风力发电设备安全管理与运行维护分析

　　摘要：目前全球环境问题日益加剧，为了缓解这种情况，世界各国都开始进行能源改革，通过使用新能源替代传统的煤炭等化石能源。其中风力发电作为一种环保能源，在发电过程中不会对环境造成污染，而且也不会排放有害气体，因此每年风力发电的装机容量都在增加。面对如此多数量的风电设备，相关的安全管理与运行维护工作就十分重要，因此本文针对风电设备的安全管理与运行维护进行分析，提出相关指导意见，对风电企业的日常工作开展有一定指导意义。

　　随着人类社会的发展，越来越多的能源被开发出来。但目前的能源结构中，使用的能源还是以化石能源居多，化石能源不仅不能再生，而且在使用过程中还会对环境造成较大污染，最明显的就是全球的温室效应变得越来越严重。为了保护环境，世界各国都在降低化石能源的使用量，提高清洁能源的使用占比。风力发电由于其绿色无污染的特点，已经应用多年。而风力发电的实际应用效率与风电设备的性能以及其运行状态有关，因此风电企业的日常工作应该着重关注风电设备的安全管理与运行维护，确保风电设备的运行效率，从而能够为电网输送稳定可靠的电能。

　　1.风力发电设备安全运行现状

　　风力发电设备主要安装在高原或者沿海等多风地区，区域的气候与地理特征会对风力发电设备的实际运行效率产生较大影响。而且风力发电基站采用的是单一离散式与全线集控式模式，风电设备在运行过程中既要利用气候与地理环境，同时还要克服气候与环境带来的不利影响，从而对风电设备的运行维护和管理工作提出了较高的要求。

　　风力发电设备在运行时，通过风轮完成风能向机械能的转化，利用传动系统连接到发电机组上，发电机组则将机械能转化为电能，完成风力发电过程。整套设备由风轮、叶片、发电机组等多部分设备组成，而地理环境与气候会对其中的某些设备造成较为严重的影响。比如在风雪天气，叶片和风轮会出现冰冻现象，导致设备不能够正常运转甚至停机，不能保证供电的连续性，并且会对风电设备的使用寿命产生较大影响。

　　此外，风电设备的安全管理与运行维护工作需要较强的专业知识，但相关技术人员的综合能力不够，并且缺乏完善的工作制度，导致在工作的实际操作过程中不够规范，对管理维护工作不够重视，面对复杂环境下的工作缺乏积极主动的精神，在暴风雪天气中尤为明显，从而导致风电设备不能及时供电，从而对整个电网的运行产生影响。

　　2.风力发电设备常见故障及措施

　　2.1 气候和地理环境影响

　　风力发电厂在建设前需要根据区域的风力大小进行选址，一般都建设在高海拔或者沿海等人烟稀少的区域。但沿海地区的台风暴雨、高原地区的暴风雪会对风力发电设备造成较大威胁，过强的气流会破坏风电设备的叶片和风轮，从而使风电设备的使用时间明显下降。并且长期处于这种环境还会腐蚀风电设备，使设备的结构强度下降，导致风电设备的发电稳定性减弱。

　　在风电设备的安全管理与运行维护工作中，需要定期对设备的叶片、风轮等金属构件进行检查，查看是否存在锈蚀以及形变等问题，并且根据根据发电机组的电力输出功率分析环境影响的具体强度，而对于恶劣天气到来之前应提前完成这些工作，保证设备不会再恶劣天气中损坏。此外，还需要对设备安装区域的环境以及气候进行充分调研，从而确定合适的材料或设备，降低环境因素对整个风力发电系统的影响。

　　2.2 风力发电机运行维护

　　风力发电基站中最关键的设备是风力发电机，风力发电机的运行状态对发电质量有直接影响，因此需要定期对设备进行维护检修，及时发现隐患及故障，降低出现故障的概率，保证风力发电机能够稳定运行，确保供电质量。风力发电机结构相对复杂，常见故障主要有：传动部件间阻力较大，传动不畅；连接螺栓在长时间工作状态下出现松动或者断裂情况；液压系统出现泄漏；电气元件以及传感器出现问题，响应不够灵敏。

　　风电设备在进行定期维护时，应列出维护清单，清单中的内容应包括对传动部件润滑情况以及连接螺栓的紧固情况进行检查，同时还要对液压系统、相关电器元件等进行测试，保证能够正常运行。检修工作在执行过程中禁止走形式，应对检修清单中所列内容进行仔细检查，如果发现问题应及时解决处理。如果风电设备在运行过程中出现紧急故障，相关技术人员应及时到场进行排查解决，通过对设备的具体表现情况对故障原因进行初步判断，之后将设备关停进行进一步的检修，更换维修损坏的零部件。同时对于电路中的接线、接线端子的连接情况进行检查，并分析环境因素对电控系统所造成的的影响。对于风电设备中的易损件和消耗件，基站内应备有充足配件，或者检修人员应随身携带部分零件，从而能够对设备进行快速检修。完成检修工作后，对故障点以及解决方式应进行及时进行清晰的记录，并对检修现场进行清理，保证设备工作现场的环境整洁。

　　2.3 变频器运行维护

　　风力发电设备中的电控设备是变频器，如果风力较小，风轮的转速达不到要求，变频器就会将电网中的交流电转化为直流电存储到基站电容中，之后再转变成交流电输送到发动机的转子当中；反过来也是同样的原理。变频器的使用能够对电能进行优化，实现可变桨调节。变频器的常见故障主要有：电流故障、过载故障以及温度故障等，不过因为变频器的类型较多，因此故障代码不一样，导致具体的解决方案也有所不同。如果检修人员对变频器不够了解，会导致整个故障排查的时间较长，从而对风电机组的供电质量有所影响。

　　以排查温度故障为例，如果风力发电机并网之后冷风扇不转、冷却循环泵没有压力，出现故障代码时，能够初步判定原因为变频器的温度超高规定值。可以按照以下两种方法进行解决：（1）检查冷却风扇的风叶是否出现损坏，并对电机的电源进行检查，查看是否存在欠压的问题。（2）对冷却循环泵的电机以及密封性进行检查。其中冷却液散热片损坏、冷却电机没有电力供应、电机内部损坏等是常见故障。在确定故障原因之后，及时的将原来的散热片或者电机替换，并且对供电电源进行冗余处理。

　　3.风力发电设备的安全管理

　　随着风力发电技术的不断发展，风力发电设备的结构与技术也变得越来也复杂，使风电企业的工作人员不能够得以全面掌握，并且由于安全管理的意识不够，专业技能不强等原因，使得安全管理工作存在较多问题。为了改变这种现状，企业应该对工作人员进行专业的技术培训与教育工作，完善与风电管理工作相关的各项规章制度，制定作业指导书，建立整套的安全管理体系。对于常见的故障和应用问题，通过组织相关专业人员进行分析探讨，制定具体的解决方案，提高解决问题的速度，从而提升安全管理工作的整体效率。

　　4.结语

　　风电发电设备作为风力发电系统中的重要组成部分，需要确保其运行的稳定性。通过开展具体的安全管理与运行维护工作，能够实现快速诊断与快速维修的目标。同时严格执行作业指导书中的相关内容，从而确保风力发电设备在线运行的可靠性，保证电网供电的稳定性，为社会经济的发展提供安全可靠的电能。

　　参考文献：

　　[1]李乃佳.对风电场电气设备中风力发电机的运行维护分析[J].电子制作,2014(12):190-191.

　　[2]董晓晨.风力发电设备安全管理与运行维护[J].现代制造技术与装备,2020(01):163+169.

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