试探究风力发电厂风机的检修和维护

试探究风力发电厂风机的检修和维护

董昱昊

（国电南瑞科技股份有限公司江苏南京210000）

摘要：尽管风机状态检修将会带动风电行业发展，但在风机维护中，应用状态检修技术除了应当有明确的思路外，还需要充分考虑风机状态检修的四大关键影响因素，尤其应当对数据库可靠和状态评估方法进行持续的深入研究，否则，风机状态检修技术的发展就会受到一定的冲击和阻碍。

关键词：风力发电厂；风机；检修；维护

1风力发电机的检修方式

检修的方式主要分为三种：事后检修、定期检修和状态检修。

事后检修也称故障检修，是最传统的检修方式。这种检修方式以设备出现功能性障碍为判据依据，在设备发生故障且无法运转时才进行维修。显然，这种应急维修需要付出很大的代价和维修费用，不但严重威胁着设备和人身安全，而且会出现维修不到位的情况。

定期检修是指设备使用到规定的时间进行维修，使其恢复到规定的状态。“规定的时间”一般指规程、制度中规定的时间周期，可以是累计工作时间、设备日历时间或某运行技术参数出现的次数（断路器开断故障电流的次数）等。规定的状态指规程、标准或出厂试验中要求达到的技术指标、性能和要求。定期检修存在两方面的不足：一是设备存在潜在的不安全因素时因未到检修时间而不能及时排除隐患；二是设备状态良好，但已到检修时间，就必须检修，检修存在很大的盲目性，造成人力、物力的浪费，检修效果也不好。

状态检修是指设备的运行和使用状态受到严格监视，以设备当前的实际工作状况为依据，通过先进的状态监测和诊断手段、可靠性评估手段以及寿命预测手段将获得的信息与使用的标准参数做比较，从而判断设备的状态，识别故障的早期征兆，对故障部位及其严重程度和故障发展趋势做出判断，并根据分析诊断结果，在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前主动实施维修。

2风机状态检修影响因素分析

2.1关键影响因素简介

影响风机状态检修技术推广的因素众多，简单地说可以从两个方面来划分。从管理方面来看，主要有思想观念陈旧、专业知识缺乏、技术水平跟不上三个影响因素；从风机状态检修推广方面来看，主要集中体现在选用先进适宜的检测手段、采集分析真实可靠的状态数据、应用科学合理的状态评估方法、以及建立完整的跟踪反馈体系四个关键节点的影响因素。

2.2管理因素分析

无论是计划检修还是状态检修都与技术的发展息息相关，因此要推广状态检修就必须持续开发应用先进技术，同时，状态检修较强的科学性和逻辑性让状态检修工作变得复杂且艰巨，如果不从思想观念上加以改变和重视，状态检修注定不会发挥其应有的价值和作用。

3风力发电厂风机的维护

3.1风机设计工艺参数

风机在设计时为了让关键核心部件的运行状态得到有效保护而设置了监测位置，通过有效的监测手段可以获取用以评估关键核心部件运行状态的特征数据，主要包括温度（发电机绕组温度、环境温度、润滑油温度、冷却液温度、IGBT温度、柜体温度等）、速度（发电机转速、风速、偏航速度、变桨速度等）、压力（润滑油压力、冷却液压力、液压油压力等）、位置（机舱加速度、振动开关、机舱位置、风向标等）等。在设计时一般考虑上述数据的极限状况下的保护值，那么他们在风机正常运行情况下又代表什么含？在风机寿命周期内各阶段又能表达什么呢？这些才可能是风机设计工艺参数要告诉我们的关于风机运行状态的真正奥秘，也是风机状态检修技术研究工作者需要解读和分析的基础和关键所在。因此可以肯定地说，风机状态检修技术研究最基础最直接的检测手段就是风机自身工艺参数的监测，但由于风机运行时间和数据积累的有限性，对运行参数的研究分析还不足，而随着互联网大数据的深入发展，对风机运行参数的研究也必将进入快速发展阶段，它将有力推动风机状态检修技术的发展。

3.2在线监测手段

当前应用比较广泛的风机在线监测系统主要有传动系统的振动在线监测系统、润滑系统（齿轮油）的油液在线监测系统、轴承位移在线监测系统和发电机绝缘在线监测系统等，随着智能技术的深入发展，风机在线检测手段会越来越成熟。但相对于风机工艺参数来说，它们具有较强的独立性和系统性，监测的精度更高，能够及时准确地判断被检测部件的运行状态并发出警告，保证被检测部件能够得到及时的维修，在当前风机运行参数分析不足的情况下，它们无疑是最直接有效的检测手段，是风机工艺参数监测的有效补充。

3.3离线检测手段

离线检测手段大多用于设备的故障诊断和定期的预防性检修，目前应用较为广泛的有螺栓力矩定期检测、轴承位移和绝缘的定期检测、塔筒焊缝和轮毂等结构件的超声波检测、润滑油抽样检验等，该类检测手段数据离散，时间跨度大，对风机运行状态趋势的研究意义不大，在风机状态检修技术研究方面，尤其是状态评估时只能作为一种原始的参考数据。

3.4数据可靠

采集分析真实可靠的状态数据是风机状态检修能否有效开展最重要的因素之一，因为数据采集过程中会受到监测点、监测设备、数据传输等因素的影响而造成采集数据失真，分析结果可能会谬以千里。为此，风机状态检修技术研究的首要任务应该是选择科学合理的监测位置和成熟可靠且适用的监测设备，并通过可靠的数据传输系统进行数据采集，确保数据准确可靠。目前除了风机工艺参数的采集传输准确可靠外，其它的监测设备均存在不同程度的不确定性，这给风机状态检修技术深入研究带来一定的阻力。

3.5状态评估方法分析

应用科学合理的状态评估方法是确保风机状态检修方案是否有效的关键因素，当前风机状态检修评估方法大多采用的是国际/国家或者行业的相关标准，而这些标准一般适用于新风机、大修或更换后的风机，在风电行业快速发展的背景下，风机关键部件或系统状态趋势的研究才刚刚开始，预计在互联网思维和大数据时代的冲击下将会有井喷式的发展，它的发展必将带动风机状态评估方法乃至风机状态检修技术的快速发展。

4风机状态检修推广建议

尽管风机状态检修将会成为风机检修维护的一种趋势，且将会推动风电行业的快速发展，但由于风电行业相对年轻，对各个关键因素的研究不够深入，对风机各部件和系统的状态趋势把握不准等客观问题，使得风机状态检修技术成为一项长期的、持续的、复杂的、艰巨的攻关任务。在当前风机状态检修数据积累有限、状态趋势研究不够深入、跟踪反馈体系不完善的背景下，建议在风机状态检修技术研究推广工作中采取“由点及面，由易到难，技术先行，体系跟进”的方式稳健推进，实现风机状态检修技术研究初期的经验和信心积累。

在国内的风机状态检修工作实行中可以借鉴Reliawind联合体的经验。Reliawind是首个覆盖欧洲的风能合作项目，它集合了风能价值链的利益巨头，为下一代风机开发提供开发工具、建立模型和设计指引。他们以可靠性理论为基础设计了风机运维方案，在风机状态检修方面具有很好的借鉴意义。

5结束语

随着检测手段在风机上的推广使用以及风机维护人员素质的不断提高，风机运营企业在面临风机运维投入降低的强大压力下，推广风机状态检修已是大势所趋。然而，由于风机状态检修技术尚处在起步阶段，有关状态检修的各关键因素都会对风机状态检修技术的持续稳健发展带来冲击和阻碍。本文着重分析了影响风机状态检修的关键因素，有针对性地提出了风机状态检修的推广建议。

参考文献：

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