淺析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行管理及設(shè)備維護(hù)技術(shù)
隨著風(fēng)電事業(yè)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的規(guī)模也日益擴(kuò)大，單機(jī)容量從30kW逐漸升至600kW，風(fēng)機(jī)也由原來的引進(jìn)進(jìn)口設(shè)備，發(fā)展到了如今自己生產(chǎn)、設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)化風(fēng)機(jī)。伴隨著風(fēng)機(jī)種類和數(shù)量的增加，新機(jī)組的不斷投運(yùn)，舊機(jī)組的不斷老化，風(fēng)機(jī)的日常運(yùn)行維護(hù)也是越來越重要?，F(xiàn)在就風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行管理及設(shè)備維護(hù)作一下探討。
一．運(yùn)行管理
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是采用工業(yè)微處理器進(jìn)行控制，一般都由多個(gè)CPU并列運(yùn)行，其自身的抗干擾能力強(qiáng)，并且通過通信線路與計(jì)算機(jī)相連，可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這大大降低了運(yùn)行的工作量。所以風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工作就是進(jìn)行遠(yuǎn)程故障排除和運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及故障原因分析。
1．遠(yuǎn)程故障排除
風(fēng)機(jī)的大部分故障都可以進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制和自動(dòng)復(fù)位控制。風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和電網(wǎng)質(zhì)量好壞是息息相關(guān)的，為了進(jìn)行雙向保護(hù)，風(fēng)機(jī)設(shè)置了多重保護(hù)故障，如電網(wǎng)電壓高、低，電網(wǎng)頻率高、低等，這些故障是可自動(dòng)復(fù)位的。由于風(fēng)能的不可控制性，所以過風(fēng)速的極限值也可自動(dòng)復(fù)位。還有溫度的限定值也可自動(dòng)復(fù)位，如發(fā)電機(jī)溫度高，齒輪箱溫度高、低，環(huán)境溫度低等。風(fēng)機(jī)的過負(fù)荷故障也是可自動(dòng)復(fù)位的。
除了自動(dòng)復(fù)位的故障以外，其它可遠(yuǎn)程復(fù)位控制故障引起的原因有以下幾種：
（1）風(fēng)機(jī)控制器誤報(bào)故障；
（2）各檢測(cè)傳感器誤動(dòng)作；
（3）控制器認(rèn)為風(fēng)機(jī)運(yùn)行不可靠。
（2）各檢測(cè)傳感器誤動(dòng)作；
（3）控制器認(rèn)為風(fēng)機(jī)運(yùn)行不可靠。
2．運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
對(duì)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生的情況進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析是風(fēng)電場(chǎng)管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。通過運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可對(duì)運(yùn)行維護(hù)工作進(jìn)行考核量化，也可對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)，風(fēng)資源的評(píng)估，設(shè)備選型提供有效的理論依據(jù)。
每個(gè)月的發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表，是運(yùn)行工作的重要內(nèi)容之一，其真實(shí)可靠性直接和經(jīng)濟(jì)效益掛鉤。其主要內(nèi)容有：風(fēng)機(jī)的月發(fā)電量，場(chǎng)用電量，風(fēng)機(jī)的設(shè)備正常工作時(shí)間，故障時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)利用小時(shí)，電網(wǎng)停電，故障時(shí)間等。
風(fēng)機(jī)的功率曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，可對(duì)風(fēng)機(jī)在提高出力和提高風(fēng)能利用率上提供實(shí)踐依據(jù)。例如，在對(duì)國(guó)產(chǎn)化風(fēng)機(jī)的功率曲線分析后，我們對(duì)后三臺(tái)風(fēng)機(jī)的安裝角進(jìn)行了調(diào)節(jié)，降低了高風(fēng)速區(qū)的出力，提高了低風(fēng)速區(qū)的利用率，減少了過發(fā)故障和發(fā)電機(jī)溫度過高故障，提高了設(shè)備的可利用率。通過對(duì)風(fēng)況數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，我們掌握了各型風(fēng)機(jī)隨季節(jié)變化的出力規(guī)律，并以此可制定合理的定期維護(hù)工作時(shí)間表，以減少風(fēng)資源的浪費(fèi)。
3．故障原因分析
我們通過對(duì)風(fēng)機(jī)各種故障深入的分析，可以減少排除故障的時(shí)間或防止多發(fā)性故障的發(fā)生次數(shù)，減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備完好率和可利用率。如對(duì)150kW風(fēng)機(jī)偏航電機(jī)過負(fù)荷這一故障的分析，我們得知有以下多種原因?qū)е略摴收系陌l(fā)生，首先機(jī)械上有電機(jī)輸出軸及鍵塊磨損導(dǎo)致過負(fù)荷，偏航滑靴間隙的變化引起過負(fù)荷，偏航大齒盤斷齒發(fā)生偏航電機(jī)過負(fù)荷，在電氣上引起過負(fù)荷的原因有軟偏模塊損壞，軟偏觸發(fā)板損壞，偏航接觸器損壞，偏航電磁剎車工作不正常等。又如，在對(duì)Jacobs系列風(fēng)機(jī)控制電壓消失故障分析中，我們采用排除實(shí)驗(yàn)法，將安全鏈當(dāng)中有可能引起該故障的測(cè)量信號(hào)元件用信號(hào)繼電器和短接線進(jìn)行電路改造，最終將故障原因定位在過速壓力開關(guān)的整定上，將該故障的發(fā)生次數(shù)減少，提高了設(shè)備使用率，減少了閘墊的更換次數(shù)，降低了運(yùn)行成本。
二．設(shè)備維護(hù)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)是集電氣、機(jī)械、空氣動(dòng)力學(xué)等各學(xué)科于一體的綜合產(chǎn)品，各部分緊密聯(lián)系，息息相關(guān)。風(fēng)力機(jī)維護(hù)的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟(jì)效益的高低；風(fēng)力機(jī)本身性能的好壞，也要通過維護(hù)檢修來保持，維護(hù)工作及時(shí)有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障的發(fā)生，提高風(fēng)機(jī)效率。
風(fēng)機(jī)維護(hù)可分為定期檢修和日常排故維護(hù)兩種方式。
1．風(fēng)機(jī)的定期檢修維護(hù)
定期的維護(hù)保養(yǎng)可以讓設(shè)備保持最佳期的狀態(tài)，并延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。定期檢修維護(hù)工作的主要內(nèi)容有：風(fēng)機(jī)聯(lián)接件之間的螺栓力矩檢查（包括電氣連接），各傳動(dòng)部件之間的潤(rùn)滑和各項(xiàng)功能測(cè)試。
風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行中時(shí)，各聯(lián)接部件的螺栓長(zhǎng)期運(yùn)行在各種振動(dòng)的合力當(dāng)中，極易使其松動(dòng)，為了不使其在松動(dòng)后導(dǎo)致局部螺栓受力不均被剪切，我們必須定期對(duì)其進(jìn)行螺栓力矩的檢查。在環(huán)境溫度低于-5℃時(shí)，應(yīng)使其力矩下降到額定力矩的80%進(jìn)行緊固，并在溫度高于-5℃后進(jìn)行復(fù)查。我們一般對(duì)螺栓的緊固檢查都安排在無風(fēng)或風(fēng)小的夏季，以避開風(fēng)機(jī)的高出力季節(jié)。
風(fēng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)主要有稀油潤(rùn)滑（或稱礦物油潤(rùn)滑）和干油潤(rùn)滑（或稱潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑）兩種方式。風(fēng)機(jī)的齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用的是稀油潤(rùn)滑方式，其維護(hù)方法是補(bǔ)加和采樣化驗(yàn)，若化驗(yàn)結(jié)果表明該潤(rùn)滑油已無法再使用，則進(jìn)行更換。干油潤(rùn)滑部件有發(fā)電機(jī)軸承，偏航軸承，偏航齒等。這些部件由于運(yùn)行溫度較高，極易變質(zhì)，導(dǎo)致軸承磨損，定期維護(hù)時(shí)，必須每次都對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)加。另外，發(fā)電機(jī)軸承的補(bǔ)加劑量一定要按要求數(shù)量加入，不可過多，防止太多后擠入電機(jī)繞組，使電機(jī)燒壞。
定期維護(hù)的功能測(cè)試主要有過速測(cè)試，緊急停機(jī)測(cè)試，液壓系統(tǒng)各元件定值測(cè)試，振動(dòng)開關(guān)測(cè)試，扭纜開關(guān)測(cè)試。還可以對(duì)控制器的極限定值進(jìn)行一些常規(guī)測(cè)試。
定期維護(hù)除以上三大項(xiàng)以外，還要檢查液壓油位，各傳感器有無損壞，傳感器的電源是否可靠工作，閘片及閘盤的磨損情況等方面。
2．日常排故維護(hù)
風(fēng)機(jī)在運(yùn)行當(dāng)中，也會(huì)出現(xiàn)一些故障必須到現(xiàn)場(chǎng)去處理，這樣我們就可順便進(jìn)行一下常規(guī)維護(hù)。首先要仔細(xì)觀察風(fēng)機(jī)內(nèi)的安全平臺(tái)和梯子是否牢固，有無連接螺栓松動(dòng)，控制柜內(nèi)有無糊味，電纜線有無位移，夾板是否松動(dòng)，扭纜傳感器拉環(huán)是否磨損破裂，偏航齒的潤(rùn)滑是否干枯變質(zhì)，偏航齒輪箱、液壓油及齒輪箱油位是否正常，液壓站的表計(jì)壓力是否正常，轉(zhuǎn)動(dòng)部件與旋轉(zhuǎn)部件之間有無磨損，看各油管接頭有無滲漏，齒輪油及液壓油的濾清器的指示是否在正常位置等。第二是聽，聽一下控制柜里是否有放電的聲音，有聲音就可能是有接線端子松動(dòng)，或接觸不良，須仔細(xì)檢查，聽偏航時(shí)的聲音是否正常，有無干磨的聲響，聽發(fā)電機(jī)軸承有無異響，聽齒輪箱有無異響，聽閘盤與閘墊之間有無異響，聽葉片的切風(fēng)聲音是否正常。第三，清理干凈自己的工作現(xiàn)場(chǎng)，并將液壓站各元件及管接頭擦凈，以便于今后觀察有無泄漏。
雖然上述的常規(guī)維護(hù)項(xiàng)目并不是很完全，但我們只要每次都能做到認(rèn)真、仔細(xì)，一定能防止出現(xiàn)故障隱患，提高設(shè)備的完好率和可利用率。
要想運(yùn)行維護(hù)好風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，在平時(shí)還要對(duì)風(fēng)機(jī)相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行深入地研究和學(xué)習(xí)，認(rèn)真做好各種維護(hù)記錄并存檔，對(duì)庫(kù)存的備件進(jìn)行定時(shí)清點(diǎn)，對(duì)各類風(fēng)機(jī)的多發(fā)性故障進(jìn)行深入細(xì)致分析，并力求對(duì)其做出有效預(yù)防。只有防患于未然，才是我們運(yùn)行維護(hù)的最高境界。
信息整理：ef2822.com
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