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摘要：风力发电机的高效运行状态有利于提高风力发电系统的发电厂及运行效率，结合风力发电机的运行现状采取运行维护的措施，降低发电机的故障发生机率，更重要的是促进风力发电机的良性运行，优化风力发电机的运行过程，体现运行维护的作用和意义。
关键词：风力发电机组；运行安全；控制措施
引言
我国风力发电经过这些年的快速增长，正逐步向稳定发展转变。但是由于目前严重缺乏风力发电机组的有效运行维护，导致发电机经常会出现故障问题，降低了发电机的运行性能。如果不能合理安排运行维护，就会引起带病作业的情况，增加了风力发电机的运行风险，容易诱发安全事故，因此需要采取有效的措施进行优化控制，从而确保风电运行安全。
1 风力发电机组的介绍
风力发电主要是利用风力资源吹动风机，促使风机开始旋转，在风机旋转的过程中利用电磁感应的原理，将风机的机械能转化为电能，最后将转化的电能经过变压器的电压调控再并入到国家电网中，输送到各个地区达到使用的目的。在风力发电机组进行工作的时候，为了保证风力发电的频率保持稳定，在我国并网型的风力发电机组运行系统中主要使用的是恒速恒频和变速恒频两种设备。在我国过去的风力发电机组运行中主要使用的是恒速恒频的技术，随着我国风力发电技术不断发展创新，目前采用的是变浆距的一种技术，它可以实现叶轮的转速随着风速的变化而产生一定的变化，并且利用变流的技术对发电机的转矩记性控制，保障了风力发电的输出频率恒定，由于变速恒频技术的巨大优势，我国目前大多数的风力发电机组并网系统都是采取的该技术。
2 风力发电机故障分析
对于风力发电机故障来说，主要存在是发电机故障、齿轮箱故障、变桨系统故障、变流器故障、叶片故障、偏航故障等。
2.1 叶片故障
主要表现在：第一，叶片制造工艺差，鼓包或掉漆等质量事件频发；第二，叶片受风面在其实际运行中，由于受外界天气、环境等影响，使叶片磨损等，最终使叶片难以在正常状态下运行。
2.2 变流器故障
主要表现在：第一，变流器过温。因受到安装地点影响，其在运行时会时常产生温度过高，以及灰尘堆积等问题，致使变流器出现热量、电压过高等现象。第二，变流器直流电容发热故障。电容过热易造成电容炸裂，甚至会造成烧毁现象的发生，使风力发电机保障停运。
2.3 发电机故障
主要表现在：第一，转子接地；第二，定子接地。双馈风机齿轮箱故障表现在：第一，齿轮箱齿系断齿；第二，齿轮箱油泵电机烧损。发电机故障、齿轮箱故障、变桨系统故障、变流器故障、叶片故障、偏航故障等故障也直接影响风机的可靠运行，导致风机停运，利用小时降低，严重影响风机的安全影响，
2.4 故障原因分析
第一，维护手段单一，维护水平低，势必会降低风力发动机维护工作的效率，使该项工作的重要价值难以得到发挥，对风力发电机维护工作造成严重阻碍，导致风力发电机实际运行状态令人堪忧。第二，风机制造工艺质量不高，设备存在安全隐患，导致后期故障频繁发生。
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3 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等措施。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 数据监测的分析
在风力发电过程中很多数据信息的变化都会对风机的运行造成一定的影响，在风机运行过程中需要对工作环境的温度、风机的实际转速、电力功率的检测、并网电力数据信息的监测等。在风机高速旋转的过程中产生的机械能也是非常多，并且导致了叶轮的工作温度不断的升高。有可能出现异常数据信息的监测模块主要有发电机组的绕组线圈的温度、控制柜的温度、机舱的实际温度、三相电压、电流、电压等信息，在超出了预期的设定值时我们需要将数据信息及时的上传到控制系统中，并且及时的通过远程控制系统对一些设备进行有效的调控，防止安全事故的发生。
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。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。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。
3.4 保养措施
保养是风力发电机运行维护的重要措施，风力发电机禁止有带病作业的情况，运行维护时采用保养措施，消除潜在的故障隐患。例举风力发电机运行维护中的保养措施：第一，构建保养制度，推行日常保养和定期保养，预防发电机设备故障，保养的过程中更换有故障的设备，解体清洗主要的零部件，合理调整风力发电机的设备间隙。第二，建立保养档案，保养档案中详细记录风力发电机的运行状态、修理次数和工作时间，运行维护时根据保养档案中的信息制定检修计划，提高风力发电机的维护水平。第三，实行独立保养，风力发电机的保养措施中，风机和储能蓄电池要实行独立保养，分别制定出保养的规章制度，维护人员严格按照规章中的内容实行独立保养。
3.5 掌握风力发电机组安全运行注意事项
第一，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；第二，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；第三，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；第四，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；第五，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。
结束语
总之，风力发电机是风电场运行维护的重要设备，应全面落实运行安全管理措施，积极提高风力发电机的运行效率，进而提升风力发电系统的生产效益。
参考文献
[1]赵萍，杨军，肖加余，曾竟成，李晓光.风力发电机组传动链振动特性研究及试验[J].太阳能学报.2016（08）
[2]刘明先.风力发电机组振动监测技术应用与实践[J].应用能源技术.2016（11）
[3]朱少辉.风力发电机组塔筒振动频率的计算[J].机械管理开发.2016（11）
论文作者:王广坡,隋奎芳,张连兵
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/14
标签：风机论文; 故障论文; 风力发电机论文; 齿轮箱论文; 风力发电机组论文; 变流器论文; 叶片论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;