风力发电设备无损检测技术分析

张鹏程　刘万喜

摘 要 在电力事业及科学技术的快速发展背景下，无损检测技术被广泛应用到发电设备检修领域中，对提高设备检修效果起到了较好的积极影响作用。而风力发电作为我国可再生能源的重要部分，将无损检测技术应用到风力发电设备检测中，能够保证风力发电设备的高效运行，为我国风力发电事业的发展提供有力支持。本文就从监控风电系统运行状态、检测电子设备及发电机、检测发电机设备、无损检测塔筒、评估齿轮箱等多个方面进行分析，便于充分发挥无损检测技术在风里发电设备检测中的应用价值，为我国风力发电事业的发展提高有力保障。

关键词 风力发电 发电设备 无损检测技术

近年来，随着我国电力事业的持续发展，我国越来越重视对各种可再生能源的利用，尤其对风能、太阳能等清洁型能源的开发力度不断提高。在这种情况下，各个地区都加快了风力发电厂的建设步伐，但是在风力发电设备的运行过程中，很容易出现各种各样的设备故障问题，既影响到风力发电系统的正常工作，也容易造成一些不必要的安全事故。为保证风力发电设备的稳定运行，需要充分利用无损检测技术使风力发电设备的故障隐患得到及时发现，使风力发电设备处于更加安全、稳定的运行环境。通过对风力发电设备无损检测技术进行深入分析，有利于提供可靠的参考依据，使相关人员能够更好地将无损检测技术运用到风力发电设备检测中，促进风力发电事业的可持续发展。

一、监控风力发电系统运行状态

由于风力发电系统的电网接口比较复杂，普遍都是利用在线检测技术及集成性技术对设备运行的可靠性进行评定。在无线传感网络中，将无线通信技术、传感器技术、嵌入式技术、分布处理技术合理运用到风电系统监控中，各个节点都能够在信息采集和计算的基础上，与外界进行通信。[1]根据现状来看，无损检测技术在监控风力发电系统运行状态中的应用体现在以下几个方面：一是监控结构健康及无损技术应用提出的红外成像技术。二是以监控技术模型为基础，检测极端环境下的系统线老化及腐蚀现象。三是对不同的电子系统变流器进行评估比较，将成像检测技术使用到发电机检测中，若是发现异常问题，采取有效措施进行处理。

此外，为保证风力发电系统检测技术的高效性及准确性，需要做好以下几项工作：一是为解决无线传感器能力及宽带方面的问题，需要加快研发传感器网络、成像技术及传感技术。二是为确保数据能够适应各种环境，需要利用近海、内陆等环境构建分层网络平台，加强对特殊环境下通信鲁棒性的研究。三是对数据进行合理采集、压缩和优化，提高数据传输的效率，调整采样周期，加强对数据容错技术及数据结构技术的研究。四是研发符合系统路由的路由协议及MAC协议，对数据的采样周期及传输速率进行优化，防止出现活锁、死锁等不良状况。五是加强信噪比及其他无损数据信号的处理。

二、风力发电设备无损检测技术的具体应用分析

（一）检测电子设备及发电机

在进行风力发电设备检测工作的时候，需要对电力电子及电池的可靠性进行仔细检测。在风力发电机将风能转化成电能的时候，需要借助主轴、叶轮及齿轮箱的作用，而风力机的叶片具有一定的弹性，受到风载荷作用的影响形成一定的弹性力、惯性力及空气动力，整个过程具有交变性及随机性等特点。其次，由于风力发电机组很容易受到各种因素的影响，造成电机及机舱的振动，若是电机及机舱的振动幅度及振动频率过大，将直接影响到风力发电机的稳定运行。一般在电机的运行过程中，电机故障无法被及时检测出来，且电力电子中的电流经过半导体器件会出现较大的功率损失，进而出现发热情况，导致电力电子无法正常工作。同时，在工作电压及载流能力逐渐增加的情况下，电子设备的可靠性及稳定性会受到温度系统及检测系统的不利影响。[2]在这种情况下，需要加强对在线检测技术的研究，根据实际情况将无损检测技术合理运用到风力发电设备检测中。

（二）检测发电机设备

在发电机设备的运行过程中，通过主轴、齿轮箱等设备使发电机能够对风能进行转化，使其成为电能。但是发电机的叶片具有一定的弹性，以致叶片承受的惯性及动力都具有一定的随机性，这就很容易造成电机内部的颤振问题。若是电机内部的颤振体现出发散性的特点，那么就会对风力机造成破坏；若是电机内部的颤振幅度或颤振频率过大，未能满足设计要求，势必就会给风机运行带来较大的安全隐患。根据现状来看，发电机设备的检测方式有以下几种：一是通过电磁传感器、热成像技术及扫地雷达技术对其进行无损检测。二是利用模态分析及振动分析相结合的方式，检测系统的使用寿命及稳定性。

三、结语

在风力发电设备的无损检测工作时，很容易受到各种因素的不利影响，导致设备检测的准确性无法得到保障。同时，不同传感器所提供的数据信息存在一定差异，这就进一步增加了设备检测的难度。因此，在进行风力发电设备無损检测的时候，需要对叶片检测系统重量进行控制，提高系统整体鲁棒性，综合比较不同的检测方法，对各种类型的传感器信息进行集成化，便于在健康状态下对风力发电系统进行评估。

（张鹏程单位为沈阳吉地安检测有限公司；刘万喜单位为沈阳吉地安风电科技有限公司）

参考文献

[1] 王培培.确保产品质量的无损检测技术[N].世界金属导报，2019-04-02.

[2] 辛博然.风力发电设备无损检测技术分析[J].现代制造技术与装备，2019（02）：133-134.

[3] 张尚书.基于机械设备维修中无损检测技术的应用分析[J].科学技术创新，2019（02）：192-193.

[4] 阚凯.机械设备维修中无损检测技术的实践应用[J].内燃机与配件，2017（22）：68-69.