风力发电设备安全管理与运行维护

吴 超

（宁夏盐池马斯特风力发电有限公司，宁夏 吴忠 751500）

1 风力发电设备安全运行现状

因风力发电环境多处于高原地区和沿海地区，其气候特征和地理特点对风力发电设备安全运行的影响不可忽视。此外，风力发电基站为单一离散式、全线集控方式。风力发电设备安全管理和运行维护需克服复杂的地理位置、多变的气候环境，这对风力发电设备和运行维护人员都是极大的考验。风力发电设备的工作原理为，风轮将风能转化为机械能，再由主轴、齿轮箱等传动系统与发电机组连接，发电机组在机械能驱动下输出电能。设备包括叶片、风轮、传动装置、对风装置、发电机组、塔架以及高低压控制柜等。极易出现问题的设备多与使用地理环境和气候有极大关联。例如，高原地区进入十月后多为风雪天气，叶片和风轮存在冰冻现象，导致发电机组停机或不规律运转，无法保证电能质量，也会影响设备的使用寿命。

2 风力发电设备安全管理与运行维护

2.1 基础性改进设计

由于风力发电站的底端基础物质直径稍微偏小且放置深度不够深，致使维持挺拔高度不够，从而风力发电装置高塔会倾倒。另外，安装风力发电装置所处地基的土质也可以直接决定倾倒能力与程度。当然因台风原因导致的风力发电机的基础处破坏也时有发生。根据计划规定的维护周期对风电机进行维护，完成维护项目，将风力发电机的可能故障与损坏程度降到最小。维护方法主要是涉及定期定点检修维修、及时更换出现故障的零件或者部件、调整各部件至标准状态的工作模式、或者远程在线监测机组的运行状态。

2.2 加强设备巡检管理

系统的运行状况取决于控制系统软硬件的应用情况，在风力发电机组运行时，工作人员必须在控制室内对各个机组的运行情况进行严密监控，并对其运行参数进行准确记录，定期到运行现场进行巡检，以确保风机叶片正常运行，系统运行无异响。将软硬件系统的检查纳入到日常检查项目当中，定期进行系统软件参数的测定，加强设备的维护与检修工作，从主动预防入手，减少设备故障问题的发生。同时，要制定设备巡检操作标准，确保检查后将检查情况详细记录于检修台账之上，并对具体的检查情况加以分析与总结，以便于日后保养与维修工作的查阅与参考。

2.3 变频器运行维护

变频器作为风力发电设备中的电控设备，应用原理为：当风轮转速低于设定值时，变频器从电网交流电变成直流电存储到基站电容，再转变成交流电送至发动机转子；反之，亦然。它的应用优势是可变桨调节，优化电能。常见变频器故障包括过电流故障、过载故障、过压故障以及温度故障等，但因变频器种类和形式较多，其故障代码不一，解决措施不一。维修人员若掌握不熟悉，将导致变频器故障排除时间长，影响风力发电机组的运行质量。以温度故障排查为例，当风力发电机并网出现冷却风扇不工作、冷却循环泵不打压、有对应的故障代码时，可判定是因变频器温度过高导致设备停机。解决措施：①排查冷却风扇风叶是否损坏和电机电源是否有欠压现象；②检查冷却循环泵电机及其密封性。一般冷却液散热片损坏，冷却电机无电源输入，或电机内损坏情况较多。排查故障原因后，及时更换新的散热片或电机，同时对供电电源做冗余处理。

2.4 风力发电机运行维护

风力发电机是每个风力发电基站最核心的机电设备，其性能好坏和运行维护好坏直接影响风力发电电能质量和运行经济效益。一般开展定期检修和日常维护来发现故障，排除安全隐患，减少故障发生率，提高在线安全运行时间，确保风力发电机的工作效率和发电质量。风力发电机常见故障包括：传动部件间卡阻或摩擦严重；固定螺栓紧固性随长时间运行变得松动或螺栓受力不均被剪切；液压系统有渗漏现象；各类传感器破损或电气执行元件动作不灵敏等。风力发电机安全管理与运行维护重点在定期检修维护和故障应急排除维护。其中，传动部件间润滑卡阻、固定螺丝紧固性检查、功能性验证、液压系统检查、传感器和电气执行元件均列入定期检修。定期检修杜绝流于形式，应对风力发电机的每个部件进行细致检查判断，发现问题及时更换或维修。故障应急维护是指在风机运行出现故障时及时到现场就地排查处理，应先观察故障表现形式，如电机抖动、液压失压等，快速初步判定故障原因停车检修，及时更换损坏的零部件，及时排查更正电路接线短接或接线端子松动或电控系统受环境影响的情况。为了能快速更换零部件，易损件和消耗件应在风力发电基站内常备或需检修人员携带。检修维护工作完成后，应及时记录故障点、解决措施，清理维修现场，确保设备完好率，为下次同类故障提供快速可靠的解决方法。

3 结语

风力发电设备是风力发电的基础，必须以安全生产为基础，以设备安全管理和运行维护为侧重点，以快速诊断和排查隐患为检修手段，同时各类作业指导书力求做到有效防控和快速解决，确保风力发电设备在线安全运行，提升风力发电电量和企业经济效益，为社会提供安全、可靠的电能。