风电场电气设备安全运行的管理维护对策研究

史立玺

摘要：电能作为人们生活中不可或缺的能源，广泛应用于社会各大领域。随着社会的不断进步，我国对不可再生资源利用逐渐减少，对新能源利用范围逐渐扩大。风能作为典型的环保、清洁能源逐渐受到人们的青睐。风力发电经过不断地发展已成为我国最重要的清洁能源之一。风力发电机作为风力发电重要的电气设备，对其安全运行维护管理的研究具有重要的意义。

关键词：风电场;电气设备;风电机组;运行维护

1风力发电机组的概念

风力发电机作为风电场的组成部分，是风电场中最重要的一种电气设备，风力发电机在风电场具有非常重要的作用。风力发电机的主要作用就是利用升力把风能转化为叶片的动能，通过主轴将动能传递至发电机从而产生电能，属于一种能量转化设备。根据结构划分，风力发电机由风轮、机舱、塔架、基础四大部分组成，不同的结构在其运行过程中，起到的作用也存在一定的差异，其中风轮的作用就是利用叶片空气动力外形使空气产生升力进行转动，并将转矩传到主传动系统，实现风能向着机械能的转化;机舱是安装传动系统、齿轮箱、发电机等主要部件的载体，主传动系统将动能转递至齿轮箱进行增速后传至发电机，发电机转子励磁，定子绕组切割磁力线可以产生较为明显的电能;塔架是的作用支撑风轮与机舱达到所需的高度，机舱也可以围绕塔架偏航，从而更好地捕捉风能;基础的主要作用是将风力发电机组进行固定。

2加强风电场电气设备安全运行维护的必要性

风电场电气系统是一个完整的发电系统，风电场包括发电、变电、高压输电等，由大量的电气设备组成，一旦某一环节出现问题都会威胁风电场的安全稳定运行，进而影响电网的稳定性，只有每个组成部分都安全稳定运行，才能保证风电场安全运行。但实践与理论间往往存在偏差，现实工作容易产生不少问题，一旦操作失误或故障处理不及时，将会造成巨大的经济损失。风电场电气设备安全稳定运行生产效率密切相关，电气设备故障将大大降低生风电场生产效率，从而影响企业的收益。为风电场电气设备制定完整、高效的运行维护管理体系、提高电气设备维护技术人员专业水平及运行维护能力可有效减少电气设备运行故障，即便出现突发状况，也可以有效解决，减轻故障带来的后果。加风电场电气设备安全运行维护，提高风电场电气设备运行的稳定性，才能达到风电场追求最大化经济效益的目标。

3风力发电机运行过程中存在的主要故障

3.1发电机组叶片故障

风力发电机组的叶片是发电机组的动力源泉，是风力发电机组的重要组件之一，叶片的好坏直接影响整个机组的性能和发电效率;由于风力发电机是依靠风力发电，因此风力发电机大多安装在环境恶劣、海拔高、气候复杂的地区，而叶片又在高空、全天候条件下工作，容易受到极端天气的影响，故障率在整机中约占三分之一以上。一旦叶片发生故障，整个机组就必须停止所有工作进行维修，严重的还必须更换叶片，这会给风电场带来极大的经济损失。

3.2发电机振动异常

风力发电机组长期运转状态下会出现发电机振动异常这一问题，发电机振动过猛会对稳定性造成影响，甚至会出现发电机断轴等故障，极大地降低风电场经济效益。所以要求风电场必须采取有效技术性措施，确保发电机运行期间处于正常震动状态。导致发电机振动异常的主要因素在于发电机设计、安装不合理，未能达到加工技术要求;发电机所安装的零部件精度不足;未及时进行队中等。此外也和发电机自身运行工况有很大关系。

3.3齿轮箱故障

齿轮箱作为双馈式风电机组的重要组成部分，也是故障频发的部件之一。其主要故障有轴承损坏、断齿、點蚀、齿面胶合、齿轮箱漏油等。由于齿轮箱长期处于高速转动中，高温会加速齿轮表面材料的疲劳损伤，金属表面疲劳破坏在高温情况下会形成金属颗粒，随着齿轮不断啮合会出现齿轮胶合、齿面破损等缺陷，长期运行会造成齿轮箱损坏。齿轮箱作为大部件，维修及更换成本较高[1]。

4风电场安全运行管理维护措施

4.1制定运行维护管理制度

风电场应根据现场实际情况，按照应修必修、修必修好的原则制定一套系统、完善的运行维护管理制度，明确风电场机组年度工作内容、工作周期、工作流程及工作标准。风电场运行维护人员严格按照运行维护管理制度深入、有序开展风电机组日常巡检、年度定检、设备检测、设备维修等工作，同时做好详细记录。做到设备精细化管理，确保风力发电机长期处于安全稳定运行状态[2]。

4.2完善机组检修流程

完善风电机组检修流程、按照检修流程开展工作，能提高风电机组检修质量，同时也是是保证风电机组整体平稳运行的关键所在。风电机组每个部件的寿命都是有限的，在特定时间范围内，定期检修，设备出现问题概率就会大大降低。风电场应按照风电机组设备类别确定检修周期，制定明确具体检修方案，设立具体检修标准，做好检修记录，详细记录每次检修时间、检修项目、检修结果等方便查阅。对经常出现的问题，在检修过程中要重点关注，并及时根除。对技术上的难题要按照检修流程进行处理，确保风电机组检修工作保质保量开展。

4.3加强机组日常巡检

日常巡检作为风电机组运行维护的重要工作，往往会被忽视，巡检不到位、不及时，不能发现设备缺陷从而造成故障之事时有发生，故加强设备日常巡检工作就尤为重要。运维人员根据巡检记录开展风电机组日常巡检工作可及时发现机组缺油、缺脂、漏油等缺陷，对缺陷科学分类并及时安排人员进行处理可保证风电机组安全稳定运行。

4.4开展设备状态监测及预警

风电机组故障产生的早期往往会出现温度、噪音、振动的细微变化，因此结合风电机组各部件设备参数利用温度、声音、振动等传感器开展设备状态监测及预警分析能有助于运维人员及时发现风电机组早期故障，并对早期故障进行处理可避免事故扩大化，大大降低设备故障所带来的损失[3]。

4.5定期开展机组整机维护

风电机组整机维护工作必不可少，在开展风电机组整机维护工作的过程中，要对风力发电机中各个部件卫生进行详细检查，并进行针对性的处理，让风力发电机保持在干净整洁的状态，避免外界因素对设备的影响，同时还需对发电机中的零部件进行检查，比如螺栓力矩、碳刷长度、齿轮箱油位、发电机绝缘、叶片外观、端子接线紧固程度等，保证风电机组各零件没有异常的情况，保证风电机组运行可靠。

4.6提高运维人员技术水平

在风电场电气设备运行维护过程中运维人员技术水平尤为重要，是风电场安全运行管理的前提条件。风电场要加强运维人员技术能力培训工作，将风电机组原理、组成、接线、图纸、运行操作、维护内容等进行详细培训，让运维人员深刻把握风电机组运行维护注意事项、具备发现设备缺陷的能力，同时要能独立处理风电机组各类缺陷及故障，提高故障处理效率，从而保证设备的安全稳定运行。

5结语

科学化运行维护管理对风电场电气设备的使用效率与经济效益的提升有关键作用，通过制定运行维护管理制度;完善机组检修流程;加强机组日常巡检;开展设备状态监测及预警;定期开展机组整机维护;提高运行维修人员技术水平，才能确保风电场长期处于正常运转状态。

参考文献：

[1]肖红军.风电场电气设备中风力发电机的运行维护措施[J].决策探索（中），2019（03）：52.

[2]刘天齐.浅论风电场电气设备中风力发电机的运行与维护[J].数码设计（下），2020，9（7）：80-81.

[3]唐书良.风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].通信电源技术，2020，37（4）：220-221.