风电场电气运行常见故障及应对措施分析

　　摘要：风力发电是利用风力的动能，并将其进行转化处理，直接转变成为电力资源。风能具有丰富性、清洁性和可再生的特点，利用风能进行发电与新能源开发和节能减排等方面的工程目标有着高度的一致性。在风力发电系统当中容易出现电气运行故障问题，为了保障发电工序的顺利进行，需要针对风电场当中的电气运行常见故障问题加以分析，及时的找出有针对性的应对措施，在最大程度上减少电气设备故障问题的发生几率，保障风力发电作业的安全性和稳定性。

　　引言

　　随着可持续发展理念的推行，使清洁型能源建设得到了推广和使用，加快了风力发电场的建设进程，在科学技术水平日益提升的过程中，为了及时的解决风电场电气设备的故障问题，需要通过对常见故障类型加以分析，基于有效的应对措施对电气设备进行完善。

　　一、风电电气运行阶段的常见故障

　　（一）风电厂的集电线路常见故障

　　集电线路属于风力发电系统在运行阶段的重要电气设备类型，通过保障集电线路运行的稳定性与风机的利用效率、发电总量之间的直接关系。设计、施工以及投运维护等方面的因素，属于造成集电线路故障的主要原因，在涉及风电场的过程中，需要对设备的选型予以充分的考虑，从而实现对电器隐患问题的有效规避。由于风电场受到了恶劣自然环境条件的影响，从而不利于保障集电线路的安全性，并对各项生产作业的顺利开展带来了较大的安全隐患。不仅如此，若无法实现对设备投运阶段的有效维护和全面排查，则会在恶劣自然环境条件的影响下，导致集电线路当中的电气设备发生严重的故障问题。在风电场建设项目的初期阶段，当设计单位尚未针对风电场的所处地理环境以及实际的运行特点进行分析时，那么所选用的设备类型则会存在较大的偏差，将其进行投运之后不仅无法获得良好的线路杆塔抗风性能，还会导致风机变压器在运行阶段存在相应的故障问题，从而导致跌落开关被烧损，对风电系统运行的安全性造成直接影响。另外，当无法实现对施工质量的有效把控时，则会在集电线路被投入使用之后，引发设备跳闸、倒塔以及断线等故障问题的发生。

　　（二）风电电器设备中齿轮箱的常见故障

　　齿轮箱属于风电机组在运行阶段的关键机械部件，可以帮助风电机组专用型的过程中提高相应的转速，齿轮箱在风电机组的运行阶段具有重要作用，将由风力所产生的动力直接传递给发电机，从而获得与之相对应的转速。由于受到风轮机和发电机自身特点的影响，同时还会受到转动轴耦合情况以及润滑效果等因素的干扰，从而导致齿轮箱在实际的使用过程中，需要承受一定程度的静态和动态负荷，进一步引发了严重的故障问题。

　　（三）风力发电中发电机的常见故障

　　在使用发电机的过程中，将以旋转、带动形式为主的机械能进行转化，并转变成了电能，且以此类操作模式为主的发电机种类具有多样化的特点。当内部电器缺乏对称性，或者气息磁通连通环节受到了阻碍，甚至还会在电流谐波分量逐渐增加的过程中对异步电机带来效应的故障问题。现阶段大多数风力发电厂所使用的发电机属于双馈形式的步进电机，而此类电机在运行的过程中容易发生故障问题，并且通常处于转轴、定子和转子等区域。产生此类故障问题的原因，可能是由于线圈之间所存在的柔组出现了短路等情况所导致，或者定子绕组在连接过程中出现了异常等问题所引起。

　　二、应对风电电气运行常见故障的有效措施

　　（一）应对风电场集电线路故障问题的相关措施

　　为了逐步降低风电场集电线路故障问题的发生几率，并切实的保证集电线路在运行阶段的安全性和稳定性，需要从设计、施工、运行以及维护等多个不同的方面入手，加大对集电线路运行阶段的管理力度。首先，在设计风电场的过程中，需要针对施工现场所涉及到的地理环境以及自然气候条件加以分析，保障分析结果的详细性。在调查的过程中，还应对分析情况进行记录，利用充足的数据信息，在查证的过程中收集有效经验，从而选择适宜性电器设备类型，确保集电线路当中的电器设备能够满足相应的生产标准要求。其次，当集电线路顺利投入到运行阶段之后，还需要确保维护和检修作业的有效落实，以定期或者不定期的形式开展机电线路设备排查作业，针对设备当中可能会存在的安全隐患予以全面的排查，在完善故障排查维护方案的指导作用下，使各环节人员都能够明确掌握排查作业的具体内容，以严谨、认真、仔细的态度保障排查作业的有效性，及时的发现故障问题，并在处理的同时避免对集电线路造成不良影响。最后，在施工作业的实施阶段，还需要严格的按照设计图纸当中的标准规定顺利执行，避免出现随意更改施工方案内容的情况，确保各环节的施工作业都能够达到质量标准，在加大施工环节监理力度的基础上，切实的保障风电场集电线路施工队的安全性。需要注意的是，在大风季节或者特殊的自然环境条件影响下，应该加大对机电线路安全隐患问题的排查力度，保障机电线路当中各项电气设备在运行阶段的安全性、稳定性和可靠性。

　　（二）应对齿轮箱常见故障问题的相关措施

　　通过对齿轮箱所发生的常见故障问题进行分析可以看出，在大多数情况下可以利用合理、有效的应对措施进行处理，实现对安全故障问题的有效规避。通过对齿轮箱当中所出现的故障问题进行分析，为了加大对此类故障的控制力度，需要确保各项防范操作的有效落实，并明确掌握故障防范措施制定的重要作用。不仅如此，还需要结合实际情况，将检查工作划分成为外观检查和仪器检查等两种不同的部分，从而保障齿轮箱各部件检查作业的全面性。为了确保齿轮箱能够处于正常稳定的运行状态，需要以实时化的形式对齿轮箱检查作业予以监控，并定期对齿轮箱的运行状况进行检查，从温度、清洁度、噪声、震动登记、轴承以及油液等方面的状况入手进行检查，保障检查作业的全面性。另外，还可以通过对离线式滤油装置的安装，通过对润滑油的过滤，以此来减少对润滑油所造成的污染程度，从而保证齿轮箱运行阶段的清洁性，进一步降低了轴承疲劳和磨损等故障问题的发生几率。

　　（三）风力发电中应对发电机故障的有效措施

　　为了确保发电机能够持续处于正常的运行状态，需要加大对安全故障问题的整体排查力度，保障安全保护作业的有效落实。首先，需要针对交流器的抗干扰能力进行设计，以定期或者不定期的形式对交流器当中所堆积的灰尘进行清理，避免受到此类杂质的影响，对交流器的运行效果造成干扰。除此之外，还可以在实际的检查过程中，加大对交流器的控制力度，避免交流企业持续处于超负荷的运行状态，在最大程度上降低超温和超压等问题的发生几率。其次，对于叶片故障问题来说，可以针对叶片的厚度和朝向进行分析，已逐步递增为基础，保障设计环节的合理性，从而切实的提高叶片整体结构的稳定性能，避免由于受到磨损和老化等问题的影响，从而导致叶片故障情况日益加剧。再次，加大对发电机故障问题的排查力度，确保日常维护和修复作业的有效落实，避免相关安全事故问题逐步扩大。最后，还需要加大对发电机组的保护力度。其中，对于发电机组容量不断增加的情况来说，需要针对此类情况采取有针对性的保护措施，并在多种不同类型保护方法共同作用下，避免发电机组受到了电磁的影响或者出现磨损等情况，从而引发相应的故障问题。

　　结语

　　在输出清洁型电力能源的过程中，加快了风力发电场等基础设施的建设进程，在风力发电成电气设备的运行阶段，容易产生多种不同类型的故障问题，从而导致安全事故时有发生。为了实现对此类安全故障得有效规避，需要针对风电场常见电气故障类型加以分析，明确掌握造成此类故障的相关原因，从而采取有针对性的维修和应对方法，确保风电场电器设备能够持续处于稳定运行状态。

　　参考文献：

　　[1] 彭宁. 风电场电气设备安全运行的管理维护对策研究[J]. 低碳世界,2020(11):132-133.

　　[2]唐书良.风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].通信电源技术,2020(04):226-227.

　　[3]杨明洙.风电场常见电气线路的故障与处理[J].2021(14):185-186.

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