引言

 

随着碳达峰、碳中和目标的推进，风能作为一种清洁能源得到了广泛的发展。在国家政策的支持下，风力发电作为一种有效利用风能的方式，其电装机容量逐渐提高。为了保证风电场的安全正常运行，避免故障造成的损失，对风机关键部位进行故障预警监测尤为重要。在此基础上，总结风力发电机组的常见故障，提出相应的维护策略，降低发电机组故障的发生率，对保证风电场的正常运行，提高风力发电的效率具有重要意义。

 

1风能发电技术

 

风力发电是一种将风能转化为电能的技术。风力发电技术可分为恒速、变频和恒频。为了确定恒速和频率，在恒速下使用异步感应发电机，变频器的电子变频器可以尽可能广泛地捕获风能，运行速度范围更广，允许灵活适应系统能量和无功性能，通过改进的风力发电技术PVM（平行虚拟机，用于网络平行计算机软件工具）管理，逐渐转化为最重要的风力发电技术。

 

2.风力发电机组运行中常见故障

 

2.1发电机故障

 

发电机是风力发电机组的核心部件之一，通常称为感应电机，是将叶轮旋转产生的机械能转化为电能的重要装置。其转子与变频器连接，为转子电路提供可调频率电压。由于外部环境的影响，为了满足实际工况的要求，发电机需要切换不同的运行模式。长期运行容易出现转速过高、温度高、内循环风冷入口温度过高等故障，导致发电机转速过高主要是变桨卡滞、瞬时风速过高、转速传感器跳变等原因。发电机温度高主要表现为：绕组温度高、轴承温度高，主要原因是接线电路虚接或错接、水冷系统堵塞、水冷系统压力低、传感器故障、轴承磨损、电腐蚀、润滑故障等。内循环风冷入口温度过高是由于接线电路虚接、风扇故障、风道堵塞等原因造成的。

 

2.2叶片故障

 

叶片是将风能转化为机械能的部件，通常由加强玻璃塑料、碳纤维加强塑料等材料制成。在风的作用下，叶片开始旋转，叶片的旋转速度通过齿轮箱提高，转换后的机械能通过风轮轴传输到传动装置。风力发电机组依靠叶片获得风能，大功率机组叶片较长，重量可达数十吨。因此，叶片的工作状态对风力发电机组的运行有重要影响。风力发电机组运行环境恶劣，叶片长期在灰尘、雨雪、雷电等环境中运行，容易发生叶片开裂、断裂、连接螺栓磨损或断裂、叶尖压力低、叶轮过速等故障。叶片故障后，应力不平衡，导致机舱振动，影响风力发电机组的稳定性。

 

2.3齿轮箱故障

 

齿轮箱是发电机组的重要机械部件，将叶轮产生的动力传递给发电机，常用的有平行轴齿轮传动和行星齿轮传动。如果外界风速小，叶轮转速低，齿轮箱也能起到增速的作用。因此，齿轮箱又称增速箱。齿轮箱在风电机组中起着传递扭矩和增长速度的作用，其载荷随风向和风速的变化而不断变化，容易出现各种故障。在实际操作中，齿轮箱常见的故障主要有：油位低、油温高、齿轮磨损、轴承故障等。齿轮箱油位低主要是由于箱体泄漏、油位传感器故障、油温低等原因造成的。齿轮箱油温高的主要原因是:齿轮箱过载、冷却系统故障、散热不良、冷却介质温度高、温度传感器故障、润滑油管不畅等。齿轮磨损和齿面擦伤主要是由于润滑不良、长期变载工况下的应力冲击、灰尘杂质清理不及时等因素造成的。轴承故障主要是由电腐蚀、磨损、润滑油不足、油温过高、润滑失效等原因引起的。

 

风力发电机组运行维护策略

 

3.1优化了风力机组的空间布置和运行方式设计

 

对于每个风力发电设备是整个机组电力系统的关键组成部分，每个设备只有从微观方面实现结构优化布局和能力优化状态，才能充分发挥其最大的经济效益和生产效率，因此风能发电公司必须根据发电技术特点、自然风区实际、发电设备特点、整体机组布局结构和能力设计和系统调整。另一方面，从提高风能机组整体电力效率的角度调整风能机组的布局，通过结构调整和系统重构，更好地获得稳定可持续的风能，确保风力机组整体发电的最大效率。

 

3.2统一风力发电机组电能质量控制器

 

风机组还需要对整个系统的电能质量进行统一管理，建立优化电能质量、有效控制电能生产的技术手段和系统基础设施。通过统一的电能质量控制器风力机组，可以合理补偿额定电流，减少杂波对风力机组的危害。从系统功能的角度来看，统一的风力机组可以通过电能质量控制器进行综合补偿装置，使并联补偿与并联补偿相结合，实现风力机组、并网装置、供电用户差异化、综合补偿，特别是对风力运行网络和供电系统的谐波传动影响，提高整体风力运行平台的电能稳定性。

 

3.3做好日常维护维护工作

 

定期检查发电机转速传感器安装是否牢固，运行是否良好；接线电路是否虚假或错误；水冷系统运行是否正常，冷却器是否堵塞；散热风口通风良好；检查轴承是否磨损或润滑不良，及时更换或添加润滑油；检查风扇是否正常运行，风道是否堵塞。维修人员应定期使用先进的检测技术对叶片进行检测，及时发现裂纹、变形等情况，并采取相应措施。例如，声发射检测技术可以收集叶片的高频和瞬态声发射信号，并相应地处理收集到的信号，以准确判断叶片裂纹或变形的位置。检查叶尖液压管道压接头是否泄漏，压力开关是否良好，储压罐储能状况是否良好，检查变桨系统机械部件是否变形，变桨齿轮是否明显磨损擦伤，电池是否老化，电机插头是否松动。定期清洁和润滑齿轮箱，清洁齿轮箱表面和内部灰尘，及时添加或更换润滑油。润滑油的更换周期不得超过36个月。进入盛风期前，应重点检查油位传感器、齿轮、轴承、冷却系统等重要部件的工况，及时更换不符合运行要求的部件。定期检查偏航系统计数模块和偏航编码器数据输出是否正常，液压管道是否泄漏，液压元件是否损坏，偏航电机绝缘是否损坏；检查变流器散热是否良好，及时清理冷却风扇上的灰尘，防止变流器局部过热，拧紧螺栓、垫圈等紧固件，防止松动。

 

结束语

 

综上所述，风能发电技术在当今经济社会生活中占有非常关键的地位，其在风电领域的比例显著提高，对世界能源模式的变化也具有非常积极的意义，但在发电系统中，可以进一步提高风力的有效利用，从而提高风电场的发电量、风电机组的稳定性，降低风电机组的维护成本，逐步降低风电机组的大故障率，减少非计划停机和故障后的被动维护次数，确保机组的稳定运行，为社会提供更高质量的绿色能源。