张卓
（新疆宽洋能源投资有限公司 新疆哈密 839200）
摘要：在实际工作中，虽然风力发电机组在材料选择、设计、电气控制等多方面对安全运行均作出了充分的考虑，不过机组事故仍旧时常发生，那么需事先结合可能存在的安全隐患，给予相应的安全控制。
关键词：风力发电机组；安全运营；控制措施
一、风力发电机组运行安全分析
1.1对电控系统的安全分析
由于风电发电机组是借助风力作用运行，因此属于自动运行设备，在发电运行过程中，始终处于无人操作、自行运转的状态，因此要保障风电发电机组的安全可靠运行，必须要有完善的设备电控系统。在运行期间，可以借助该系统，为风电发电机组的自我控制和检测、运行状态记录等提供条件。目前我国在控制系统方面主要是借助可编程控制器予以实现对风电发电机组自动控制的，该系统在结构方面主要包括控制器、PLC、传感器等相关运行机构。其中，控制器对整个系统的运行安全具有重要作用，整个运行过程可以简单概括为：传感器展现运行的状态，PLC对产生变化的指标进行处理之后由控制器对相关功能进行控制。
1.2安全链的分析
在进行风电机组运行安全控制的过程中，除了包括控制系统的作用外，还需要相应的安全链保护系统。如果在风力发电机组运行过程中出现了异常，例如：变桨超限、出现极限风速、扭缆、或者超常振动等现象，该系统就可以进行紧急处理，通过断开系统回路实现风机的自动停机，确保风机组的安全。
1.3风机运行控制策略分析
在风机运行控制策略方面，变桨距控制技术通过变桨功能可以有效降低机组运行承受的载荷，在机组停机时自动调整桨叶角至最大桨叶角位置，使风机处于安全位置。在制动系统中，采用三套独立的叶片变桨机构，当风机运行遇到极端情况，通过紧急顺桨使叶片回到最大桨叶角，实现气动刹车功能。由于风机在静态时所受到的载荷要远远小于动态载荷，因此，通过变桨和气动刹车使风机停止运行，实现机组安全保护。
1.4远程监测监视系统的分析
在风电场利用远程监测监视系统，可以记录风电场所有机组的详细情况，及时掌握风机运行状态。当机组出现故障报警时，可以提醒运维护人员及时处理，并实现远程停机，从而能够及时对机组做出安全保护。
二、风力发电机组的主要维护工作
2.1风力发电机组维护人员必须保证转动部件轴承以三个月为一周期进行润滑油和脂的注人，该项工作周期最长不能大于六个月时间。工作人员要从风力发电机的实际运行情况出发，有针对性的对设备进行检修维护工作。
2.2维护人员每隔一个月就需要对增速器内的冷却油和润滑油进行认真的检查，保证增速器没有出现漏油或者缺油的现象，影响到设备的正常使用，同时要保证其每年更换一次，最长不能超过两年时间。
2.3对于存在碳刷励磁的发电机，维护人员必须每隔一个星期就对其进行检查维护工作，观察碳刷和滑环是否存在打火问题，要定期的进行检修和更换工作。
2.4对于风力发电机组的各紧固件，维护人员要进行认真的检查，防止紧固件出现松动，从而引起重大的安全事故，给企业带来严重的经济损失，影响到企业的稳定运营。
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2.5由于企业风力发电机组会长期处于运行状态，发电机叶片会受到严重的损伤破坏，维护人员每当发电机在运行3一4万小时后，就必须对发电机叶片根部的周和轮毅连接处进行仔细的检修，要及时更换已经出现裂纹损坏的叶片，防止风电机停止运行。
2.6要保证发电机输出用集电环以及碳刷是否接触良好，维护人员要每隔一个月就对其进行安全检查，如果是使用电缆进行直接输出，相关工作人员也必须检查其是否存在打结问题，从而有效避免电缆过缠绕问题的发生。
三、保障风力发电机组安全运行采取的控制措施
3.1设备巡视检查与定期检修
风电机组运行期间控制系统能否顺序完成各项控制功能，与构成控制系统的软、硬件状态良好情况相关。所以，值班人员利用中央控制室的监控设备监控每台风力发电机组的运行状况、参数，定期做好风机现场视察，查看叶片外表，听声音，经常性的对硬件保护措施、个体软件等给予检查，正确设定多项技术参数，消除设备隐患，属于安全风险防控的可行措施。此外，定期做好检修工作，如定期润滑，定期紧固连接件，采取主动防控检修措施，巡查与作业检修时遵守安全操作规程，并准确记录下所看所听的结果，便于总结，对比与分析，为后续设备维护工作的开展提供更多参考资料，力求真正做到设备正常安全运行。
3.2落实风机运行数据监测分析工作
数据监测涉及转速监测、温度监测、电网数据监测与功率监测等。重点对异常数据如机舱温度、发电机绕组温度、电流、叶轮转速、功率、控制柜温度等进行信息分析，能提前判定机组运行情况。同时，机组运行参数与报警信息能即时传输到主控制器，主控制器能够远程操控完成安全控制。
3.3对特殊危险状况采取措施
气候改变，雷雨闪电均会为机组安全带来威胁，需做好过电压保护、雷电接受与传导系统、等电位连接等的有效防范，定期察看接地系统良好情况为减少雷击事件的关键举措。虽机组增设有雷电防护装置，不过出现雷击的几率仍较大，因而雷暴天气里人员应远离或禁止触摸风机，雷击结束需待1h后方可靠近发电机组；同时，空气潮湿的情况下，风力发电机组叶片受潮出现杂音，此时不可靠近风力发电机组，预防感应电。此外，风机运行可能会有风速超出安全工作范围的现象，若风机过速，功率过大，势必会威胁到机组安全运行。该情况下应通过远程控制让机组停机，且人员不可靠近风机；最后，寒冷与潮湿环境里若风机停机时间太长，叶片则易出现结冰现象。那么再次启动风机前，应认真检查绝缘设施，合格后方可启动。为了避免叶片冰块掉落伤人，人员禁止停留于叶片下方。
3.4掌握风力发电机组安全运行注意事项
（1）风力发电机处于运行状态中时，若需检查齿轮箱机械部件、噪声等级与发电机，应进入机舱，不可进入轮毂中；（2）无论何时，风力发电机中都应有至少2个人，且当开门进入塔中时，应小心，不可站于打开的半径中且需多观察，保证无其他人在该半径内；（3）风力发电机组风轮结冰，若要让风力发电机组即刻停机，需在冰完全融化再开机，且不可距离风力发电机组过近；（4）如遇风力发电机组出现失火事故，应按下紧急停机按钮，再切断主开关与变压器刀闸，尽可能做好灭火工作，避免火势蔓延，再拨打火警电话，若机组出现威胁人员与设备安全的故障，值班人员需即刻拉开该机组线路侧断路器，再组织工作者撤离险区；（5）风力发电机组机舱工作期间，风速在12m/s以下则应开启机舱盖，不过在离开风力发电机组前需把机舱盖合上，再锁定。风速超出14m/s后需关闭机舱盖。风速在18m/s以上则应坚决禁止登塔。
四、结束语
我国风力发电在发展过程也暴露了运行安全问题，其中一个问题是当电网故障、闪变或风机发生故障时，机组往往会自动切除进行自我保护，这样同时也加大了电网故障并影响电网安全运行。随着风机生产制造技术的进步和智能电网的开发应用，认真做好风机运行安全与控制措施课题研究，积极开发适用于中国特点的先进风电机组，向经济优化控制方向发展，必将会使风电运行控制能力得到显著提高。
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作者简介：
张卓，男，汉族，大专学历，研究方向：机械电子专业（风电、变电）。
论文作者:张卓
论文发表刊物:《河南电力》2018年20期
论文发表时间:2019/4/30
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