风电场风电机组中风力发电机的运行维护

2020-01-18黄天宇华电福建风电有限公司

环球市场 2020年29期

黄天宇华电（福建）风电有限公司

高科技技术的快速发展使得我国各行业有了新的发展空间，为我国经济建设贡献力量。近年来，随着国家对新能源开发和利用的高度重视，我国风电产业迅速发展，而风力发电机的运行维护是风力发电机中的重要工作。

一、建立健全发电机运行管理制度

完善的制度，则是发电机良好运行的保障。一套健全的、完整的管理制度应当包括以下内容：一是落实责任，明确每一个人的工作职责，同时这也会将整个团队的维护、检修水平提升至一个新的高度。二是设备的定期更换，以保证设备的性能不被这个社会淘汰。三是积极引进优秀人才、引入前沿的故障检测技术，以提高整个检修队伍的水平，提高维护、检修的质量。

二、双馈风力发电机轴电流腐蚀防护

方案一：根据轴电流产生的原理，抑制轴电流产生。在变流器输出端，加装dv/dt 电感、dv/dt 滤波器、正弦波滤波器和共模电抗器等，变流器采用特殊的调制算法或共模滤波器。方案二：阻断其形成回路。常见的方式有采用绝缘轴承、低阻抗油脂、陶瓷混合轴承和绝缘耦合等。方案三：引流，通过接地形式把高频电流导入地下，从而保护轴承。较常见的方法是采用碳刷接地。方案一中的抑制高次谐波的方案由变流器厂家加以实施，改造费用较高。方案二提出的阻断其回路的方法则较容易实施，但是效果有限。因为绝缘轴承和绝缘端盖相当于一个电容，绝缘端盖和绝缘轴承并不能完全阻断其高次谐波的导通。方案三中的接地电刷对轴电流有直接导出作用（其路径为：转轴—接地电刷—端盖—机座—地），可随时将发电机转轴上的静电荷引向大地，使其绕开轴承，如此便可大幅减小甚至消除流过轴承的电流。

三、模具设计

对风电主轴法兰部的技术要求及金属流动方向进行分析研究，以降低锻件的锻造余量，使锻件的金属纤维流向更加合理同时使法兰部中心得到压实。模具型腔的圆角及拔模斜度设计直接影响到充型效果及应力分布状况。通常情况下锻模圆角越大应力集中效应越弱，即增大锻模圆角有利于改善模具应力分布和应力值，避免在充填过程中模具产生裂纹；另一方面增大模具圆角还可以降低材料流动的阻力，更有利于材料充满型腔。根据有限元模拟分别选取拔模斜度为4°、底部圆角为R40mm、法兰根部圆角为R250mm，可实现法兰部分坯料充满型腔并且有效缓解模具在此部位的应力集中。

四、风力发电器的仿拟验证分析与探讨

创设风力发电机故障的模拟平台，要想对所有类别故障的诊断算法开展实验，就需要在开展故障信号模拟的同时，开展风力发电机事故的监测和诊视。实验台可以模拟很多故障，例如传动系机械的不正常运作、发电机的定子绕组短路事故等。创设的风力发电机可以模仿很多事故，其中有定子绕组匝间短路事故、定子不平衡和转子不平衡现象，因为这一实验模仿平台有一个感应的发电机是滑环双馈式的绕线感应发电机。定子和转子会出现一些故障，可以通过双馈型的风力发电机故障模拟实验平台来开展模拟实验，采用和实际运行的双馈发电机差不多的结构，同时，可以人为进行控制。

五、有限元分析

利用有限元分析软件对叶根和浆叶连接螺栓组的受力情况进行有限元分析，运行中叶根因受到中心弯矩的作用，使得叶根处一端受拉另一端受压，这种受载方式使叶根出现受拉、压两端处的应力值较大，中间处应力值较小。浆叶螺栓组中受力最大的连接螺栓出现的位置与叶根受力最大处位置相一致，即180°区域，这是因为在未施加弯矩和轴向力之前，连接螺栓组在预紧力作用下，叶根与变桨轴承紧密贴合，而叶根在施加了集中轴向力与中心弯矩以后，叶根受拉一侧（180°）发生拉伸形变，而此处的连接螺栓也跟着被拉伸，应力值增大，受压一侧（0°）的叶根被压缩，连接螺栓被放松，此处的应力值相对受拉一侧减小。双头螺柱受力最大位置出现在180°区域的螺柱头与螺杆交界处的第一螺纹处。

六、定期维护

1.整机维护。在对发电机定期维护之余，进行必要的整机维护，以延长发电机的使用寿命。定期清理发电机的尘土、锈迹，从而保持发电机的清洁，减少不必要的故障发生。同时也需要对垫圈、螺栓等紧固件的接连情况作出检查、对绝缘电阻作出检查、对连接电缆的绝缘性能做好检查，保证其能满足实际工作的需要。2.进行轴承与润滑系统的维护。及时定量地补充润滑油，防止发电机被烧坏。3.定子、转子的绕组维护。根据发电机的运行规律，对发电机的定子、转子进行维护。首次启动的或是长时间停机后启动的发电机，每年进行一次绝缘电阻的测试即可，出现故障后再对其他的进行测试。对发电机进行定期检修，可以让设备长时间保持良好的工作状态，延长发电机的使用寿命，让它发挥更多的本领，创造更多的能源。