风电电气运行中的常见故障及应对措施童金龙

风电电气运行中的常见故障及应对措施童金龙

童金龙

大唐卢氏风力发电有限责任公司，河南三门峡472000

摘要：风力发电是将风的动能转换为电能的发电形式，我国风能资源丰富，且风能作为一种清洁可再生能源，利用风能进行发电，非常符合我国开发新能源以及节能减排的政策号召。在风力发电系统中，电气设备是保证发电工作顺利运行的重要保障，但是由于风力发电所处环境的特殊性，会对电气设备的运行产生一定的影响，一旦电气设备出现故障，会直接影响到风力发电运行的安全性和稳定性。所以需要对风电电气运行中的常见故障进行分析，找出问题的原因，然后有针对性的制定应对措施，最大程度的降低电气设备的故障率，确保风力发电的安全稳定运行。

关键词：风力发电；电气设备；故障；措施

1常见故障诊断方法

1.1参数调整法

风力发电机的电控系统的PLC及伺服驱动系统都设置了许多可以修改的参数，以适应不同的运行工况和功能状态要求。这些参数不仅使电气系统与具体风机相匹配，而且更是使风机各项功能达到最佳化所必需的。

1.2接口状态检查法

现代电控系统都将PLC集成于其中，而电控系统与PLC之间则以一系列接口信号形式以某一特定协议相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入输出PLC上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在LCD、CRT等人机界面上显示，而所有的接口信号都可以用厂家专用的诊断软件或编程器调出。

1.3快照分析法

现代风力发电机无一例外都设计有计算机自动化控制系统，故障诊断软件的使用非常有效，风机正常运行时各种动态参数和故障前后的参数变化都是被实时记录的，故障事件数据或事故现场状态重放还具有计算机系统特有的不可抵赖性。风机故障数据快照功能给我们维修处理工作带来很大的方便。

1.4部件交换法

所谓部件交换法就是在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷电路板、模块、传感器、继电器、集成电路等替换有疑点的部分，甚至用控制系统中已有的相同类型的部件来直接替换，从而把故障范围缩小到印刷线路板单元或芯片一级某一元件。这实际上也是在验证分析的正确性。

2风电电气运行中的常见故障

2.1风电场集电线路常见故障

集电线路是风力发电系统中重要的电气设备，其运行的稳定性直接关系到风机的可利用率和发电量。由于受到风电场恶劣的自然环境的影响，会对集电线路的安全产生极大的隐患。导致集电线路故障的原因主要有设计、施工和投运后的维护，风电场设计及设备选型考虑不充分是发生电气隐患的关键因素，在风电场建设初期，如果设计单位对风电场的地理环境以及其后特点没有充分的了解，设备的选型就会出现一定的偏差，在投运后就会出现线路杆塔抗风能力差，风机变压器运行故障，跌落开关烧损等故障现象，直接威胁到风电运行的安全性。

2.2风力发电中发电机的常见故障

发电机作为风力发电系统中的核心部件，是各项能量转化的枢纽，其运行的稳定性非常关键。在发电机中的常见故障主要有叶片故障、变流器故障以及保护故障等，通过发电机叶片的转动将风能转换为机械能，由于叶片长期处于高速旋转的状态，就会导致叶片磨损和老化，影响叶片运行的稳定性。交流器在运行过程中，经常会出现局部高温、电磁干扰以及灰尘淤积等现象，进而导致交流器出现过热、过电流以及过电压等现象，在超负荷运行的情况下还会出现击穿和烧毁等故障，直接影响到发电机运行的安全性。在发电机组长期处于超负荷运行的状态下，如果没有采取相应的保护措施，就会因为构件磨损严重而出现断裂现象，发电机无法正常运行。

2.3风电电气设备中齿轮箱常见故障

齿轮箱的主要功能是将风轮风力作用下产生的动力传递给发电机，起到增速的作用。现阶段，我国风力发电中，齿轮箱故障已经占据风机故障的40%，主要故障类型有齿面磨损、胶合、点蚀、断齿、轴承损坏以及渗漏油等。齿轮箱中构件的故障多数是因为长期处于高速旋转状态而导致的磨损，在重载、交变荷载、高温、润滑不佳等状态下发生胶合、轴承损坏，一旦超出构件材料的疲劳极限，还会发生点蚀。由于齿轮箱密封不严以及磨损等原因发生渗漏油，就会影响齿轮和轴承等部件的润滑效果，加剧配件之间的摩擦，降低零件的使用寿命。

3风电电气运行常见故障的应对措施

3.1风电场集电线路故障的应对措施

为了提高集电线路运行的安全稳定性，降低故障的发生几率，应该从设计、施工、运行维护等几个方面加强管理。首先，在风电场设计阶段，应该对施工现场的地理环境和气候特点进行详细的调查分析，通过大量的数据查证和经验，选择适宜的电气设备，保证集电线路中的电气设备符合相关的标准要求。在施工阶段，严格按照设计图纸执行，严禁私自更改施工方案，每个环节都要保证施工质量，加强施工监理。在集电线路投运后，做好维护检修工作，定期开展集电线路设备的隐患排查，制定排查维护方案和具体内容，在排查时一定要认真仔细，发现问题及时处理。尤其是在大风季节以及特殊的天气情况下，更要加大排查的力度，保证集电线路中各电气设备的可靠运行。

3.2解决发电机滑环碳刷冒火的措施

想要保障风电厂电气设备的正常运行，对一些常见的故障要加以解决，以保障其正常的运行。对于发电机碳刷漏电、产生火花等一系列问题，想要得到有效的解决，需要从以下几点注意：（1）对于发电机使用的碳刷型号不一致，也很容易导致漏电或者产生火花，对于这种情况在采购的时候一定要注意，要选取型号、规格都相同的碳刷，以保障电阻值在同一水平。（2）企业单位应该要加强监管，并加强对碳刷检查次数，如若发现有任何的异常要及时的处理。（3）在具体的工作中，可以借助一些现代化手段来对发电机的碳刷部位进行监测，如红外线测温仪装置等，在检测的过程中若是碳刷的电流有异常情况，偏小或者无电流的情况下为了不影响后续的工作，应及时联系维修人员来进行调整。若是调整以后电流值仍然达不到使用标准，那么就应该及时的跟换碳刷。此外，还应该保持刷架及刷柜的清洁，如若发现积垢，应将其及时的清除掉。

3.3加强电压动态监督，结合电压保护装置，维护电压稳定性

对于电气设备的运行，电压是故障产生的根源，一旦电压不稳定，会诱发很多方面的问题。因此，要对电压监控工作给予重视，动态掌握电压运行实际状况，一旦发生异常，要及时进行调整与更改。一般情况下，电压的稳定离不开电压保护装置的作用，一旦出现电压值超标现象，保护装置会立即启动，维持电压的平稳性，避免安全事故的发生，为电气设备稳定运行提供保障。

3.4配电箱故障解决措施

相关工作人员要根据配电箱所处环境的具体情况，在其周边配置一定的安全防护措施，避免因外界因素的影响造成配电箱的故障问题。比如，在野外野生动物活动频繁的地区，在配电箱的周围设置障碍物，以便将野生动物与配电箱进行隔离；对于配电箱受到人为频繁破坏的情况，要安排相关人员进行定期进行巡查和维护，并联系有关部门对这类盗窃行为进行严厉打击。

4结论

总结全文，清洁的电力能源在不断的输出，风力发电场也在不断的建设当中。风电场电气在运行过程中可能会出现各种各样的故障，从而导致事故的发生。为了减少这些故障，本文就对电气运行的基本构成、常见故障类型、应对维修的方法进行分析，通过上述的叙述，希望给同行提供借鉴。

参考文献：

[1]马广章，杨盼.电气和控制设备在风电机组中的检修研究[J].电子世界，2017（24）：198+200.