【摘要】风电场电气设备是由风力发电机组、箱式变压器、集电线路、主变压器以及配套的控制设备、无功补偿设备组成。但风电场电气设备运行中某些环节容易出现故障，比如机械摩擦过热、叶片损坏、齿轮故障、变压器故障等情况，因此，需要对这些电气设备进行管理与维护。本文分析了风电场电气设备运行常见故障以及风力发电运行管理机制中存在的问题，同时提出了风电场电气设备维护管理策略，从而保证风力发电的质量和效率。
【关键词】风电场；电气设备；安全运行；管理维护
1 风电场电气设备运行常见故障分析
1.1齿轮故障
风电场电气设备中的齿轮故障大部分是由人为疏忽因素造成的。如齿轮未定期检查，齿轮中出现个别齿轮断裂等，降低了传动性能，同时断裂的齿轮也有可能出现卡槽的现象；齿轮中出现金属腐蚀现象，在长期的运转中，齿轮不断被腐蚀磨损变得圆润缺少，导致传动滑 失；未及时补充润滑油或未定期更换润滑油或者使用劣质齿轮油，这些因素也容易造成齿轮故障。此外，齿面胶合也是齿轮运转中容易发生的常见现象，齿轮在长期高温运作下，齿轮间的润滑油流失，在高温高压的状态下，齿轮间会留下印迹，齿轮之间会相互“粘住”，印迹会破坏齿轮的形态，从而影响齿轮的运转与传递。齿轮故障是造成较大故障的前兆，做好齿轮故障的检修与防范，可以有效减少风电场电气设备的故障发生率。
1.2叶片磨损
叶片磨损的大多数原因可能来自于自然风或者阵风，自然风力会对较单薄的叶片边缘 形成一定的磨损。同时，机器运转时，内部的震荡也能引起叶片的磨损。根据以往的叶片磨 损情况，可以大致推测叶片的磨损情况，再针对磨损情况进行叶片护理和换修。一般 2 年的叶片可能会出现胶衣磨损、移位、脱落的情况，第 3 年的时候，叶片不经修理会出现大量胶衣脱离的情况，胶衣飞离伸出时会逐渐产生较大的阻力，该阻力也会加剧叶片的磨损程度。到了第 4 年时，叶片的胶衣会完全掉落，叶片的防水防腐蚀功能会完全丧失，也不能起到很好的防止雷击的作用。到第 5、6 年的时候，叶片已经严重损坏，在无人管理的情况下可能会因为其他诱发因素发生各种事故，例如如图1所示，叶片断裂等。
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图1 风力发电机叶片断裂
1.3发电机故障问题
发电机机器设备可能存在交流器超负荷运行的状态，在年久未更新的情况下容易造成 机器超高温、短路、超压等情况，发电机组也很容易受电磁干扰。目前，发电机的设计也并 未达到完全高效转化能量的效果，发电机的叶片长度和叶片厚度可以影响发电机的工作效率和工作时长。叶片的材质也能够影响能量转化的效率，抗震防腐的材质可以提高叶片的使用寿命。
2 风力发电运行管理机制中存在的问题
2.1缺乏专业型人才，技术人员工作觉悟不高
目前我国的风电场电气设备相关专业人才较少，从事风力发电相关的技术工作人员基 本为电气、机械、热能、自动控制等专业出身，而综合性人才更是稀有难求。由于涉及到机械、电路操作方面的问题，技术工作人员需要很强的安全意识，同时也应该具有严谨的工作作风，只有将工作的内容进行细致化、定期化，才能避免某些事故的发生，避免风力发电技术和设备在运用中产生不必要的损失。但是，目前很多的从业人员缺乏责任意识，思想觉悟不高，在工作中存不能严谨、认真、负责，导致风电场电气设备运行出现问题。
2.2运行维护管理制度不完善
风电场电气设备运行维护的现状是管理松懈、制度欠缺。对于现行的运行与维护没有一个完善的记录体系，每一次维修过程无法做到及时记录，后面的维修人员无法查找设备的故障记录及相关处理措施。这给后期的维修人员带来较大障碍，也无形中增加了不少工作量；另外，没有一个维修体系可供参考，无法找准设备的最佳维护间隔期，过长或过短的维修保养间隔，既增加了设备运行的风险，又增加了维护保养成本；最后，维护管理制度的不完善也增加了部门领导管理工作的难度，管理人员无法明确维修人员工作是否到位，没有一个制度作为依托，工作界定也就很模糊，运行设备状况的好坏无法归责于工作人员工作的到位与否，从而也就无法做到奖惩分明。
2.3风电场电气设备管理维护的资金不够
风电场电气设备维护是一个需要长期维护和管理的问题，我国风电场电气设备的设置范围比较广泛，设备不能得到统一管理，同时电气设备的型号种类比较多，在调配修理维护时，不容易马上调配到合适的值班人员。另外。风电场电气设备的所在地区非常偏僻，物资设备运输比较艰难，在需要设备和零件需要换新时，不能马上得到材料，在统计上报过程中也会耽搁一定的时间。由于风电场电气设备前期巨大资金的支出，使得设备后期维护中资金匮乏。这往往容易造成风电场电气设备的事故，由于缺乏维护也将加剧设备的老化和损坏度。
3 风电场电气设备维护管理策略
3.1 定期对设备进行润滑油和清洁的处理
电气设备的叶片根部、齿轮等方面都需要进行润滑油处理，维修护理人员应该定期对根部、齿轮的部分进行检测和护理，将不同时间安装的叶片做好维护登记、编号，每次根据叶片已经使用的时间进行不同程度的维护，主要通过观察法判断机械磨损的程度。在进行维护工作交接时，应该将之前登记的维护情况进行妥善保存，便于备查。同时，也需要对齿轮、闸垫等部件进行适当的清理，在看见出现污垢渣尘不要大意，应该检查渣尘的来源，并根据滑油中的渣尘判断机械零件的磨损状况，在确保无重大问题之后，对滑油进行清理与更换，并记录好更换日期。
3.2 加强对电路的维护和诊断
在风电场电气设备检测中对线路的检测非常重要，可以采用单元分割法进行线路的检 测。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。
3.3完善运行维护制度
良好的制度是事物稳定发展的保障，同理，风电场电气设备的运行维护也需要有一个好的制度作为支撑。因此需要完善运行维护制度，做好维护记录、权责分明、制定奖惩体系。同时为保证运行维护管理制度可以对风电场电气设备的运行状态做好有效的监管，在进行制定时需要体现人性化的特点。一味利用制度约束工作人员的行为会使其产生逆反心理。因此，需要与思想教育工作相结合，使工作人员的安全意识提高，让员工能够对管理条例做到自觉遵守，从而保证规范化作业。
3.4 培养理论与经验兼备的高技术人才
风力发电行业相关专业型高技术高理论型的人才比较稀缺，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深度的同时也提高实践操作能力。同时需要加强职业道德建设，在进行设备检修时做到绝对的仔细认真，从而提高设备运行的安全性。
4结语
综上所述，做好风电场电气设备的管理与维护将有效延长风电场电气设备的使用寿命，减少运行成本，提高经济效益。相关工作人员必须要高度重视电气的管理与维护工作，加大运行维护管理力度，从而使故障发生的几率降低，促进风力发电行业的进一步发展。
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论文作者:潘陆华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/9
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