风电机组的基本维修策略及其零部件间维修的相关性研究

吴永强

（宁夏大唐国际新能源有限公司，宁夏 青铜峡 751607）

0 引言

风力发电是一种安全、清洁、技术成熟、成本适宜的新型能源，近几年来其发展速度非常迅猛。但是由于风电机组经常工作在低温、沙尘、风暴、冰雪等恶劣坏境条件下，导致风电机组故障甚至损坏，影响机组的安全可靠性。同时，风电机组超常疲劳运行和各种不确定因素影响，风电机组故障出现频率增大、种类多样的局面，因此风力发电机的故障诊断是一个不可回避的问题，它既涉及机械故障诊断又涉及电气系统故障诊断。通过检测监视、故障分析、性能评估等方法，及时、正确、有效地对风电机组各种异常状态和故障状态做出诊断，提出对机组的运行维护的必要指导，制定合理的检测维修制度，保证机组工作时发挥最大的设计能力和潜力，延长设备的服役期限和使用寿命，最大限度提高系统可靠性。

1 风电机组的基本维修策略

1.1 事后维修

事后维修是指在设备发生故障或者出现安全隐患时需要进行的维修或更换，使其尽快恢复到可工作状态的一种维修活动。这样的特点是维修费用较低，对于很多经常发生故障的设备来说能够降低成本，因此，采用事后维修是最合适的。

1.2 预防维修

预防维修主要发生在设备发生故障之前，使设备在规定的状态下进行的一种维修活动。这种维修活动通常有润滑、擦拭、调整、检查、拆修、更换等。是保证设备能够在故障发生之前就有时间采取一定的补救措施，将设备发生故障的风险防患于未然。而预防性的维修主要适用于故障在发生危险时，在设备的工作任务完成后，能够减少较大的经济损失。预防性的维修策略被广泛的认为是系统发生故障、降低维修费用的有效解决措施。因此，相反而言，增加预防性维修的次数就会使生产效率降低，反之则会增加。所以，预防性的检修时间必须有一个明显的时间间隔。

1.3 计划维修

设备故障规律在充分认识的基础上应根据规定的时间间隔或积累工作时间进行事先的时间计划检修，不管是设备当时在某种状态，其实行计划检修的条件是设备已经明显的分析出有规律的耗损期，在设备故障使用的过程中有明确的关系，而且大部分的设备部件能够工作到一个预期的时间。在故障发生时，能够采用计划维修的方式进行及时的改进，有效的减少了工作的重复性。

1.4 状态维修

在很多情况下，设备的实际工作状态时安排设备检修的一系列检修策略。其中一个最基本的事实就是很多设备发生故障的时间不是突然性的，而是成一定的时间曲线。这种状态下的维修一定是状态检修的特征，在这种情况下应采取一定的状态监测技术队设备进行各项功能故障的检测、分析、诊断，综合性的推断设备的运行状态，同时要根据设备故障的发展状态进行合理性的预防维修。如果设备在维修时出现适合于损耗故障的特征，应根据监测技术的标准来进行及时上报。对设备状态的检修要建立在对设备状态实时或周期性的评估基础上进行维修，这也将是未来维修策略的一个必然发展趋势。另外一个基本事实就是有针对性的对部件采取综合的计划检修、事后维修、状态检修这三种维修方式，其维修的时机和相对应的状态应进行及时的比较。对于事后维修来说，部件的故障是进行维修的主要原因，这就容易产生维修不足的问题。而从计划检修的角度去判断部件运行的状态就会导致维修过剩。这二者就都没有发挥出最大的经济效益。因此状态检修针对于部件的运行状态而言就是性能低下的一个维修措施，从另一方面来说是不能直接发挥部件作用的。

2 风电机组部件间维修的相关性

从风电机组的部件检修定义来看，部件之间的检修相关性主要分为经济相关性、结构相关性、随机相关性这三大类。这三大类所表现出的检修主要有以下特点：

（1）经济相关性：可分为经济正相关性与经济负相关性。前者指若干部件一起进行维修比单独进行维修能节约费用。例如，流程工业的生产系统通常包括各种设备，如果能对设备进行维修分组，并充分利用机会维修，很大程度上可以减少停机损失，提高设备可用度，降低维修费用和生产损失。后者指考虑到维修人员、安全、产品质量等因素，使得多个部件一起维修比单个部件维修费用更大。

（2）结构相关性：通常对出现故障的部件维修同时也必须对其它部件进行维修的关系。即在对故障部件维修或更换前，必须对某些运行的部件进行维修或拆除。该关系不是部件间故障具有关联性，而是维修具有相关性。

（3）随机相关性：体现的是在整个系统之中各个劣化过程都会产生一定的相互影响，使得统一设备之间不同零部件或者是不同设备之间的同一零部件所产生的故障都相互作用，相互联系，因此可以说任何一个零部件的实际状况都会直接影响其他部件的相对寿命情况。而与经济相关性相比，经济相关性不会对部件的失效模型产生任何的影响，其关注重点在于如何将不同部件的维修活动组合在一起，进而达到最优维修效率，节约维修费用。而与结构相关性则大致相同，都对将关注点加诸于相互作用的部件寿命分布之上。

3 结束语

总之，从我国目前的风电机组检修状态来看，针对部件进行检修的情况不占多数，大多是以部件为主进行维修优化。而在部件之间的相关性上能给予风电机组综合检修策略更好更合理的决策，从而节约了维修费用。在综合检修的基础上，维修费用是风电机组综合检修的一个重要考虑因素，不应因建立多个大型风电机组部件进行预防维修就提高成本费用，这样就失去了利用风能发电的意义。所以，这就需要我们技术工作者和检修人员在实际工作中多积累经验，多学习国内外先进的技术水平，只有这样才能做好风电机组的检修工作，实现最大的经济效益。

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