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

王庆猛

辽宁龙源新能源发展有限公司     辽宁省沈阳市    110000

摘要：现阶段，随着时代的不断进步，我国对于不可再生资源的利用逐渐减少，对于新型能源的利用范围逐渐扩大，风能作为典型的环保、节能、清洁能源逐渐受到人们的青睐。电能作为人们生活中不可或缺的能源，应用于各大领域，风力发电作为一种重要的生产电能的方式，主要的电气设备就是风力发电机，如何保障风力发电设备安全运行成为技术人员值得思考的问题。

关键词：风力发电；设备安全管理；运行维护

自21世纪初以来，中国的电力工业，特别是新能源发电企业发展迅速。在各种政府政策的支持下，新能源（风力发电，太阳能发电）发电正在飞速发展。新能源行业使用了许多新型风力发电机组、新设备和新技术。由于新能源发电设备长期使用，许多运转部件磨损严重，机组设备老化问题明显，设备故障频率不断增加，设备检修维护工作将更加频繁，安全运行风险增大，现场大部件更换增多，吊装等高风险作业常态化，安全管理将变得更加困难。

一、电气设备安全管理与维护的必要性

电气设备的稳定运行是整个发电厂安全稳定运行的重要基础，电气设备的安全管理与维护作为发电厂日常管理工作的重要组成部分，对于发电厂的正常运行至关重要。发电厂的电气设备之间是相互联系的，一旦其中某个电气设备发生故障，无法正常运行，将会影响到整个发电厂电气设备的运行状态，进而影响到发电厂的经济效益。此外，电气设备性能的好坏也会直接影响到发电厂的运行成本和经济效益。因此，对电气设备进行科学的管理与维护，提高电气设备的安全管理和维护水平，对设备进行监督检查，发现问题及时处理，对于提高设备的安全可靠性，减少电气设备的维修费用，降低生产成本，提高经济效益具有重要意义。

二、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。

三、风力发电厂电气设备的维护

　　3.1电气设备验电

电气设备的日常维护主要是对电气设备进行验电，这属于基本检修类的技术，但是其作用却十分重要。通常，很多人认为验电需要在电气设备装设完成前开展，或者认为必须要保证设备确定未运转通电的时候完成这一工作。但是，在开展这种操作的时候需要注意，应该先对设备中出现两侧相同部位予以细致检验，但是，坚决不能够同时开展。另外，为了保证工作人员自身的安全，需要做好必要的保护措施。应该佩戴绝缘手套，并且在设备断电的情况下使用符合标准要求的验电设备对其开展验电工作。然而，一个科学的风电厂，还需要具备完整的定期巡视制度，确保运行工作人员能够定期对电厂运行的安全性和稳定性进行监控，并且将责任落实到个人，制定合理的现场巡视检查体系，重点强调时间要求。除此之外，电厂的外出工作一定要保证两人以上共同进行，这也是对安全生产的一种保证。

　　3.2接地线安装

在安装电气设备的过程中，接地线的主要目的就是可以避免设备维修工作人员在断电操作中出现安全事故。因此，最关键的就是把接地线安置于设备有可能来电或者是可能外泄的位置。另外，在开展接地线安装与拆卸操作的过程中，需要重视接地端链接与操作顺序，应该在安装过程中首先装设接地端，而在拆装的时候则需要对导体端进行操作，一定要根据以上顺序进行，否则就会导致严重的后果。与此同时，安装时不应该走错间隔，这样就能够避免误碰隔离情况的发生。但是，值得注意的是，需要在关键场所悬挂标识牌，否则会出现严重的安全问题。详细地讲，就是要在停电设备表面标志出安全距离，并且设立临时遮拦屏障，并明确其与带电设备距离的最小安全数值。

结语:

风力发电设备可靠性的统计与分析对于评价和考核场站设备运行维护状况以及风电机组选型都具有非常重要的参考价值，是新能源公司推进精细化管理的重要手段。目前，风力发电设备可靠性的统计分析涉及数据量庞大，计算任务繁重，通过人工计算和分析存在较大困难，后续可通过规划建设相关生产管理信息系统，利用大数据平台及智能分析应用来实现高效分析及应用。

参考文献:

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[3]邢李方，张建新，王阳，等.风电场集电线路引流线故障分析与对策[J].通信电源技术，2018，35（12）：196-197.