风力发电机组故障处理与运维措施

风力发电机组故障处理与运维措施摘要：风力发电机组稳定运行，为各领域创新发展提供有利条件，使其在各领域中占有重要地位，并逐渐引起各领域关注与重视，相关部门注重基础设施完善的同时，还引进先进技术，对其管理模式多样化创新，组建专业化工作队伍，在研发环节、创新环节中都能优化传统理念.而在风力发电机组实际应用过程中，会因相关因素影响，发生风力发电机组故障问题，影响整体运行质量。对此，要求专业化工作队伍详细探究风力发电机组故障原因，具备完善管理制度，以控制细节质量降低风力发电机组故障频率，从而确保风力发电机组稳定运行。关键词：风力发电机组；故障处理；运维措施前言：现阶段煤炭、石油等传统燃料型能源造成的环境污染较大，且不可再生，已经备受各国关注，在开采利用上均采取了严格管控措施，且研究重点开始转变为风能、太阳能和地热能等清洁能源。风力发电可以将风能充分利用起来，近年来我国风电场数量也越来越多，如何提高设备故障诊断水平、做好日常维护保养工作是需要重视的问题。1风力发电机组构成

风力发电机组属于复杂机械电气结构，分为机械部分与电控系统。机械部分包括可变桨风轮、传动轴、齿轮箱和塔架等，电控系统包括发电机、各类传感器、变压器等，具体结构如图1所示。结合风力发电机组运转、故障统计分析等情况可知，故障一般存在于发电机、传动轴以及齿轮箱等主线设备中，是故障处理与运维工作中的重点。图1风力发电机组结构示2风力发电机组故障诊断技术由于单台风力发电机组发电功率、电能等有限，因此风场会设置多台风力发电机组，且分布于偏远与人口、建筑不密集的区域，在出现故障后对快速响应维修等要求较高，需要结合风力发电机组故障情况，采取先进的预判和诊断技术。当前振动检测法应用较多，或者是根据发电机组的电压、转速、电流等运行参数的机械故障诊断法，不用设置多种传感器，减少了成本，也让维护更加简单，缺点是可以诊断故障较少，传动轴故障判断不够准确。此外，定子电流法为主的齿轮故障诊断、基于粒子群优化BP神经网络风力发电机组齿轮箱故障诊断法等，都可以完成齿轮箱故障预警。3风力发电机组故障解决与运维措施3.1风力发电机组故障解决方法在风力发电机组运行中出现故障后，应该从形成机理与诱因等出发，先认真、全面检查发电机、转动轴和齿轮箱等，并采取听、摸、看等方法，利用听诊工具检测发电机、传动轴、齿轮箱等有无卡涩、杂音等问题，分析运转的平稳性。采取振动监测方法，获取相关数据并进行分析，或者是通过测温仪掌握温度情况，用手摸轴承外壳温度，检查是否处于可控量程技术规范中。要掌握润滑油位的高度、油色和黏度，在检查后让油品、油脂添加量、各台设备轴承型号规格符合规定要求。在发生故障以后，应该结合监控系统故障信息、作业指导书等对故障进行迅速定位，停机检修。要想风力发电快速启动，应该更换出现故障的设备，风场中要存放多个易损件与消耗件，也有的大型设备不能更换，要安排专人负责抢修，确定相应的检修方案。在解决故障以后，应该全面记录故障位置、解决方案和故障成因等内容，为后续工作提供依据。

例如：在一次风力发电机组故障中，在进行现场检查和故障统计分析后，发现驱动端缺少接地装置，只有非驱动端轴承设置有接地装置，容易引起轴电流腐蚀问题，对轴承造成较为破坏。此外，轴承密封结构设计不合理，存在油脂渗漏问题与闪爆事故威胁。此外，转子引出电缆固定不牢靠，在电缆处存在磨损、断裂等问题。对此，主要故障解决方案如下：（1）驱动端增加接地装置，发电机驱动端设置接地碳刷，让轴电流导入接地，避免其引起轴承故障，具体处理方法如图2所示。图2驱动端接地装置改造（2）对轴承室密封结构进行优化。由于轴承内盖缺少迷宫结构，很难达到较好的密封效果，将引发轴承油脂泄漏的情况。现在通过设置迷宫结构，密封效果得到了大大改善，也避免油脂外泄，具体处理方法如图3所示。图3轴承内盖改造前后对比（3）将转子引出线固定牢靠。由于在发电机高速运转的过程中，轴孔内引出电缆在离心力作用下甩动，轴发生较大程度的摩擦，从而出现了绝缘破损的现象，转子中性点也被断开。现在将引出电缆三相分别固定好，轴孔接触区域通过适型毡包裹与垫紧，这样在发电机高速运转的过程中，减少电缆受到的离心力，减轻与轴的摩擦，解决绝缘破损等问题。3.2风力发电机组日常运维措施（1）预防性保养维护。定期对风场采取预防性保养维护措施，每年至少2次，做好日常巡回检查工作，尤其是要进行登塔检查，能够有效降低风力发电机组出现故障的几率。风机由于齿轮箱油位较低，容易反复出现停机故障，登塔检修可知齿轮油出现泄漏问题。分析其原因，主要是齿轮箱油泵电动机至冷却风扇的油管，在长时间与机舱底盘坚韧处碰撞共振后，引起油管破裂、漏油等问题。对油管进行更换与补油后，可以顺利解决故障。接下来要全面细致检查所有风机的油管，针对碰撞振动的老化油管，为了解决磨损问题，要第一时间进行处理。巡检中若是风机偏航减速器存在漏油问题，也要尽快处理。为了避免风机设备出现故障，既要加强定期预防性保养、维护与故障报警，也需要将日常巡检工作做到位。（2）运行分析。风力发电机组故障可以通过故障报警、故障手册等处理，若是故障仍然存在，还应该采取运行分析的方法解决故障。例如：在一次故障中，风电场投产后，风电机由于故障报警“机舱顶部和地面通信错误”而停机，现场复位能够恢复运行。结合故障手册对故障原因进行推测，现场采取了更换光缆、光纤接头等措施，但故障仍然存在，呈现出频发的趋势，这样很难快速找到故障原因。而采取深度排查的方式，并根据运行日报分析，得出故障基本上在上午8点至9点发生，调查风电场附近环境，检查是否存在外部通信设备为风电机通信带来干扰，结果得知周围有大型雷达设备，每天8点至9点处于运行状态，发射功率较强，为风电机通信带来了干扰。对此处理方法如下：将铜丝布覆盖在风电机通信模块上，提高屏蔽效果，减少信号受到的外部干扰，最终消除了故障。结束语：总而言之，通过上文的详细分析和论述，可知，风力发电机组在运行中容易出现故障，要采取先进、科学的诊断技术，找到故障的原因，准确判断故障类型与可能造成的后果，结合诊断结果尽快采取解决措施。同时风力发电机组故障处理不能只依靠故障信息，也需要将运维工作做到位，多方面分析故障原因，总结经验，寻找规律，保证故障得到及时准确处理。这样才能减少维修时间，提高检修成本控制效果，为风力发电机组安全、稳定运行创造有利条件。参考文献：[1]王丽敏.风力发电机变流器故障的分析与改进[J].机械制造，2020，58（4）：104-108.[2]李静.风电机组传动系统故障检测及诊断研究[D].南京:东南大学,2017.[3]郭梅.风力发电机传动系统振动监测与故障诊断系统研究[D].杭州:浙江大学,2017.[4]银磊，孙启涛，鲁纳纳.风电机组齿轮箱高温故障分析与预测[J].风能，2020(12):70-73.[5]王新亮.双馈式风电机组发电机轴承故障探析[J].中国设备工程，2020(22):49-51.[6]赵海平.浅析风电机组振动监