摘要：我国风能资源丰富，风力发电机分布广泛，由于机电设备固有特点，需要做好故障检修与设备维护工作，才能保证发电效率，提供稳定电力供应。本文对风力发电机故障特征、常见故障类型、原因与运行维护进行分析。
关键词：风力发电机；故障；维护
引言
风力发电机是一种利用风来实现发电的机械，其构成包括采风的风叶、调整方向的对风构件、塔状支撑结构、动力传输构件以及发电机等多种器械。在风力发电厂里是主要的运转装置。随着社会用电量的极具攀升，对于风力发电机的要求也越来越高，因此，做好风力发电机的运行维护工作，避免其发生重大故障，是风电场工作人员的重要工作。
1.基本故障特征
通常风力机组全年运行中会出现至少二十次故障，其中七成故障是部件损坏所致。结构上讲，风力发电机组基本都可以分为内部件和机械部件两部分，一般内部部件损坏不会引起从属损坏，机械部件则会。为保证安全，若想登机巡检，都要在负荷率偏低情况下进行，甚至要求发电机组停运才可登机，这些规定为发电机组检修造成一定阻碍。此外，即使严密巡检，机械部件真实损坏情况也难以准确检测，例如位于主传动系统大构件，必须分析化验结果或振动频谱才能确定情况，这也是无法避免难题。主传动系统构件损坏通常会引起关联构件损坏，进一步加重了损失。
2.风力发电机常见故障
2.1发电机故障
风力发电机主要作用就是把自然能转变成的机械能尽可能转换为电能，经电网传输到用电单位使用。在运行中经常会出现发电机异常振动、过度发热的情况，而且还会出现电机轴承过热以及线圈短路断路的情况。发电机是风电核心组成，不止要与其他设备一样做常规养护，还要采取专门保护措施，减少故障发生率。从我国发电情况可以发现，发电机组的单机容量不停的增长，与其对应的发电机功率同时跟着变大，简单的维护措施无法再达到使其正常运行的标准了，如果没有密闭的保护措施，电磁将会对其工作造成干扰从而无法正常运行。并且电机的转动速度超过了一定的值对内部的部件也会造成损害，如果再快一点，电机的震动将会加剧造成故障发生的可能性也就会升高。
2.2发电机叶片故障
风力发电机中的叶片处于持续转动的状态下，会受到自然风、重力以及阵风等各个方面的力的作用，在转动过程中叶片还会受到来自设备内部的激振力的作用，这些都会对叶片造成损伤，常见的叶片故障主要有叶片断裂、偏移或者弯曲，有些也会由于达到使用寿命出现疲劳失效。
2.3变流器故障
风力发电机中的蓄电池可以将发电机所产生的直流电能储存起来，但是用电单位或住户必须要使用交流电，因此在电力输送过程中，需要将所产生的直流电通过变流器作用转换为交流电，所以保障风力发电机中的变流器安全运行格外重要。如果变流器出现故障问题，那么一定会影响风力发电机的电压电流。例如引发电流或电压忽高忽低，电压不稳或过大等现象。如果没有及时发现此问题，变流器所流经的电压电流会超过其额定使用范围，有较大概率会烧毁变流器或被击穿。
3.风力发电机故障原因
3.1发电机过热的原因
发电机过热一般是由于过度摩擦造成，当发电机的轴承缺油或者长时间的运转间隙出现变动的时候往往就会导致轴承出现比较严重的摩擦，引起温度升高。有些时候是由于轴承磨损破坏或者转子安装偏差，造成扫膛，引起异常振动和发电机发热。另外发电机过载运转，当定子的线圈短路，绝缘被破坏或者出现错误的线路连接的时候就会使线路出现故障，产生比较严重的短路电路，造成发电机发热。
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3.2发电机叶片故障的原因
发电机的叶片在工作中主要就是随风速的变化而产生不同状态的转动。风力大的时候转速就大，风力小的时候转速就小。有些时候会出现瞬时的风速变化，对叶片的冲击较大。而且风机的叶片都比较长，导致刚性比较差，轻微的振动就可能导致叶片出现断裂。另外由于发电机的叶片都是在露天环境下工作，长时间之后容易在叶片的表面出现不均匀的积灰，导致叶片受力不均匀，质点出现偏移，最终导致叶片疲劳失效。
3.3异常振动的原因
发电机异常振动的原因一般可以分为两方面，一方面是在发电机设计制造的过程中存在设计缺陷或者质量问题，一些零部件的加工精度不达标，零部件不能很好的匹配，导致在转动过程中出现偏移，引发振动；另一方面是由于在运行使用过程中受到环境影响导致零部件受损，出现异常振动，发电机长时间使用会导致一些零部件出现松动，当转子的质心与发电机的旋转中心不能完全重合的时候就会使转动失去动平衡，失去平衡之后产生的离心力会作用到轴承上面，使发电机产生振动；同时在发电机的安装以及日常检修维护中的不正常操作也会导致异常振动，比如一些零部件安装不到位，或者当部件损坏使用的替换件不匹配等。
4.运行维护
发电机的正常使用一方面要依靠发电机本身的高质量制造安装，另一方面要依靠日常在使用过程中对发电机的运行维护。
4.1定期维修
发电机的重点维修内容主要包括连接点之间螺栓力矩的检测和传动过程中零部件的润滑。螺栓力矩的检测能够保证各部件连接到位，不会出现松动，造成发电机振动甚至零件脱离的情况，一般在风力比较低的时候对螺栓力矩进行检测维修。不同零部件的润滑需要选用不同的润滑方式，在封闭性的齿轮箱内一般是使用稀油润滑，定期更换过期的润滑油保持齿轮之间的正常传动。而对于一些外置的齿轮和轴承则一般是使用黄油进行干润滑，轴承温度一般比较高，需要经常进行润滑补充。但是在补充润滑的时候要注意润滑油的使用量，量太高容易造成转动阻塞，烧毁电机。通过定期维修能够及时发现发电机存在的安全故障并采取恰当的方法进行处理，保障设备始终处于良好的运行状态。
4.2日常维护
在利用风力发电的时候，由于各种影响因素造成发电机工作停止的情况是必然要考虑的，不过，若发生故障时能够立即反应并马上对其出现问题的部位进行检查和处理，就能控制损害程度。而如果每日对其进行检修，就能清楚的知道每一刻其运行的状况，可以很好的避免在问题出现时反应慌乱的情况
（1）观察，确认安全平台与发电机里的梯子是否松动，风力发电机控制柜里的电缆线是否出现松动的现象，有没有异味产生，除此之外，还要对扭缆传感器的拉环进行检查，偏航齿润滑的情况进行检查、液压站表计压力是否存在异常、油管接头是否存在渗油情况等。
（2）听，检查控制柜里有没有放电声音，倘若存在放电声，我们就可以初步认定控制柜中存在接触不良的接线端子，应当对控制柜进行全面、细致的排查，除此之外，还要通过听的方式来检查偏航时是否存在干磨的声音，听发电机轴承、齿轮箱中是否存在异常声音、叶片切风是否存在异常声等。
（3）动手操作，进行设备的检修，这种方式也是最直接的一种维护方式，在检修完成后，一定要对设备检修现场进行全面清理，将液压站元件接头油脂等异物清理干净，防止日后在检查泄露现象时油脂残存而出现错误判断。
结束语：
发电机是风电场核心设备，其运行状态对供电质量产生直接影响，做好检修与维护至关重要。由于风电场分布范围广，情况各有不同，应根据以往经验与当地实际做具体维护检修策略，保证风力发电机稳定运行，减少故障发生率。
参考文献
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[2]富潇龙,肖盛忠.风力发电机组运行维护总结分析[J].工业,2016(11):00306-00306.
论文作者:杨海龙1,张文龙2, 张德新3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
标签：发电机论文; 叶片论文; 故障论文; 变流器论文; 风力发电机论文; 情况论文; 部件论文; 《电力设备》2017年第4期论文;