风电场电气设备中风力发电机的运行维护策略

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhongtuo97
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  摘要:清洁能源的推广普及,进一步的促进了我国的风能地区的风力发电厂的扩建。因此,就风电场电气设备中风力发电机的运行维护对策开展深度探究,结合实际风力发电机运行过程中出现的故障问题,针对性的提出多种有效管理维护方式,并结合当前存在的多种管理维护问题进行其完善以及调整,从本质的风力发电机的运行维护管理体系中提出建议点,从而最大化降低风力发电机故障率。
  关键词:风电场电气设备;风力发电机;运行维护
  引言:
  力发电机的运行原理就是将风能转化为机械能,然后机械能会带动风力发电机的转子旋转,从而得到电能。风力发电机类型有很多,可以分为异步型、同步型、水平轴型以及垂直型四个类型。
  1.风场电气设备中风力发电机的运行维护现状
  1.1电压问题
  在35kV电压下,继电保护的瞬时过一流一段、过流二段、过流三段、零序过流一段、零序过流二段、零序过流三段、母线差动等保护有很大的问题,在过电瞬间如果出现了弧光短路时容易构成闭合回路,这种闭合电路会造成线路的短路,短时间内的短路会烧坏线路,继电保护组在短时间内未发生保护作用,在短时间内可能产生线路起火、爆炸等情况。弧光短路简单来说就是空气变成了通电的导体,造成线路短路,温度过高。短路原因有很多,一些是自然因素造成的,另外一些是人为因素造成的。自然因素如动物啃咬、长期的电化学腐蚀导致绝缘材料破损,环境潮湿降低了材料绝缘性能等;人为因素如日常维护检查不到位,没有几时发现绝缘破损的地方,使用不合格的线路产品降低了材料的绝缘等级等。一般人为因素造成的短路原因居多。
  1.2发电机振动异常
  发电机振动是评价电路质量的重要标志之一,因为要是太强烈的发电机振动会破坏发单机的稳定,导致发电机的大轴断裂,影响风电厂的安全生產,同时还会降低整个风电厂的经济效益。因此,发电厂势必要保持稳定的发电机振动。而出现发电机振动异常因素可能为发电机设计理念不符合电力厂加工技术要求,或者是发电机的零件部质量以及精度没有达到要求。当然,也有可能是发电机工作量太大,导致发电机出现振动异常现象。
  2.风电场电气设备中风力发电机的维护管理策略与运行发展方向
  2.1加强对电路的维护和诊断
  线路故障主要分为3种,三芯电缆中如果有芯线与地线相连了,其他两芯已经断路了,则会出现短路。如果集电线路出现故障时,需要检查保护继电保护组、风机、箱变。同时,也应该注意雷电暴雨天气对风机和电路的影响,在电气设备上应该加装避雷器,对可能突发的降雪霜冻天气应该采取适当的防范措施,在必要时可以采取停电方法进行融化,在需要融冰的线路上进行短线处理,产生局部高温,但在在操作过程中应该注意安全问题,操作过程应该配备专业的安全人员。在向线路输入电流时,变压器的出口必须配备低压保护装置,融冰线路的线径必须大于或等于短路线路和连接线路。另外,线路的在短路时通过的电流应该保持小于发电机的额定电流。在线路控制和检测、维护过程中应该严格遵守安全守则,按照电路规律进行操作。
  2.2—发电机叶片故障的处理措施
  发电机叶片故障一旦发生,机组就要停止运行风力发电机,然后迅速的进行发电机叶片的故障排除工作。如果没能有效排除发电机叶片故障,就要进行具体的风力发电机叶片的更换,进一步消除发电机叶片故障问题。但是这样风力发电厂的经济成本就会大幅度的提升。
  2.3风力发电机变流器运行异常的处理措施
  通过定期维修能够及时发现发电机存在的变流器运行故障,进而采取恰当的方法进行处理。由于风力发电机变流器运行异常的原因主要有散热不均,因此可对局部过热现象进行关注,对冷却风扇进行清洁、吹灰、打机油等维护保养工作。
  2.4发电机振动异常的处理措施
  在进行风力发电过程中,出现了异常振动噪声,那么其识别和消除振动噪声的位置不容忽视,应予以重视。如果传输系统出现了故障,那么应对温度和振动等情况进行相应的检查,防止问题的发生,并对已出现的故障进行及时处理,确保风力发电正常,满足相应的要求。
  2.5做好控制系统的稳定工作
  控制系统在工作中会受到其他因素的干扰,除了工程设计本身得到缺陷外,能够影响控制系统的可能是硬件设施,电源的配置、接地的地点、系统的输入端和输出端,这些硬件设置的安装都会影响控制系统,进行硬件配置时应该进行整体布局,采取合理的方案减少硬件问题对控制系统的影响。同时也应该减少其他干扰信号,对信号进行管理分类和识别,在未来风电场电气设备的发展中,应该设置闭环控制系统,通过处理输出的偏差数据来对系统进行调控,这种反馈调节系统可以根据统计记录风的速度、频率等物理量来分析数据,通过分析数据既可以达到控制设备的作用,又可以达到起到实现自动化管理。设置控制站,建立控制系统,把输出处理、输出处理等设备进行合理安置,构建好的控制站具有操作员功能,工程师功能,通信功能,通过开发建设这些控制技术,将在一定程度上减少人力资源。通过控制系统建立的电气控制系统可以根据不同的设备和不同的控制方法进行控制,如继电器接触器控制,触电控制,可编程控制等。电气控制系统考虑到运用的环境,应该尽量避免过于复杂,工程系统设计应该兼具安全、方便、简洁的特点。
  2.6培养理论与经验兼备的高技术人才
  相关专业型高技术高理论型的人才比较稀缺,特别是综合型专业,熟悉电力、热能、机械等领域的人才更是少之又少,企业可以适当的与校园专业进行对接,选拔优势的专业人才到企业进行实习,从机械的维护与运行开始接触,培养相关专业人才知识领域的深度的同时也应该注重实践操作能力。风力发电的维护成本高必要性强,决定了维护的重要性,加强职业道德建设,培养人才专业谨慎的职业素养,在进行设备检修时做到绝对的仔细认真。在培养理论与经验兼备的高技术人才的过程中,选拔出适合的管理人才,做好风力设备维护工作的规划,同时也能以身作则,用良好的职业态度强去影响刚进行业的新人,让严谨的工作作风始终成为该行业的优良风气。
  2.7从行业整体上提高风力发电设备的维护战略
  目前,光伏、风力发电存在非常大的不稳定性,我国依靠风力发电的总电量、发展趋势都需要仔细商榷,风力设备中小企之间存在不良的恶性竞争,中小风力发电设备应该朝大企业方向发展,走出相互制约的僵局,做好研发技术与维护技术的研究与投资。我国地域辽阔,高原地域与沿海地区具有非常大的风力自然资源,需要利用好地理位置的优势,进行风力设备的建设,这样才能提高风力设备的建设。虽然每年的风力发电总电量在提升,但从技术建设和机械维护层面上来讲,还需要国家重点扶持,每年我国风力发电设备也会因为维护不当,而造成机械设备的损耗。
  结束语
  我国的风电场电气设备中风力发电机的运行维护是风力发电事业中较为重要的环节,只有降低风力发电的损耗才能减少风力发电设备的维护成本,同时等于间接提高风力发电的工作效率。风力发电设备维护的工作人员应该不断总结工作经验,严格吸取教训,从不足中进行反思和改进。此外,风力发电设备的设计技术是风力发电的基础,未来风力设备的发展需要依赖成熟可靠的风力发电技术,在全球提倡可持续发展的环境下,风电场电气发电机最终会成为热门发电技术之一。
  参考文献
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