风力发电设备安全管理与运行维护

风力发电设备安全管理与运行维护

王政

鲁能新能源（集团）有限公司新疆分公司 830000

摘要：现今，全世界能源供给种类较多，如石油、煤炭等化石燃料，风力、太阳能、核能、天然气等清洁能源。其中，使用占比大的为化石燃料，但因其为不可再生资源，且大肆使用对环境污染危害大，导致全球温室效应逐年加剧，需严格管控对其的开采和使用。风力发电作为一种绿色能源，其研发利用和推广应用早已成为各国关注的热点。但是，风力发电电能和发电效率直接取决于风力发电设备的性能和运行状态。因此，风力发电企业应注重对风力发电设备的安全管理和运行维护，提高其在线安全运行周期，从而为社会提供安全、可靠的电能。

关键词：风力发电设备；安全管理；运行维护

随着社会的发展，能源短缺问题越来越严重，可再生资源的开发利用越来越重要。我国风力发电的研究和成果转化，有效缓解了电力能源紧缺的局面。但我国风电场建设起步较晚，在风电安全管理和维护方面还存在许多问题。其中，作为电厂的基础核心，电力设备的安全管理和维护是风电管理最重要的工作。风力发电作为一种绿色能源，以其对环境无污染、零排放的优点，得到了高度重视和应用。因此，从风力发电设备的安全管理和运行维护入手，旨在保证风力发电设备的运行质量和设备性能，保证企业的风力发电能力和经济效益，为社会提供安全可靠的电力。

1风力发电设备安全运行现状

由于风电环境大多位于戈壁和沿海地区，其气候和地理特征对风电设备安全运行的影响不容忽视。此外，风电基站采用单分散、全线集中控制方式。风力发电设备的安全管理和运行维护需要克服复杂的地理位置和多变的气候环境，这对风力发电设备和运行维护人员是一个巨大的考验。

风力发电设备的工作原理是风力机将风能转化为机械能，然后将主轴、变速箱等传动系统与发电机组相连，在机械能驱动下输出电能。设备包括叶片、风轮、传动装置、对空装置、发电机组、塔架、高低压控制柜等，多数易出问题的设备与地理环境和气候密切相关。例如，戈壁地区进入10月份，多为降雪天气，叶片和风轮结冰，导致发电机组停机或不正常运行，既不能保证电能质量，也会影响设备的使用寿命。

由于知识储备和技能水平的限制，各系统不够全面。维护人员不能严格遵守操作规程，对风力发电设备的管理和维护不够重视，对复杂的工作环境缺乏信心和积极性。特别是在暴风雪环境下，风力发电设备需要及时维修时，人员不敢承担维修工作，导致风力发电设备掉线，影响发电质量。

2风力发电设备常见故障及对策

2.1气候和地理环境的影响

风电建设往往取决于某一地区风电场的规模，但风电场往往位于高海拔、沿海等偏远地区。夏季，沿海地区有大风和暴雨，冬季，戈壁地区的暴风雪对风力发电设备有很大威胁。例如，气流的紊流和尾迹会对叶片和风力涡轮机造成损坏，严重时会缩短风力发电设备的使用寿命。此外，这种环境容易破坏风力发电设备的金属结构，增加腐蚀性，削弱风力发电设备的整体不稳定性。

安全管理和运行维护方法应加强对风力发电设备的机械和金属结构件，如叶片、齿轮、轴承等的检查，同时检查有无腐蚀、变形等，要根据风力发电机组的功率输出曲线判断环境对风力发电设备的影响，适当调整风力发电设备的正常运行检修周期和检修强度。

提前掌握风电设备安装位置环境现状，选择合适的设备材料或设备，减少环境对风电基站运行的影响。例如，戈壁地区由于环境差、温度低，对设备材料的老化和金属疲劳影响很大。因此，在风力发电设备选材时，应选用耐低温、耐压强、低压运行的电控设备。同时，应定期调整叶片安装角度和浆体设定值，以获得风力发电设备的最佳运行性能。

2.2风力发电机运行维护

风电机组是各风电基地站最核心的机电设备。它的性能和运行维护直接影响到风力发电的电能质量和经济效益。一般情况下，通过定期维护和日常维护，查找故障，消除安全隐患，降低故障发生率，提高在线安全运行时间，保证风电机组的工作效率和发电质量。

风电机组常见故障有：传动部件间严重卡阻或摩擦；长期运行固定螺栓紧固松动或螺栓剪切不均匀；液压系统泄漏；各种传感器损坏或电动执行机构不灵敏等。

风电机组的安全管理和运行维护主要集中在定期维护和故障排除上。其中，传动部件间的润滑和卡涩、固定螺钉的紧固检查、功能验证、液压系统检查、传感器和电动执行机构等均包含在定期维护中。定期维修不应流于形式。对风机各部件进行认真检查和判断，发现问题及时更换或修理。故障应急维修是指在风机运行出现故障时，及时进行现场故障排除。首先，观察故障表现，如电机抖动、液压损失等，迅速初步确定故障原因，停机检修，及时更换损坏部件，及时检查和纠正电路接线短路或接线端子松动或电控系统受环境影响的情况。为了快速更换零部件，易损易耗件应存放在风力发电基地站或由维修人员携带。检修工作结束后，应及时记录故障点和解决方法，清理检修现场，确保设备完好率，为下次类似故障提供快速可靠的解决方案。

2.3变频器的使用与维护

变频器作为风力发电设备中的电气控制设备，其应用原理是：当风机转速低于设定值时，变频器由电网交流电变为直流储能变为基站电容，然后将事务电流更改为发动机转子；反之亦然。其应用优势是变桨距调节和电能优化。

变频器常见的故障有过电流故障、过载故障、过电压故障、温度故障等，但由于变频器的类型和形式多种多样，故障代码和解决方案也不尽相同。如果维修人员不熟悉，会导致变频器故障检修时间长，影响风电机组运行质量。

以温度故障检修为例，当冷却风机不工作，冷却循环泵不增压，风机并网时有相应的故障码，可以确定是变频器温度过高导致设备停机。解决方法：（1）检查冷却风扇叶片是否损坏，电机电源是否欠压；（2）检查冷却循环泵电机及其密封性。一般情况下，冷却液散热片损坏，冷却电机无电源输入，或电机损坏较多。故障排除后，应及时更换散热器或电机，并对电源进行冗余处理。

3风力发电设备的安全管理

风力发电设备因风力发电技术的日益更新，其设备种类、类型层出不穷，但风力发电企业人员却难以全面掌握，加之安全管理意识不强烈、维护技能薄弱等，导致安全管理多形同虚设。为改善和加强风力发电设备的安全管理，应提高企业人员的专业技能和职业操守，逐步完善各类管理制度和工作经验，形成规范化操作流程和作业指导书，做到设备档案管理、设备责任到人管理体系建设。对较为普遍的故障或使用问题，可组织专家进行研讨分析，制定一套快速高效解决措施方案，从而提升安全管理质量和设备安全性能。

结论

风力发电设备是风力发电的基础，必须以安全生产为基础，以设备安全管理和运行维护为侧重点，以快速诊断和排查隐患为检修手段，同时各类作业指导书力求做到有效防控和快速解决，确保风力发电设备在线安全运行，提升风力发电电量和企业经济效益，为社会提供安全、可靠的电能。

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