状态检修在风力发电机组检修中的应用探析

摘要：我国拥有丰富的风能资源，利用这种能源进行发电能够有效减少对环境的不良影响。为了最大化风能发电机组的效益，需要从多个角度出发，持续增强对风能发电机组的保养和维护，以延长其各项设备的使用年限。在具体的维护操作中，利用风力发电机组的状况监控和故障诊断等方法，能够显著减少设备在运行过程中的意外事件，从而更好地适应环境的变化。这不仅能有效地解决传统维护操作的缺陷，还能保证设备的正常和稳定运行，从而提升风电机组的维护质量。基于此，本文将对状态检修技术在风力发电机组检修中的应用进行深入探讨，旨在提升风力发电机组的安全性和可靠性，降低运维成本，为风力发电行业的发展提供帮助。

关键词：状态检修技术；风力发电机组检修；应用分析

引言：随着全球能源需求量的不断增长以及对环境保护意识的逐渐增强，风力发电作为一种可再生能源，受到了各行各业的广泛应用。但作为风力发电的核心设备风力发电机组由于运行环境的复杂多变，且长期受到各种恶劣天气等自然环境的侵蚀，以及设备在长期运行中所出现的磨损和老化，导致设备的故障频繁出现，给风力发电行业的稳定运行带来了巨大困扰。传统的定期检修方式虽然能够在一定程度上保证风力发电机组设备的正常运行，但由于传统检查方式缺乏针对性和预见性，因此会存在过度维修或者维修不足的情况，这不仅浪费了宝贵的资源和时间，同时也对社会造成了一些不必要的损害。因此状态检修技术应运而生，状态检修技术通过实时监测设备的数据并进行分析，能够准确判断设备的运行状态是否正常，并且能够及时发现设备所潜在的问题和故障进行提前的预防性维护，在提升了设备的可靠性和安全性的同时，还大大降低了设备的运维成本。

1.状态检修技术原理

状态检修技术是基于设备实际运行状态的一种检修方式，其核心运行原理是通过对设备进行实时监测并对所监测到的数据进行分析，以此来判断设备的健康状况以及运行状态，从而发现设备中潜在的问题和故障【1】。状态检修技术需要在风力发电机组关键上安装，例如振动传感器，温度传感器等能够对风力发电机组各种运行参数进行实时采集的传感器设备的装置。并将所采集到的物理量转化为电信号传输到监测系统，以进一步进行对数据的处理和分析。通过监测系统中所包含的各种分析模块，能够对故障所发生的类型以及原因进行判断和识别。并及时对风电机组进行维护，以此来提升风电机组的可靠性和安全性，并且降低运维成本。

2.状态检修技术在风力发电机组检修中的应用

2.1叶片状态监测和故障诊断

风力发电设备的运转过程中，叶片的核心职责是吸纳和利用风的动力。然而，它们的使用过程往往会受到各种外界环境的干扰，特别是在户外的长时间工作，这会增加叶片出错的风险。雷暴、龙卷风等极端天气也会严重威胁到叶片的正常工作。为了达到状态的监控和故障的诊断，需要根据实际的情况，使用应力应变曲线来进行即时的检测，以确保检测的准确度。举个例子，光纤光栅感应器的优势包括其高效的使用时间和抗腐蚀性，这些都被广泛地运用到了叶片的状况监控和故障诊断之中，能够有效地满足对叶片应力和应变曲线的检查要求。在这个前提下，还可以融入红外图像检查和声波探测的技术，根据叶片与空气的碰撞状况，对其释放的应力波进行监测，有助于了解叶片的健康状态，并识别其故障状况。

2.2齿轮箱状态监测和故障诊断

齿轮箱的结构和承载能力都是复杂且综合的，它们是主轴轴承和发电机相互联系的核心组成部分，对两者的影响非常大。当工作环境变得更加复杂，实际负荷也更重时，这将在某种程度上提高故障的可能性【2】。例如，滚动轴承的常见问题包括表面脱落和裂痕腐蚀。为了提升齿轮箱的技术性能，保证其高效运行，可以使用环境温度和振动检测的联合方法，通过使用振动监测器等工具来确定齿轮箱的振动频率，并进行相应的记录。基于这个前提，会根据运行数据的相关信息，科学地评估齿轮箱内部的实际情况。同时，会使用时域信号的统计分析技术来进一步找出齿轮箱的故障点，并通过温度测量法来监测其在运行过程中的气温变化，然后通过比较的方式来更好地了解它的真实状况。

2.3发电机状态检测技术

在发电机状况检测技术中，关键的任务是确定发电机的运行速度和输出能力。根据具体的需求，必须积极利用如数据收集、分析和特性抽取等手段，以便更准确地预测电力系统的可能问题。当发动机处于工作状态时，由于各种原因的作用，它很可能会出现如绝缘破裂、转子偏离中心、线圈出现短路等各种故障。为了解决这些问题，可以采用定子电流谱技术，进一步研究和理解发动机的电流特性。同时，相间短路是发电机运行中常见的问题，可以通过结合定子电流谱和瞬时功率谱的方法来进行检测。这种方法主要关注温度的变化，并根据故障的特性来确定其表征量，以实现故障检测的目标。此外，可以建立发电机模型，并根据其故障特性，充分利用数学模型的优点。在实际操作过程中，可以使用卡尔曼滤波器来科学地估算电机故障匝数，并根据实际情况将其作为故障特征量，以确定电机的真实状态。

2.4变频器状态检测技术

变频器是风能发电设备的核心元件，它的使用过程中经常会出现问题。就其内部构造而言，它主要由印刷电路板、电容和功率半导体等元件组成，这些元件的故障概率相当高，并且在实际使用过程中，它们会很大程度地受到外界的气候条件如温度、湿度和振动的影响。为了准确识别电子设备的故障，能够采用电流检测方法，同时借助归一化直流法、电流模式识别法、时域分析法等多种方法，依据三相电压来进行检查，从而提高故障的定位速率，达成故障诊断的预期。此外，根据实际状态，还能将逆变器系统的输出电压作为关键，从中抽取其特性信息，比如电信号的特性数值，这样能够大幅提高故障诊断的准确性和效率。

2.5变压器状态检测技术

作为风力发电机组的关键部件，变压器对于达成能源传递的目标起着积极的推动作用【3】。然而，在传统的变压器监测方式中，主要依赖的是油中溶解气体的分析方法，这种方式已经不能满足当前的变压器监测需求。因此，需要积极适应现代社会的发展趋势，引进数字信息技术，搭建一个数据收集和监控的系统，以便实时获取频率、反应温度等相关信息，并且根据特定的需求，利用数据深度挖掘技术来达到离线监测的目的。在此阶段，可以最大化利用系统的优点，通过其内置的专业团队，将所有的专业知识融入一起，从而达到变压器状况检查技术对操作和保养人员的技术标准，并且为接下来的变压器评估任务提供了坚实的基础。由于温度和电力信号是变压器的重点检查指标，必须使用时空频率转换和温度检测等方法来获得它们的数据，从而更清晰地了解它们的电流谐波和电流频率信息，从而更好地了解电动机的实时状况。

结语

综上所述，鉴于化石燃料的持续短缺，我的国家已经逐步增强了对于风能和其他清洁能源的研究和利用。在具体的使用过程中，风力发电设备是风力场的核心环节，因此，要确保风力场的正常和稳定地工作，就必须有效地利用风力发电设备的状况维护技术。在具体操作过程中，能够检查和评估叶片、齿轮箱、发电机、变频器以及变压器的各种状况。当能够准确地找出风能设备的问题所在，并且能够详细的解读和分析这些检查结果，从而避免潜在的危险，确保风能发电系统的稳定性和正常性。

参考文献

[1]张朝忠.状态检修在风力发电机组检修中的应用及影响因素[J].南方农机，2019，50（08）：182.

[2]王小坡，董泽，白国梁，等.虚拟现实技术在风力发电机组检修中的应用[J].山东电力技术，2018，45（09）：50-54.

[3]刘俊伟.浅谈风力发电机组开展状态检修的必要性[J].科技视界，2017，（28）：125+133.2017.28.081.