇总报告中应包括系统分类、机组型号、易损器件名称等，比如偏航系统。然而GE1500sle、AW1500及WD750型机组中易损器件主要有风向标、解缆开关、排行刹车、偏航电机刹车等。在后期检修中，检修人员根据这些资料可以划出检查重点，同类型故障能够迅速地大致确定故障原因，一定程度上可以缩短检修时间，提高检修工作的效率。

加强对风电设备的日常维护和管理，是风电场减小维修费用、降低风力发电成本重要并有效的手段，也是增加企业竞争力、加快风电设备国产化和促进风电事业发展的重要手段。

参考文献:

[1]秦雨.风力发电机设计与运行维护[M]．北京：中国电力出版社，2018：256-264．

[2]赵建．风力发电装置的使用与维护[J]．可再生能源，2018，（3）：36．