风力发电机组运维装置及风力发电机组探究

风力发电机组运维装置及风力发电机组探究

曾王善、吴文斌

国家电力投资集团广西卓洁电力工程检修有限公司   广西南宁市530000

摘要：风能作为可再生的清洁能源，对其进行开发利用是缓解火力发电压力的有效途径之一。风力发电机组是一种能够将风能转换为电能的系统，该系统在运行过程中常常会出现各种故障问题，对运行稳定性造成不利影响。为有效解决这一问题，要加大对风力发电机组的运维力度。在开展机组运维工作的过程中，应对先进的运维装置合理应用，提高运维效率。基于此，从风力发电机组的构成分析入手，提出风力发电机组运维装置及运维措施，期望能够对促进运维水平的提升有所帮助。

关键词：风力发电机组；运维装置；运行维护

风能是一种动能，归属于可再生清洁能源的范畴，由空气流动产生。风力发电机组可以将风能转化为电能，机组运行稳定与否，直接关系到发电效率。因此，确保风力发电机组稳定、可靠运行显得尤为重要。为实现这一目标，应当做好风力发电机组的运维工作。借此，就风力发电机组运维装置及风力发电机组展开探究。

1风力发电机组的构成

风力发电机组简称风电机组，是一种将风动能转换为电能的系统，该系统由以下几个部分组成：叶轮、传动装置、发电机、电气控制系统、塔架与基础等。

1.1叶轮

在风电机组中，叶轮是非常重要的组成部分之一，它的主要作用是转换能量，即将风能转换为机械能，一个完整的叶轮由叶片和轮毂两部分构成。

1.2传动装置

叶轮通过旋转可以产生机械能，这部分机械能由传统装置传给发电机，传动装置由主轴、齿轮箱、联轴器等部分组成，如图1所示。

图1 风电机组传动装置结构示意图

传动装置的主轴一端与叶轮相连，一端与齿轮箱相连，齿轮箱的主要作用是根据运行需要，增加叶轮转速。

1.3发电机

发电机是风电机组中的做功装置，它的主要作用是将叶轮产生的机械能转换为电能。风电机组常用的发电机有两类，一类是同步发电机，另一类是异步发电机，二者全都归属于交流发电机的范畴[1]。

1.4电气控制系统

风电机组中主要部件的动作可以通过电气控制系统进行控制，从而使风机在更短的时间内适应风况的变化，实现平滑的功率曲线。

1.5塔筒与基础

塔筒的作用是支撑叶片，要求坚固、稳定，能够承受风电机组运行期间所产生的弯矩和扭矩。随着风机高度的不断增加，塔筒的材质发生改变，从钢制变为混凝土结构。安装塔筒前，要浇筑混凝土基础，确保基础的深度达到规范要求。

2风力发电机组运维装置及运维措施

2.1运维装置

（1）风电机组在长时间运行中可能会出现一些故障问题，为最大限度减轻故障对机组运行的影响，开发一套运维装置，由以下几个部分组成：工作台、旋转及动力装置等。旋转装置分别与工作台和动力装置相连，当旋转装置转动时，会带动工作台转动，该运维装置最为突出的特点是在一个工作台上能够完成与运维相关的全部工作，不需要多次进入工作台，从而大幅度提升了风电机组的运维效率。

（2）以往对风电机组开展运维工作时，运维人员需要站在运维平台上，对机组叶轮前端做相应的维护，完成一个面的维护后，运维人员从平台进入风电机组的内部，控制叶轮旋转，以此来使另一个工作面达到适合维护的位置，运维人员经爬梯重新回到运维平台上，对另一个工作面进行维护。正常情况下，运维人员至少要往返3次才能完成运维工作，整个运维过程比较繁琐。而新开发的运维装置解决了运维人员往返于运维平台与轮毂之间的问题。新运维装置中的动力装置能够提供动力，驱动转轴转动或对转轴进行锁定，动力装置具备远程启停控制功能，运维人员可按照实际需要，启动或是停止动力装置，从而将工作台停在需要进行维护的位置，以便运维人员开展维护作业；新运维装置中的旋转装置由转轴和摇臂组成，转轴的两端分别与摇臂和动力装置相连，摇臂的一端与工作台相连，转轴能够带动摇臂转动，摇臂可带动工作台进行整体旋转运动，这样便可使工作台达到需要维护工作面的所有位置[2]。

（3）在对风电机组进行维护的过程中，可以控制控制动力调整工作台的位置，从而使工作台达到最低处，运维人员登上工作台后，可维护附近的螺栓，维护完毕后，控制动力装置，将工作台转动到其它位置继续维护，直至所有维护工作完成为止。在工作台的边缘加装了挡板，保证了维护作业的安全性。

2.2运维措施

（1）风电机组中的轴承偏航齿轮要保持长时间不间断运行，在这一过程中，发电机的温度随之升高，受到高温的影响，润滑油的变质速度进一步加快。运维时要对变质的润滑油进行更换，避免因缺少润滑，导致部件磨损。依据风电机组的运维要求，润滑油脂应每隔2000h左右补充一次，传动端的补充量以100g为宜，非传动端的补充量控制在120g左右。

（2）在对风电机组进行定期检查与维护的过程中，如果发现变流器存在异常状况，则应分析故障原因，针对故障问题，采取有效的方法和措施解决处理，使变流器恢复正常。变流器最为常见且发生频率最高的故障为散热异常。对此，运维人员应在日常维护工作中加强对变流器温度的检查，发现温度过高，则应对冷却风扇进行清理，从而降低温度，避免故障的发生。

（3）叶片是叶轮的重要组成部分之一，是风电机组比较容易发生故障的部件，一旦叶片出现问题，则会对风电机组的运行造成影响。因此，要对叶片的运维予以高度重视。在日常运维中，做好叶片的检查工作，发现问题，应立即停机，查明叶片故障原因。若是无法在较短的时间内找出叶片故障的原因，则应更换叶片，使风电机组恢复正常运转，避免长时间停机。

（4）风电机组运行期间，变频器经常会出现故障，由于变频器的故障类型比较多，不同类型的故障处理方式有所差别。所以，当变频器发生故障后，要先对故障类型加以确定，随后采取有针对性的方法和措施，对故障进行处理。如，温度原因引起的故障，要检查冷却风机，看有无损坏的情况，并对冷却循环泵进行检查，看密封是否良好，更换散热器，直至故障消除为止[3]。

（5）为确保风电机组的运行稳定性和可靠性，应当做好日常维护工作，可将重点放在如下方面：对偏航齿轮进行观察，看润滑是否到位；检查扭矩传感器，看拉环是否正常；对风电机组中关键部件进行检查，看连接是否牢固、可靠，螺栓有无松脱；检查控制柜，看是否存在位移的现象；检查齿轮箱内的液压油，看油位是否正常，发现缺油应及时补加；检查液压站的油表及管路接头，看有无异常；检查转动部件，看磨损程度是否超限。针对检查中发现的问题，采取相应的措施解决处理。

3结论

综上所述，风力发电机组运维是一项较为重要的工作，在此项工作的开展中，可以对先进的运维装置合理应用，提高运维效率。同时，运维人员应当明确日常工作的重点，针对运维中发现的问题，采取有效的方法和措施解决处理，使风力发电机组保持稳定、可靠运行。

参考文献

[1]张轶东.风电场中风力发电机组运行故障与维护[J].电气技术与经济,2024(6):328-329,337.

[2]李莉.探究风电场电气设备中风力发电机的运行维护的措施[J].电气技术与经济,2024(1):307-309.

[3]王芸波.风电场电气设备中风力发电机的运行维护研究[J].中国设备工程,2023(13):76-78.