风电机组的日常检修维护与故障处理浅析

吉学帅

摘 要：近年来，在世界范围内能源消耗现象日益严重，各国环境问题日益突出，在此情况下，我国在发展过程中，大力倡导可持续发展战略，将绿色能源作为能源发展的重点。结合风力发电技术的应用情况来看，近年来该项技术水平不断提高，并且有大规模发展潜力，是一种能够提供大量电能的可再生能源技术，从长远角度来看，此项技术可能会成为我国发展过程中重要的代替能源。但是目前我国风力发电事业还处于起步阶段。

关键词：风电机组;日常检修维护;故障处理

引 言

我国的可持续发展战略不断深入推进，对于一些能源工程的建设也是愈加重视，特别是发挥着重要作用的电力能源来说更是发展的重点，而对应的发电厂建设的规模也越来越大，数量也在逐年提升，为我国各项工程的建设和人民的日常生活需求提供有力的能源保证。但是作为区别于传统火力发电的风力发电，它的普及和发展速度都是极其迅速的，带来的效果与作用也是不可估量的。然而在快速发展的现状之下依然存在着许多的不足与缺陷，比如相关管理制度不够完善、电厂的工作人员专业素养没有达到标准等等，因为这些因素的影响，从而对风力发电站整体的工作效率和所要发挥的作用产生一个抑制的效果。所以不断改善和发展风电站，为工程建设提供一个稳定的保障。

1、风电机组的常见故障和诊断方法

1.1主控系统。主控系统作为风电机组的核心部件之一，其主要是通过发送逻辑判断与动作指令的方式控制风机的正常稳定运行。经过深入的调查研究发现，当前最常见的风电机组控制系统主要以PLC模块化设计和背板总线连接方式为主。虽然这种控制方式的应用为风电机组的高效运转提供了强有力的技术支持，但是由于这种控制方式在实际应用的过程中，电子器件经常因为受到外部因素的影响而出现各种各样的故障。比如，模块本身出现的数字量或者模拟量信号输入输出不正常、模块指示灯熄灭等故障。针对此类故障的处理，维修人员主要采取刷新程序或者直接更换元器件的方式。另外，针对风电机组运行过程中出现的外部故障的诊断和维修，维修人员主要是借助后台监控SCADA系统中发出的报警提示，迅速的确定外部器件的故障部位，然后采取相应的措施予以处理。

1.2齿轮箱。齿轮箱是双馈风电机组传动链的重要组成部分之一，其主要发挥着连接主轴与发电机的重要作用。维修人员在日常检修齿轮箱时，不仅要充分重视齿轮箱管路、端盖、中心孔、冷却器等各個部位密封性的检查，同时还应仔细的观察齿轮箱是否出现了漏油或者损坏的情况。定期的代开齿轮箱观察孔或者使用内窥镜等工具，检查齿轮箱的喷油管流速以及喷油量的大小，避免因为齿轮箱出现故障影响到风电机组的正常稳定运行。

1.3变桨系统。变桨系统不仅是风电机组最重要的执行机构，而且是影响风机系统转速控制效率以及风能利用率高低的关键因素。变桨系统作为一种旋转不见，其对于轮毂内的螺栓和器件设备的力矩以及连接紧固性都提出了严格的要求，所以也就增加了变桨系统发生故障的几率。为了确保风电机组的正常稳定运行，维修人员在日常检修过程中，必须严格的按照要求做好变桨系统轮毂内部件故障的检查工作。

1.4发电机。发电机作为风电机组不可或缺的核心部件，其主要发挥着将旋转机械能转化为电能以及持续向电气系统供应电力资源的重要作用。随着我国风电机组装机容量的不断增加，风电机组发电机的尺寸也越来越大，这些问题都在一定程度上增加了发电机密封保护工作的难度。由于发电机在不同工况或者电磁条件下持续工作的过程中会出现发电机振动过大、轴承发热、转子棒断裂、绝缘损坏等各方问题，所以加强发电机日常检修与维护工作的力度，及时的发现和解决发电机运行过程中出现的问题，对于风电发电机组运行效率的提高有着极大的促进作用。

1.5叶片。叶片是风力发电系统中吸收风能的关键部件。一般情况下，叶片都是由纤维增强复合材料制成的。风电企业针对叶片进行的检测，主要是通过分析材料在不同应力环境中应力变化故障的方式，利用红外成像检测设备，准确的判断叶片是否存在问题。由于叶片表面出现裂纹、剥落等问题的话，都会影响到热辐射能量的分布，所以，工作人员借助红外成像检测方法，准确的检测和分析零部件表面出现的裂纹，就可以及时的发现风电机组运行过程中叶片出现的故障。然后采取积极有效的措施进行维修，确保风电机组的安全稳定运行不受影响。另外，如果在检查过程中发现叶片表面出现脱落现象的话，工作人员应该先用胶粘贴牢固脱落部位，并在确定其粘结牢固后打磨叶片，使其与原叶片形状保持一致。

2、风电机组的日常检修维护与故障处理

2.1选择采集系统和进行软件设计。数据采集系统主要是将各种传感器的信号通过A/D转换成可以接受的信号，并将信号发送回数据存储模块。采集板卡具有各异的工作方式，巡回采集、同步采集是常用的两种。前一种即采集卡遵循相应规则，针对性地采集各路信号。后一种即进行采集卡经多路通道，对于信号进行同时的收取。在实际应用中，采用同步采集的方式，可以更好地完成对风电机组的监测。在落实设计软件方面上，系统的软件模块关键性的构成部分就是故障诊断模块、信号预处理模块、特征提取模块、辅助功能模块。开发此软件时，需要采取面向对象的编程技术，以及建立在MFC的单文档多视图框架结构基础上，落实界面设计，确保具有良好的保密性、安全性。

2.2风电机组故障诊断重要方面。首先，测取振动信号。这项工作主要在测量机组启动加速以及并网发电期间进行，需要测量不同的振动监测点和周围振动的状态。机组加速期间临界转速区时，对于机组振动超标的情况进行仔细的观察，包括主轴和齿轮箱等等。如果转速到达临界值，则会增加转子共振振幅，可能由于轴系质量失衡而出现超标问题，可作重要的评价机组振动的依据。高转速区时，可以让风电机组实现并网发电的效果，对于齿轮箱以及主轴、发电机振动频率展开分析，掌握住有无在正常的振动状态中。其次，对于振动信号进行分析。分析振动信号就是分析振动参数，主要采取趋势图、波德图、频谱图等。其中，波德图主要可以反映出风电机组启动加速期间，齿轮箱以及主轴同发电机组振动状态，可以精准的表现出临界转速区的振动现象。频谱图可以直观有效地反映出机组部件的相关特性情况。趋势图可以反映机组运行以来的振动变化情况。最后，故障诊断。风电机组的损坏问题，涉及到了齿面的磨损、轴承磨损以及松动、齿轮断裂等等。如果是初期的磨损，则振动信号内可以直接的反映出振动状态，依照信号频谱，可以对于特征频率展开分析，进而得到诊断故障的结果。在故障的中后期阶段，受损位置出现较长的一段时间内重新的磨合，所以会降低振动特征信号以及增强噪音，具有相对平稳的温度反应。所以，振动监测诊断对预警早中期的故障问题意义巨大，需要及时的依照故障的实际情况，实施针对性的维修。

结束语

电力供应是事关民生的一项大事，而对于风电站机组日常检修与维护则是保证供电正常的必然要求与基础，所以这就要求相关的风电站在建设时就必须要保证一个稳定的质量要求，同时在电站运行时也要遵循相关规定与要求，不断提高工作人员的专业知识技能培养与专业知识的学习，严格遵守每天对于风电站工作机组的认真检修与维护，从细节上避免问题故障的发生。可以定期的去检修一些大型设备的工作状况，日常维护一些线路运输，保证供电通畅。通过对以上问题的分析，希望可以对风电站管理运行维护提供一定的参考。

参考文献

[1] 郑浩康.风电变流器的性能对风电机组发电量的影响分析[A].中共沈阳市委、沈阳市人民政府、沈阳市科学技术协会，2019