探讨风电电气运行中的常见故障及应对措施

王艳忠

（山西省工业设备安装集团有限公司，山西太原030000）

1 风力发电系统的一般组成

1.1 发电机

常见类型分为同步发电机和异步发电机，励磁和永磁发电机，直流发电机和交流发电机。根据发电机的运行模式，它又分为内部和外部两种。中国现有的通用风力涡轮机主要是同步三相直流磁体发电机。与相同类型和相同类型的发电机相比，这种类型的永磁发电机的优点是效率更高，重量更轻，尺寸更小，制造工艺简单并且无须维护即可轻松维护。但是，其缺点也很明显，即稳压性能较差。

1.2 控制器

随着风力发电的增加，民众对风力发电的需求也增加了，并且控制器已经成为风力发电系统中必不可少的部分。控制器通常具有并联放电电阻箱，三周期全桥修复，电压限制等。它可以以足够的余量满足整流器设备的高电压和高电流限制；根据电池充电和放电的技术规范进行一定量的充电和放电；满足逆变器电源的直流电压和容量要求；兼容电压调节和操纵；检测输入电压，输出电压，输出电流和功率要求；控制系统可以自动加载和停止风力涡轮机。

1.3 电池

电池是风力发电过程的组成部分，并且是必须在风力发电过程中安装的能量存储设备。目前，所选的储能装置分为抽水站、电解水储藏、飞轮储藏等。能量存储设备的功能是在产生大量风能时存储多余的电量。当风力发电功率低时，电池可以返回风力。

2 风力发电站运行故障诊断的重要性

风力涡轮机电气设备的故障将对风力涡轮机的安全运行造成严重的后果和损失，因此及时诊断电气设备故障和适当的解决方案尤为重要。同时，风电场电气设备的运行是否稳定将直接影响电网的整体运行。风电场电气设备的维护和管理是一个长期的工作过程，需要所有风电场员工的合作与协作。每位员工必须继续严格按照适当的安全工作程序进行培训，努力提高自己的业务技能，并使用电气设备。风电场应定期为员工组织适当的业务技能培训，以提高整个电厂的整体技术能力，从而提高日常工作效率。此外，相关人员应尽快更换和处置风力涡轮机电气设备的老化和易损部件，并尽早消除与电气设备运行相关的潜在危险，确保安全稳定地运行。

3 常见故障诊断方法

3.1 参数调整方法

风力发电机电气控制系统PLC和伺服驱动系统具有许多可修改的参数，以适应不同的运行条件和功能要求。这些参数不仅迫使电气系统匹配特定的风扇，而且对于优化风扇功能也是必需的。

3.2 接口状态检查方法

现代电子控制系统将PLC集成到其中，并且电子控制系统和PLC以一系列接口信号的形式按照特殊协议相互通信。某些故障与接口信号的错误或丢失有关。这些接口信号中的一些可以显示在相应的接口板上以及带有指示灯的输入/输出PLC，一些可以显示在LCD、CRT和其他人机界面上，并且可以使用特殊制造商的诊断软件或编程器来调用所有接口信号。

3.3 快照分析方法

现代风力涡轮机的设计无一例外都具有计算机自动化控制系统。使用故障排除软件非常有效。在风力涡轮机的正常运行期间，实时记录各种动态参数以及故障前后的参数变化。故障事件数据或灾难恢复也具有计算机系统固有的继承性。风力发电机故障数据的即时摄影功能为我们的维护和处理提供便利。

3.4 组件更换方法

所谓的组件更换方法就是分析故障的整体原因。维护人员可以使用备用电路板、模块、传感器、继电器、集成电路等。更换甚至使用相同类型的可疑零件。它已经在管理系统中，可以直接更换组件，从而减少了特定PCB或芯片级组件的故障程度，这实际上检查了分析的正确性。

4 风力发电机的频繁故障

4.1 风力发电机集水管频繁故障

流水线是风力发电系统中的重要电气设备，其运行稳定性直接关系到风力发电机的可用性和发电量。由于风电场的自然环境恶劣，组装线的安全将面临巨大的隐患。集热管故障的主要原因是设计，施工和调试后维护。风电场设计和设备选择不充分是导致电气危险的主要因素。在风电场建设的初始阶段，如果设计块不完整，如果对地理环境及其进一步的特征没有完全了解，设备的选择就会有些偏差。当它开始运行时，将出现诸如线塔的抗风性差，涡轮机和变压器的风阻故障以及点火开关烧坏的问题。破坏风能使用的安全性。如果施工质量差，则在调试过程中会发生设备激活，塔架坍塌和断开等故障。调试后在恶劣环境中进行不正确的维护和测试可能会严重损坏电源线的电气设备。

4.2 风力发电机电气设备故障

为了使风电场真正起作用，需要匹配多个电气设备。实际操作中通常会出现两种类型的故障：第一种是发电机电压相差很大。当发电机运转时，电压与稳定性成反比。电压越高，稳定性越低。当电压较高时，发电机温度将升高，电动机速度将逐渐降低。第二个原因是发电机温度过高。在风力涡轮机的实际运行期间，由于发电机的连续运行和持续的不间断发电，恒定的温度升高。当温度升高时，会造成一些损失，在这种情况下，也很容易造成故障。

4.3 发电机很热

发电机运行时发热是一种常见现象，这种现象很难消除。发电机的实际运行有许多原因导致发电机发热。最重要的原因是发电机由于内部运行部件的相互磨损以及其铁损现象而工作，并且铜消耗现象不断增加电流并增加了损耗。最终，许多过程中的损失将转化为热能并逐渐挥发。另外，诸如机械加热因素，不良的发电机散热等因素也可能导致发电机温度过度升高。

4.4 备用电源配置失败

大型风力涡轮机产生大量电能，并且必须长时间运行。因此，应在某些位置配置一定数量的备用电源，以满足电气设备和发动机功率的需求。确保整个单元可以使用不间断电源供电，以消除开关电气设备时对准、启动、操作和连接中的故障。但是，如果备用模式和主电源之间的电源出现操作问题，则会导致电源匹配，电源和连接功能出现问题，从而限制电气设备的正常运行。如果电气组件长时间不工作，则设备可能会停止工作。

5 预防风力发电厂电气故障的一般措施

5.1 解决风电场装配线故障的措施

为了提高流水线的运行安全性和稳定性并减少故障的可能性，应在设计，施工，运行和维护等多个方面加强管理。首先，应该在风电场的设计阶段对施工现场的地理环境和气候特征进行全面的研究，并且需要大量的数据验证和经验来选择合适的电气设备。电力线电气设备符合相关标准。在施工阶段，严格遵守工程图纸，严禁未经许可擅自改动施工计划。每个链条必须保证施工质量，加强施工监督。流水线投产后，要做好维护和保养工作，对流水线设备的隐患进行定期检查，制定故障排除和维护计划和具体内容，并认真解决问题，及时处理。特别是在大风季节和极端天气条件下，有必要加强检查并确保装配线中电气设备的可靠运行。

5.2 风力发电期间发电机故障的措施

为确保发电机正常运行，必须加强故障排除并采取各种安全措施。由于刀片故障，可以逐渐设计刀片厚度和线长，以提高刀片结构的稳定性，从而可以有效地减少由于磨损和老化而引起的刀片故障。加强交流抗干扰设计，定期清除交流灰尘，检查避免交流过载，减少超温，超压现象。加强发电机的保护，特别是当发电机的功率增加时，应采取各种保护措施，以防止由于电磁影响和磨损而导致发电机故障。加强发电机故障排除，执行良好的日常维护并防止事故蔓延。

5.3 应对变速箱频繁故障的措施

在调查变速箱故障时，事先采取各种预防措施非常重要。通过研究，大多数齿轮箱故障可以采取合理的预防措施来避免故障。为确保变速箱正常运行，请进行良好的随机监控和定期检查工作，并定期检查变速箱的温度，清洁度，噪音，振动记录，轴承和机油状况。检查可以分为外观检查和仪器检查以及对每个变速箱组件的彻底检查，还可以安装离线机油滤清器设备，以减少润滑油污染，提高齿轮箱清洁度并减少轴承疲劳和磨损的风险。

5.4 建立科学的设备维护体系

风电场电气设备中使用的大量设备增加技术人员的数量。因此，技术人员应建立科学的维护制度，对设备的运行状态进行彻底的检查和分析，收集有关设备运行的数据和信息，并确保所使用的操作和维护方法符合应用要求。例如，监视备用电源功能需要监视组件的内部感应电流额定值，分析每个设备的运行状态，并请专业的维护人员执行维护工作，以帮助确保每个设备有足够的功率。通过确保为电器提供稳定的电源以及系统维护，可以巩固电器的主要功能。

6 结语

综上所述，清洁电力和风电场一直在不断输出。风力发电机的运行会导致各种故障，从而导致事故。为了减少这些故障，本文分析电气操作的主要组成，常见故障类型和维护方法。