風(fēng)電機組安全運行研究

熊菲

摘要：在風(fēng)電場的運行過程中，對于其安全性能的影響因素有很多，包括人員操作、管理制度的完善與否、維修調(diào)試工作的專業(yè)性與否、回路保護(hù)的可靠性與否、風(fēng)電機組的質(zhì)量問題、建筑施工的質(zhì)量等。但是對于這些因素進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，影響最大的因素是風(fēng)電機組的安全運行問題。本文在對風(fēng)電運行現(xiàn)狀及問題分析的基礎(chǔ)上，對風(fēng)電機組安全運行的機械、電氣、環(huán)境控制等影響因素進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電機組；安全運行；機械因素；電氣因素；環(huán)境控制因素

引言

作為全球最大、發(fā)展最快的風(fēng)電市場，我國風(fēng)電近年的發(fā)展連續(xù)大幅超過研究機構(gòu)的預(yù)測。豐富的風(fēng)能資源儲量及政府的強力支持為中國風(fēng)電行業(yè)的長期發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

一、風(fēng)電運行現(xiàn)狀及問題

通過對2011年底的相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出，我國的并網(wǎng)風(fēng)電已經(jīng)達(dá)到了4500萬千瓦以上。由于風(fēng)電有著非?？斓陌l(fā)展速度，并且風(fēng)電上網(wǎng)有著很高的要求，所以在近期風(fēng)電的發(fā)展已經(jīng)從速度轉(zhuǎn)向了質(zhì)量。風(fēng)電是我國新能源中非常重要的方面，在各個風(fēng)電設(shè)備制造的公司中，其都有著自己的標(biāo)準(zhǔn)，并且國家對于這方面并沒有統(tǒng)一的規(guī)范建設(shè)。特別是在風(fēng)電的操作中，很多人員并沒有相關(guān)的資質(zhì)，并且管理制度不完善，所以在每年都會發(fā)生因為安全問題而引發(fā)的人員傷亡。根據(jù)統(tǒng)計可以看出，2009年到2012年，因為風(fēng)電機組的倒塌、損毀等的原因而出現(xiàn)36起重大事故，造成了15人死亡，其后果是非常嚴(yán)重的。

二、風(fēng)電機組安全運行的影響因素

（一）機械因素

1、聯(lián)接螺栓力矩的保證

在風(fēng)力發(fā)電機組中，其聯(lián)接主要是通過螺栓進(jìn)行固定。連接螺栓必須要有著高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量和高度的可靠性，從而對于因為螺栓變形、斷裂而引發(fā)的事故進(jìn)行避免。風(fēng)電機組在安裝完畢之后應(yīng)該對于螺栓力矩值進(jìn)行有效的檢驗，從而達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。在機組投入使用之后，應(yīng)該以500小時為時間間隔進(jìn)行檢修，也就是500小時檢修。在檢修的過程中，應(yīng)該對于力矩通過液壓扳手來進(jìn)行檢驗，并且液壓扳手不能有超過3個百分點的力矩誤差。在進(jìn)行檢驗過程中，如果螺母有著超過20度的旋轉(zhuǎn)，就應(yīng)該對于螺栓進(jìn)行全面檢測，如果旋轉(zhuǎn)角度超過50度，就應(yīng)該對于所有螺栓螺母進(jìn)行更換，從而確保不會因為螺栓的問題而出現(xiàn)事故。

2、機械部件的防腐處理

一般情況下，風(fēng)力設(shè)備的使用都是在惡劣的環(huán)境中，其受到高溫、冷凍、輻射、風(fēng)沙等各種因素的影響。風(fēng)力電機組的壽命一般為20年，所以其必須要有著非常強的防腐性能。在設(shè)計中，應(yīng)該對于機艙、葉輪、電機、塔架、螺栓等都進(jìn)行較好的防腐處理，并且應(yīng)該對于極端惡劣環(huán)境進(jìn)行考慮，例如沿海濕熱氣候等。所以生產(chǎn)商應(yīng)該提高在極端惡劣環(huán)境中風(fēng)電機組的仿佛標(biāo)準(zhǔn)，葉輪部分的一些重要部件以及塔架的外部應(yīng)該使用的防腐等級為C5-M，在塔架的內(nèi)表面以及機艙內(nèi)部的相關(guān)部件中應(yīng)該采用的防腐等級為C4。通過防腐工作，可以使得風(fēng)力電機組能夠在任何環(huán)境中保持安全的運行狀態(tài)。

（二）電氣因素

1、良好的絕緣性能

在一定的程度上，風(fēng)力電機組運行的穩(wěn)定性能受到風(fēng)電設(shè)備絕緣性能的影響非常大。母排間、線路間的絕緣一旦出現(xiàn)問題，被擊穿的現(xiàn)象很容易發(fā)生。所以絕緣工作如果不到位，那么當(dāng)電壓比之臨界值高事，就會出現(xiàn)電解質(zhì)耐受性差，電流增大，絕緣固體介質(zhì)會出現(xiàn)燒毀、融化等的現(xiàn)象，使得發(fā)電機組損壞，并且有可能造成火災(zāi)。如果其長時間運行在這種情況下，電化學(xué)擊穿、熱擊穿、柜內(nèi)點擊穿等的問題都有可能發(fā)生。因為絕緣性能受到的影響因素非常多，所以在進(jìn)行風(fēng)力電機組選用中，必須要對于全方面的性能進(jìn)行評測，選擇優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

2、元器件及時維護(hù)

在風(fēng)電設(shè)備中，是有著許多功能模塊存在的，這些模塊往往通過復(fù)雜的電子元件排列組合形成，所以這些電子元件能否正常工作，決定了整個風(fēng)電機組的正常運行與否。在設(shè)備器件損壞之前，是會有相應(yīng)的時間內(nèi)帶病運行的，而在帶病運行的過程中，器件會在任何時候停止工作，從而出現(xiàn)損壞或者發(fā)生危險。所以應(yīng)該對于SCADA實時監(jiān)控系統(tǒng)對于設(shè)備的運行進(jìn)行監(jiān)控，從而分析出各種數(shù)據(jù)，確保運行的正常。為了能夠使得發(fā)電機組有著安全穩(wěn)定的性能，相關(guān)人員必須要對于巡檢工作和維護(hù)工作認(rèn)真對待，以便使得器件在帶病期間就能夠得到維修或者更換，使得整體的安全性能增強。

（三）環(huán)境控制因素

1、環(huán)控裝置良好

環(huán)控裝置是指在機組中，按照運行條件進(jìn)行自主調(diào)節(jié)的裝置，主要包括發(fā)電機的散熱器、齒輪油冷卻系統(tǒng)、雙饋型機組、變流器散熱、加熱器等，通過環(huán)控裝置的使用，能夠使得風(fēng)電機組的運行安全可靠。在普通的風(fēng)電機組中，其設(shè)計溫度為20攝氏度到40攝氏度之間，但是在惡劣環(huán)境下，可能要增加一些其他的裝備，例如適度控制設(shè)備等。環(huán)控裝置可以為發(fā)電機組的正常運行營造一個良好的環(huán)境。

2、不同運行環(huán)境的專項設(shè)計

環(huán)境條件主要包括臺風(fēng)、海拔高度、環(huán)境濕度、環(huán)境溫度等的各方面的因素。因為不同的外界環(huán)境有著不同的特點，所以必須要針對各種外界環(huán)境進(jìn)行專項實驗而設(shè)計，以保證發(fā)電機組的運行安全可靠。在不同的環(huán)境和條件下，風(fēng)電機組的性能也是不同的，所以應(yīng)該按照環(huán)境和氣候因素對于分別分析和設(shè)計，例如海上型機組、沿海型、高溫型、低溫型、高海拔、低風(fēng)速等各種機組的設(shè)計，以確保其能夠?qū)τ诟鞣N氣候和環(huán)境進(jìn)行滿足。

結(jié)束語：

在風(fēng)電機組安全運行的條件中，機組的整體性能是非常重要的因素。要想使得風(fēng)電機組能夠安全可靠，就必須要對于風(fēng)電機組的質(zhì)量進(jìn)行管理。在我國，風(fēng)電行業(yè)必須要進(jìn)行統(tǒng)一的制度建設(shè)和體系建設(shè)。風(fēng)電行業(yè)應(yīng)該與我國目前的國情相適應(yīng)，國家應(yīng)該對于運行管理、并網(wǎng)監(jiān)測、施工安裝、規(guī)劃建設(shè)、研發(fā)制造等的各種標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行有效的建設(shè)，才能夠使得風(fēng)電行業(yè)有著更為安全穩(wěn)定的發(fā)展。

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