文/張媛

風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備是由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、箱式變壓器、集電線路、主變壓器以及配套的控制設(shè)備、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。目前我國(guó)主要的任務(wù)就是對(duì)這些構(gòu)成設(shè)備進(jìn)行管理與維護(hù)，風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備某些環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)故障，比如機(jī)械摩擦過(guò)熱、葉片損壞、齒輪故障、變壓器故障等情況，這些都是風(fēng)場(chǎng)電氣設(shè)備中的常見(jiàn)問(wèn)題。做好常見(jiàn)問(wèn)題的維護(hù)與保養(yǎng)，將有效延長(zhǎng)風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的使用壽命，減少運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 風(fēng)場(chǎng)電氣設(shè)備中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)現(xiàn)狀

1.1 電壓?jiǎn)栴}

在35kV 電壓下，繼電保護(hù)的瞬時(shí)過(guò)一流一段、過(guò)流二段、過(guò)流三段、零序過(guò)流一段、零序過(guò)流二段、零序過(guò)流三段、母線差動(dòng)等保護(hù)有很大的問(wèn)題，在過(guò)電瞬間如果出現(xiàn)了弧光短路時(shí)容易構(gòu)成閉合回路，這種閉合電路會(huì)造成線路的短路，短時(shí)間內(nèi)的短路會(huì)燒壞線路，繼電保護(hù)組在短時(shí)間內(nèi)未發(fā)生保護(hù)作用，在短時(shí)間內(nèi)可能產(chǎn)生線路起火、爆炸等情況。弧光短路簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是空氣變成了通電的導(dǎo)體，造成線路短路，溫度過(guò)高。短路原因有很多，一些是自然因素造成的，另外一些是人為因素造成的。自然因素如動(dòng)物啃咬、長(zhǎng)期的電化學(xué)腐蝕導(dǎo)致絕緣材料破損，環(huán)境潮濕降低了材料絕緣性能等；人為因素如日常維護(hù)檢查不到位，沒(méi)有幾時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣破損的地方，使用不合格的線路產(chǎn)品降低了材料的絕緣等級(jí)等。一般人為因素造成的短路原因居多。

1.2 齒輪故障

風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備中的齒輪故障大部分是由人為疏忽因素造成的。如齒輪未定期檢查，齒輪中出現(xiàn)個(gè)別齒輪斷裂，降低了傳動(dòng)性能，同時(shí)斷裂的齒輪也有可能出現(xiàn)卡槽的現(xiàn)象；齒輪中出現(xiàn)金屬腐蝕現(xiàn)象，在長(zhǎng)期的運(yùn)轉(zhuǎn)中，齒輪不斷被腐蝕磨損變得圓潤(rùn)缺少，導(dǎo)致傳動(dòng)滑失；未及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油或未定期更換潤(rùn)滑油，或者使用劣質(zhì)齒輪油，這些因素也容易造成齒輪故障。此外，齒面膠合也是齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)中容易發(fā)生的常見(jiàn)現(xiàn)象，齒輪在長(zhǎng)期高溫運(yùn)作下，齒輪間的潤(rùn)滑油流失，在高溫高壓的狀態(tài)下，齒輪間會(huì)留下印跡，齒輪之間會(huì)相互“粘住”，印跡會(huì)破壞齒輪的形態(tài)，從而影響齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)與傳遞。齒輪故障是造成較大故障的前兆，加強(qiáng)做好齒輪故障的檢修與防范，可以有效減少風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的故障發(fā)生率。

1.3 葉片磨損

葉片磨損的大多數(shù)原因可能來(lái)自于自然風(fēng)或者陣風(fēng)，自然風(fēng)力會(huì)對(duì)較單薄的葉片邊緣形成一定的磨損。同時(shí)，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)部的震蕩也能引起葉片的磨損。根據(jù)以往的葉片磨損情況，可以大致推測(cè)葉片的磨損情況，再針對(duì)磨損情況進(jìn)行葉片護(hù)理和換修。一般2年的葉片可能會(huì)出現(xiàn)膠衣磨損、移位、脫落的情況，第3年的時(shí)候，葉片不經(jīng)修理會(huì)出現(xiàn)大量膠衣脫離的情況，膠衣飛離伸出時(shí)會(huì)逐漸產(chǎn)生較大的阻力，該阻力也會(huì)加劇葉片的磨損程度。到了第4年時(shí)，葉片的膠衣會(huì)完全掉落，葉片的防水防腐蝕功能會(huì)完全喪失，也不能起到很好的防止雷擊的作用。到第5,6年的時(shí)候，葉片已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞，在無(wú)人管理的情況下可能會(huì)因?yàn)槠渌T發(fā)因素發(fā)生各種事故。

1.4 發(fā)電機(jī)故障問(wèn)題

發(fā)電機(jī)機(jī)器設(shè)備可能存在交流器超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，在年久未更新的情況下容易造成機(jī)器超高溫、短路、超壓等情況，發(fā)電機(jī)組也很容易受電磁干擾。目前，發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)也并未達(dá)到完全高效轉(zhuǎn)化能量的效果，發(fā)電機(jī)的葉片的長(zhǎng)度和葉片的厚度可以影響發(fā)電機(jī)的工作效率和工作時(shí)長(zhǎng)。葉片的材質(zhì)也能夠影響能量轉(zhuǎn)化的效率。抗震防腐的材質(zhì)能夠提高葉片的使用壽命。流暢科學(xué)的設(shè)計(jì)往往能夠減少風(fēng)力的阻力，同時(shí)，維護(hù)發(fā)電機(jī)正常工作，需要耗費(fèi)一定的人力和物力，在管理成本上會(huì)有一定的支出，這對(duì)風(fēng)電場(chǎng)電氣發(fā)電系統(tǒng)的整體管理上帶來(lái)一定的壓力，部分風(fēng)電場(chǎng)電氣發(fā)電的私人能源公司為了節(jié)約管理成本，時(shí)常不能定期對(duì)電氣組設(shè)備的日常檢修和查看。

2 風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行管理機(jī)制中存在的問(wèn)題

2.1 缺乏專業(yè)型人才

目前我國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備相關(guān)專業(yè)人才較少，從事風(fēng)力發(fā)電相關(guān)的技術(shù)工作人員基本為電氣、機(jī)械、熱能、自動(dòng)控制等專業(yè)出身，而綜合性人才更是稀有難求。風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備大多數(shù)在遠(yuǎn)離市區(qū)的偏遠(yuǎn)處，地理位置“與世隔絕”，逢年過(guò)節(jié)需要值班，進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的維護(hù)，部分相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生由于難以忍受艱苦的工作環(huán)境而選擇離崗、轉(zhuǎn)崗，另外，由于部分初級(jí)技術(shù)工作人員的技術(shù)專業(yè)性不強(qiáng)，相應(yīng)的工資待遇并不豐厚，也就造成了風(fēng)力發(fā)電相關(guān)事業(yè)的人才流失率較高，人才上升的階梯比較陡峭，這對(duì)風(fēng)電場(chǎng)電氣事業(yè)的發(fā)展具有很大的阻撓。

2.2 技術(shù)人員工作覺(jué)悟不高

由于涉及到機(jī)械、電路操作方面的問(wèn)題，技術(shù)工作人員需要很強(qiáng)的安全意識(shí)，同時(shí)也應(yīng)該具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，只有將工作的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致化、定期化，才能避免某些事故的發(fā)生，避免風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和設(shè)備在運(yùn)用中產(chǎn)生不必要的損失。風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)器從設(shè)計(jì)、施工到安裝都需要嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行，失之毫厘謬以千里，工作人員應(yīng)該持以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待。在節(jié)假日期間應(yīng)該安排工作人員進(jìn)行輪班值崗，對(duì)于未能及時(shí)放假的工作人員應(yīng)該給予人文關(guān)愛(ài)，技術(shù)維護(hù)人員崗位的新生力量比較薄弱，應(yīng)該加強(qiáng)關(guān)于工作思想的培養(yǎng)，正確認(rèn)識(shí)維護(hù)工作的職責(zé)，提高技術(shù)和設(shè)備維護(hù)人員的思想覺(jué)悟。定期對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，在不斷鞏固人員電氣設(shè)備運(yùn)用與維護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，讓其了解最前沿的技術(shù)方向，為后期技術(shù)升級(jí)做準(zhǔn)備。

2.3 運(yùn)行維護(hù)管理制度不完善

良好的制度是事物穩(wěn)定發(fā)展的保障，同理，風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)也需要有一個(gè)好的制度作為支撐。然而，風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的現(xiàn)狀是管理松懈、制度欠缺。如，對(duì)于現(xiàn)行的運(yùn)行與維護(hù)沒(méi)有一個(gè)完善的記錄體系，每一次維修過(guò)程無(wú)法做到及時(shí)記錄，各個(gè)維修時(shí)間點(diǎn)的記錄也都是混亂的，后面的維修人員無(wú)法查到前面人員的維修狀態(tài)，無(wú)法查找設(shè)備的故障記錄及相關(guān)處理措施。這給后期的維修人員帶來(lái)較大障礙，也無(wú)形中增加了不少工作量；另外，沒(méi)有一個(gè)維修體系可供參考，無(wú)法找準(zhǔn)設(shè)備的最佳維護(hù)間隔期，過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短的維修保養(yǎng)間隔，既增加了設(shè)備運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，又增加了維護(hù)保養(yǎng)成本；最后，維護(hù)管理制度的不完善也增加了部門領(lǐng)導(dǎo)管理工作的難度，管理人員無(wú)法明確維修人員工作是否到位，沒(méi)有一個(gè)制度作為依托，工作界定也就很模糊，運(yùn)行設(shè)備狀況的好壞無(wú)法歸責(zé)于工作人員工作的到位與否，從而也就無(wú)法做到獎(jiǎng)懲分明。

2.4 風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備管理維護(hù)的資金不夠

風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備維護(hù)是一個(gè)需要長(zhǎng)期維護(hù)和管理的問(wèn)題，我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的試運(yùn)行地區(qū)一般在沿海南方和海拔較高的地區(qū)，風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的設(shè)置范圍比較廣泛，設(shè)備不能夠得到統(tǒng)一管理，同時(shí)電氣設(shè)備的型號(hào)種類比較多，在調(diào)配修理維護(hù)時(shí)，很不容易可以馬上調(diào)配到合適的值班人員。另外。風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的所在地區(qū)非常偏僻，物資設(shè)備運(yùn)輸上比較艱難，在需要設(shè)備和零件需要換新時(shí)，不能馬上得到材料，在統(tǒng)計(jì)上報(bào)過(guò)程中也會(huì)耽擱一定的時(shí)間，這對(duì)風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的維護(hù)和管理上帶來(lái)不利的的影響。此外，風(fēng)力的密度也不是很大，大部分風(fēng)能只是間歇性的，不能夠長(zhǎng)期達(dá)到穩(wěn)定的發(fā)電狀態(tài)，在收集的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程中，消耗大，獲能小，部分能量只能用來(lái)公路照明等，能夠真正利用大力發(fā)展的電能極少。由于風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的前期巨大資金的支出，使得設(shè)備后期維護(hù)中資金匱乏。這往往容易造成風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的事故，由于缺乏維護(hù)也將加劇設(shè)備的老化和損壞度。

3 風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的維護(hù)管理策略與運(yùn)行發(fā)展方向

3.1 定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行潤(rùn)滑油和清潔的處理

潤(rùn)滑油之于機(jī)械設(shè)備就像沙漠綠洲的水之于旅途中的駱駝，只有定時(shí)定量進(jìn)行潤(rùn)滑油的護(hù)理，才能減少機(jī)械的磨損，提高風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)作效率。目前葉片根部、齒輪等方面都需要進(jìn)行潤(rùn)滑油處理，維修護(hù)理人員應(yīng)該定期對(duì)根部、齒輪的部分進(jìn)行檢測(cè)和護(hù)理，將不同時(shí)間安裝的葉片做好維護(hù)登記、編號(hào)，每次根據(jù)葉片已經(jīng)使用的時(shí)間進(jìn)行不同程度的維護(hù)，主要通過(guò)觀察法判斷機(jī)械磨損的程度。在進(jìn)行維護(hù)工作交接時(shí)，應(yīng)該將之前登記的維護(hù)情況進(jìn)行妥善保存，便于備查。同時(shí)，也需要對(duì)齒輪、砸盤和閘墊等部件進(jìn)行適當(dāng)?shù)那謇?，在看?jiàn)出現(xiàn)污垢渣塵不要大意，應(yīng)該檢查渣塵的來(lái)源，并根據(jù)滑油中的渣塵判斷機(jī)械零件的磨損狀況，在確保無(wú)重大問(wèn)題之后，對(duì)滑油進(jìn)行清理與更換，并記錄好更換日期。

3.2 加強(qiáng)對(duì)電路的維護(hù)和診斷

在風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備檢測(cè)中對(duì)線路的檢測(cè)非常重要?？梢圆捎脝卧指罘ㄟM(jìn)行線路的檢測(cè)。根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)和線路特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行劃分，一般可以劃分為電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等。線路故障主要分為3 種，三芯電纜中如果有芯線與地線相連了，其他兩芯已經(jīng)斷路了，則會(huì)出現(xiàn)短路。如果集電線路出現(xiàn)故障時(shí)，需要檢查保護(hù)繼電保護(hù)組、風(fēng)機(jī)、箱變。同時(shí)，也應(yīng)該注意雷電暴雨天氣對(duì)風(fēng)機(jī)和電路的影響，在電氣設(shè)備上應(yīng)該加裝避雷器，對(duì)可能突發(fā)的降雪霜凍天氣應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)姆婪洞胧?，在必要時(shí)可以采取停電方法進(jìn)行融化，在需要融冰的線路上進(jìn)行短線處理，產(chǎn)生局部高溫，但在在操作過(guò)程中應(yīng)該注意安全問(wèn)題，操作過(guò)程應(yīng)該配備專業(yè)的安全人員。在向線路輸入電流時(shí)，變壓器的出口必須配備低壓保護(hù)裝置，融冰線路的線徑必須大于或等于短路線路和連接線路。另外，線路的在短路時(shí)通過(guò)的電流應(yīng)該保持小于發(fā)電機(jī)的額定電流。在線路控制和檢測(cè)、維護(hù)過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格遵守安全守則，按照電路規(guī)律進(jìn)行操作。

3.3 做好控制系統(tǒng)的穩(wěn)定工作

控制系統(tǒng)在工作中會(huì)受到其他因素的干擾，除了工程設(shè)計(jì)本身得到缺陷外，能夠影響控制系統(tǒng)的可能是硬件設(shè)施，電源的配置、接地的地點(diǎn)、系統(tǒng)的輸入端和輸出端，這些硬件設(shè)置的安裝都會(huì)影響控制系統(tǒng)，進(jìn)行硬件配置時(shí)應(yīng)該進(jìn)行整體布局，采取合理的方案減少硬件問(wèn)題對(duì)控制系統(tǒng)的影響。同時(shí)也應(yīng)該減少其他干擾信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行管理分類和識(shí)別，在未來(lái)風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的發(fā)展中，應(yīng)該設(shè)置閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)處理輸出的偏差數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，這種反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)記錄風(fēng)的速度、頻率等物理量來(lái)分析數(shù)據(jù)，通過(guò)分析數(shù)據(jù)既可以達(dá)到控制設(shè)備的作用，又可以達(dá)到起到實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。設(shè)置控制站，建立控制系統(tǒng)，把輸出處理、輸出處理等設(shè)備進(jìn)行合理安置，構(gòu)建好的控制站具有操作員功能，工程師功能，通信功能，通過(guò)開(kāi)發(fā)建設(shè)這些控制技術(shù)，將在一定程度上減少人力資源。通過(guò)控制系統(tǒng)建立的電氣控制系統(tǒng)可以根據(jù)不同的設(shè)備和不同的控制方法進(jìn)行控制，如繼電器接觸器控制，觸電控制，可編程控制等。電氣控制系統(tǒng)考慮到運(yùn)用的環(huán)境，應(yīng)該盡量避免過(guò)于復(fù)雜，工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該兼具安全、方便、簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)。

3.4 培養(yǎng)理論與經(jīng)驗(yàn)兼?zhèn)涞母呒夹g(shù)人才

風(fēng)力發(fā)電行業(yè)目前在市場(chǎng)上屬于比較小眾的行業(yè)，相關(guān)專業(yè)型高技術(shù)高理論型的人才比較稀缺，特別是綜合型專業(yè)，熟悉電力、熱能、機(jī)械等領(lǐng)域的人才更是少之又少，企業(yè)可以適當(dāng)?shù)呐c校園專業(yè)進(jìn)行對(duì)接，選拔優(yōu)勢(shì)的專業(yè)人才到企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)，從機(jī)械的維護(hù)與運(yùn)行開(kāi)始接觸，培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人才知識(shí)領(lǐng)域的深度的同時(shí)也應(yīng)該注重實(shí)踐操作能力。風(fēng)力發(fā)電的維護(hù)成本高必要性強(qiáng)，決定了維護(hù)的重要性，加強(qiáng)職業(yè)道德建設(shè)，培養(yǎng)人才專業(yè)謹(jǐn)慎的職業(yè)素養(yǎng)，在進(jìn)行設(shè)備檢修時(shí)做到絕對(duì)的仔細(xì)認(rèn)真。在培養(yǎng)理論與經(jīng)驗(yàn)兼?zhèn)涞母呒夹g(shù)人才的過(guò)程中，選拔出適合的管理人才，做好風(fēng)力設(shè)備維護(hù)工作的規(guī)劃，同時(shí)也能以身作則，用良好的職業(yè)態(tài)度強(qiáng)去影響剛進(jìn)行業(yè)的新人，讓嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)始終成為該行業(yè)的優(yōu)良風(fēng)氣。

3.5 從行業(yè)整體上提高風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的維護(hù)戰(zhàn)略

我國(guó)目前風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備中的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備仍然存在很大的進(jìn)展空間，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的設(shè)計(jì)、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備檢修的設(shè)計(jì)仍然存在很大問(wèn)題，由于前期設(shè)備的投入成本較高，維護(hù)成本也比較高。目前，光伏、風(fēng)力發(fā)電存在非常大的不穩(wěn)定性，我國(guó)依靠風(fēng)力發(fā)電的總電量、發(fā)展趨勢(shì)都需要仔細(xì)商榷，風(fēng)力設(shè)備中小企之間存在不良的惡性競(jìng)爭(zhēng)，中小風(fēng)力發(fā)電設(shè)備應(yīng)該朝大企業(yè)方向發(fā)展，走出相互制約的僵局，做好研發(fā)技術(shù)與維護(hù)技術(shù)的研究與投資。我國(guó)地域遼闊，高原地域與沿海地區(qū)具有非常大的風(fēng)力自然資源，需要利用好地理位置的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行風(fēng)力設(shè)備的建設(shè)，這樣才能提高風(fēng)力設(shè)備的建設(shè)。雖然每年的風(fēng)力發(fā)電總電量在提升，但從技術(shù)建設(shè)和機(jī)械維護(hù)層面上來(lái)講，還需要國(guó)家重點(diǎn)扶持，每年我國(guó)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備也會(huì)因?yàn)榫S護(hù)不當(dāng)，而造成機(jī)械設(shè)備的損耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)是風(fēng)力發(fā)電事業(yè)中較為重要的環(huán)節(jié)，只有降低風(fēng)力發(fā)電的損耗才能減少風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的維護(hù)成本，同時(shí)等于間接提高風(fēng)力發(fā)電的工作效率。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備維護(hù)的工作人員應(yīng)該不斷總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格吸取教訓(xùn)，從不足中進(jìn)行反思和改進(jìn)。此外，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的設(shè)計(jì)技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電的基礎(chǔ)，未來(lái)風(fēng)力設(shè)備的發(fā)展需要依賴成熟可靠的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，在全球提倡可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境下，風(fēng)電場(chǎng)電氣發(fā)電機(jī)最終會(huì)成為熱門發(fā)電技術(shù)之一。