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摘要：风力发电作为一种绿色能源，因其对环境无污染、零排放的应用优势而受到高度重视和推广。因此，从风电设备的安全管理和运行维护出发，确保风电设备的运行质量和设备性能。
关键词：风力发电设备;安全管理;运行维护
由于风力发电环境多位于高原地区和沿海地区，气候特征和地理特征对风力发电设备安全运行的影响不容忽视。此外，风力发电基站是单一离散、全线集中控制的方法。风力发电设备的安全管理和运维需要克服复杂的地理位置和多变的气候环境，这对风力发电设备和运维人员是一个巨大的考验。风力发电设备的工作原理是风轮将风能转化为机械。因此，风电企业应重视风电设备的安全管理和运行维护，提高风电设备的在线安全运行周期，为社会提供安全可靠的电能。
1风力发电设备常见故障及措施
1.1气候和地理环境影响
风力发电的建设往往取决于某一地区风电场的规模，但风电场往往位于高海拔、沿海地区等偏远地区。夏季沿海地区的强风和暴雨以及冬季高原地区的暴雪对风力发电设备的威胁更大。情况严重时，风力发电设备的使用寿命会缩短。此外，这种环境容易破坏风力发电设备的金属结构件，增加腐蚀性，削弱风力发电设备的整体不稳定性。安全管理和运维措施应加强对风力发电设备叶片、齿轮、轴承等机械金属结构件的检查，检查是否有腐蚀、变形等情况。同时，应根据风力发电机的功率输出曲线来判断环境。适当调整风力发电设备对定期运行检查周期和维护力度的影响。提前掌握风电设备安装位置环境现状，选择合适的设备材料或设备，减少环境对风电基站运行的影响。因此，在风力发电设备选材时，应选用耐低温、耐压强、低压运行的电气控制设备，并定期调整叶片。安装角和浆体整定值，以获得风力发电设备的最佳性能。
1.2风力发电机运行维护
风力发电机是各风力发电基站的核心机电设备，其性能和运行维护直接影响风力发电的电能质量和运行的经济效益。一般通过定期检查和日常维护，发现故障，消除安全隐患，减少故障发生率，提高机组在线安全运行时间，保证机组效率和质量。风力发电机常见的故障有：传动部件之间严重堵塞或摩擦;由于长期使用，紧固螺栓松动或螺栓剪切不均匀;液压系统有泄漏;各种传感器损坏或电动执行机构不敏感等。风电机组安全管理和运行维护的重点是定期维护和应急故障排除。其中传动部件间的润滑卡壳、拧紧螺杆拧紧检查、功能验证、液压系统检查、传感器、电动执行机构等都是定期维护的内容。定期大修必须没有任何手续，风力涡轮机的每个部件都应该仔细检查，以确定是否发现了问题并及时更换或修理。故障应急维修是指风机出现故障时，及时进行现场检查和处理。首先要观察故障的表现形式，如电机抖动、液压损失等，迅速判断故障原因，停止维修，及时更换损坏部件。及时检查和纠正电子控制系统的短路连接或端子松脱或环境受环境影响的情况。为了快速更换部件，易损件和消耗品应存放在风力发电基站或由维修人员携带。维修保养工作完成后，应及时记录故障点和解决方案，清理维修现场，确保设备的完好率，并为下次类似故障提供快速可靠的解决方案。
1.3变频器运行维护
风力发电设备中采用变频器作为电气控制设备。其应用原理为：当风轮转速低于设定值时，变频器由电网交流电变为直流电储存在基站电容中，再由交流电发送到发动机转子。逆变器常见故障包括过流故障、过载故障、过电压故障和温度故障。但由于逆变器的种类和形式较多，其故障编码也不尽相同，解决方案也不尽相同。以温度故障诊断为例，当风力发电机与电网和冷却风扇不工作，冷却循环泵不抑制，并有相应的故障代码，它可以确定设备关闭是由于过度的逆变器的温度。解决方案：检查冷却风机叶片是否损坏，电机电源是否欠压;检查冷却循环泵电机及其密封性。检查故障原因后，及时更换新的散热器或电机，同时对电源进行冗余处理。
2风力发电设备的安全管理
随着风力发电设备的不断更新，设备的种类和类型也层出不穷。然而，风力发电人员很难完全掌握。安全管理意识不强，维修技能较弱。为了提高和加强风力发电设备的安全管理，企业人员的专业技能和职业道德应该改善，各种管理系统逐渐完善和工作经验，应该形成标准化的操作程序和操作指令，和设备文件管理和设备责任应该实现人员管理制度建设。对于较为常见的故障或问题，可以组织专家进行讨论分析，制定一套快速、高效的解决方案，提高安全管理质量和设备安全性能。
3 风力发电设备运维管理工作中的相关注意事项
下面以风力发电变压器为例进行分析。海上风力发电机变压器由于高湿度、高霉、高盐雾腐蚀等恶劣环境，对变压器的运行会产生致命的影响，易使钢构件发生腐蚀和锈蚀。线圈的沉积、放电和模具痕迹出现在电缆的外层，影响变压器的外观、质量和可靠性。
3.1频发过电压
海上风电变压器在运行过程中经常受到过电压的影响，主要是运行过电压、短时过电压、雷电过电压和超快瞬态过电压，使风电变压器运行中最容易发生故障的是超快瞬态过电压，其典型频率为100kHz-50MHz。极快的瞬态过电压引起绝缘击穿。海上风力发电变压器考虑极快的瞬态过电压。
3.2负载谐波电流
风力发电系统中附加的非线性负载，如变频器、发电机、断路器等，在运行过程中会产生谐波。这些累积的谐波被不断地重复和叠加，当它不是基频时，就会增加系统的峰值电压和电流。除了发电机产生的谐波外，还有由PWM电压源逆变器产生的破坏性谐波。风电变压器经常受到非正弦负载电流和谐波的影响。谐波的危害是增大了变压器的涡流损耗和杂散损耗。绕组导线的涡流和循环电流引起额外的加热。这些热量必须通过额外的冷却装置进行处理，以避免绝缘过早老化和变压器局部过热失效。
3.3负载波动
风速的变化意味着风机必须在不断变化的负荷下运行，变压器要经历频繁的冷却和加热循环。風力变压器可以在局部风力作用下从一个非常低的负荷多次循环到一个非常高的负荷。这个循环在结构部件上产生反复的热应力和机械应力，如绕组、阀体和夹具。持续的热循环也会加速内部和外部电气连接元件的老化。频繁的低负荷到高负荷循环的累积效应使得海上风电变压器绝缘疲劳失效的风险更高。
3.4频繁机械振动
海上风力发电变压器的结构也必须注重机械共振。大量案例表明，安装在机舱或塔内的变压器被相当数量的风力涡轮机产生的振动损坏。当风荷载冲击风机叶片时，会引起变压器剧烈振动。运输过程中的振动、短路和操作，如果绕组连接或引线接头操作不当，可能导致疲劳失效。
3.5三防处理
在设计海上风力发电变压器时，应采取合理的措施，如尽量将部件的边角圆角化，以提高部件的表面光洁度，减少不平整度;尽可能减少接缝，并在缝隙可能发生腐蚀的地方做密封涂层;采用适当的技术消除压力，避免过度压力;易损部件应易于维修和更换。合理选择相关材料，如耐蚀性强、不发霉等材料;确保不同的金属相互绝缘，或将相同的金属材料镀在不同的材料上，使其电位一致;涂敷件可选用耐腐蚀性较好的合金和不锈钢。表面处理是三防技术的关键。对变压器易腐蚀部位进行电镀、热喷涂、三防漆等表面处理。
总之，风力发电设备是风力发电的基础。必须以安全生产为基础，以设备安全管理和运行维护为重点，以安全隐患快速诊断和排除为大修手段。同时，各种运行说明书力求有效预防控制和快速解决，确保风电设备在线安全运行，提高风电发电和企业经济效益，为社会提供安全可靠的电力。
参考文献
[1]潘露，高鹏飞，李笑怡，范磊，杨植民.风力发电机组与箱式变压器之间等电位连接研究[J].电气时代，2019（08）
[2]吴红菊，贺银涛.海上风电升压变压器散热方式选择[J].电工技术，2019（13）
关键词：风力发电设备;安全管理;运行维护
由于风力发电环境多位于高原地区和沿海地区，气候特征和地理特征对风力发电设备安全运行的影响不容忽视。此外，风力发电基站是单一离散、全线集中控制的方法。风力发电设备的安全管理和运维需要克服复杂的地理位置和多变的气候环境，这对风力发电设备和运维人员是一个巨大的考验。风力发电设备的工作原理是风轮将风能转化为机械。因此，风电企业应重视风电设备的安全管理和运行维护，提高风电设备的在线安全运行周期，为社会提供安全可靠的电能。
1风力发电设备常见故障及措施
1.1气候和地理环境影响
风力发电的建设往往取决于某一地区风电场的规模，但风电场往往位于高海拔、沿海地区等偏远地区。夏季沿海地区的强风和暴雨以及冬季高原地区的暴雪对风力发电设备的威胁更大。情况严重时，风力发电设备的使用寿命会缩短。此外，这种环境容易破坏风力发电设备的金属结构件，增加腐蚀性，削弱风力发电设备的整体不稳定性。安全管理和运维措施应加强对风力发电设备叶片、齿轮、轴承等机械金属结构件的检查，检查是否有腐蚀、变形等情况。同时，应根据风力发电机的功率输出曲线来判断环境。适当调整风力发电设备对定期运行检查周期和维护力度的影响。提前掌握风电设备安装位置环境现状，选择合适的设备材料或设备，减少环境对风电基站运行的影响。因此，在风力发电设备选材时，应选用耐低温、耐压强、低压运行的电气控制设备，并定期调整叶片。安装角和浆体整定值，以获得风力发电设备的最佳性能。
1.2风力发电机运行维护
风力发电机是各风力发电基站的核心机电设备，其性能和运行维护直接影响风力发电的电能质量和运行的经济效益。一般通过定期检查和日常维护，发现故障，消除安全隐患，减少故障发生率，提高机组在线安全运行时间，保证机组效率和质量。风力发电机常见的故障有：传动部件之间严重堵塞或摩擦;由于长期使用，紧固螺栓松动或螺栓剪切不均匀;液压系统有泄漏;各种传感器损坏或电动执行机构不敏感等。风电机组安全管理和运行维护的重点是定期维护和应急故障排除。其中传动部件间的润滑卡壳、拧紧螺杆拧紧检查、功能验证、液压系统检查、传感器、电动执行机构等都是定期维护的内容。定期大修必须没有任何手续，风力涡轮机的每个部件都应该仔细检查，以确定是否发现了问题并及时更换或修理。故障应急维修是指风机出现故障时，及时进行现场检查和处理。首先要观察故障的表现形式，如电机抖动、液压损失等，迅速判断故障原因，停止维修，及时更换损坏部件。及时检查和纠正电子控制系统的短路连接或端子松脱或环境受环境影响的情况。为了快速更换部件，易损件和消耗品应存放在风力发电基站或由维修人员携带。维修保养工作完成后，应及时记录故障点和解决方案，清理维修现场，确保设备的完好率，并为下次类似故障提供快速可靠的解决方案。
1.3变频器运行维护
风力发电设备中采用变频器作为电气控制设备。其应用原理为：当风轮转速低于设定值时，变频器由电网交流电变为直流电储存在基站电容中，再由交流电发送到发动机转子。逆变器常见故障包括过流故障、过载故障、过电压故障和温度故障。但由于逆变器的种类和形式较多，其故障编码也不尽相同，解决方案也不尽相同。以温度故障诊断为例，当风力发电机与电网和冷却风扇不工作，冷却循环泵不抑制，并有相应的故障代码，它可以确定设备关闭是由于过度的逆变器的温度。解决方案：检查冷却风机叶片是否损坏，电机电源是否欠压;检查冷却循环泵电机及其密封性。检查故障原因后，及时更换新的散热器或电机，同时对电源进行冗余处理。
2风力发电设备的安全管理
随着风力发电设备的不断更新，设备的种类和类型也层出不穷。然而，风力发电人员很难完全掌握。安全管理意识不强，维修技能较弱。为了提高和加强风力发电设备的安全管理，企业人员的专业技能和职业道德应该改善，各种管理系统逐渐完善和工作经验，应该形成标准化的操作程序和操作指令，和设备文件管理和设备责任应该实现人员管理制度建设。对于较为常见的故障或问题，可以组织专家进行讨论分析，制定一套快速、高效的解决方案，提高安全管理质量和设备安全性能。
3 风力发电设备运维管理工作中的相关注意事项
下面以风力发电变压器为例进行分析。海上风力发电机变压器由于高湿度、高霉、高盐雾腐蚀等恶劣环境，对变压器的运行会产生致命的影响，易使钢构件发生腐蚀和锈蚀。线圈的沉积、放电和模具痕迹出现在电缆的外层，影响变压器的外观、质量和可靠性。
3.1频发过电压
海上风电变压器在运行过程中经常受到过电压的影响，主要是运行过电压、短时过电压、雷电过电压和超快瞬态过电压，使风电变压器运行中最容易发生故障的是超快瞬态过电压，其典型频率为100kHz-50MHz。极快的瞬态过电压引起绝缘击穿。海上风力发电变压器考虑极快的瞬态过电压。
3.2负载谐波电流
风力发电系统中附加的非线性负载，如变频器、发电机、断路器等，在运行过程中会产生谐波。这些累积的谐波被不断地重复和叠加，当它不是基频时，就会增加系统的峰值电压和电流。除了发电机产生的谐波外，还有由PWM电压源逆变器产生的破坏性谐波。风电变压器经常受到非正弦负载电流和谐波的影响。谐波的危害是增大了变压器的涡流损耗和杂散损耗。绕组导线的涡流和循环电流引起额外的加热。这些热量必须通过额外的冷却装置进行处理，以避免绝缘过早老化和变压器局部过热失效。
3.3负载波动
风速的变化意味着风机必须在不断变化的负荷下运行，变压器要经历频繁的冷却和加热循环。風力变压器可以在局部风力作用下从一个非常低的负荷多次循环到一个非常高的负荷。这个循环在结构部件上产生反复的热应力和机械应力，如绕组、阀体和夹具。持续的热循环也会加速内部和外部电气连接元件的老化。频繁的低负荷到高负荷循环的累积效应使得海上风电变压器绝缘疲劳失效的风险更高。
3.4频繁机械振动
海上风力发电变压器的结构也必须注重机械共振。大量案例表明，安装在机舱或塔内的变压器被相当数量的风力涡轮机产生的振动损坏。当风荷载冲击风机叶片时，会引起变压器剧烈振动。运输过程中的振动、短路和操作，如果绕组连接或引线接头操作不当，可能导致疲劳失效。
3.5三防处理
在设计海上风力发电变压器时，应采取合理的措施，如尽量将部件的边角圆角化，以提高部件的表面光洁度，减少不平整度;尽可能减少接缝，并在缝隙可能发生腐蚀的地方做密封涂层;采用适当的技术消除压力，避免过度压力;易损部件应易于维修和更换。合理选择相关材料，如耐蚀性强、不发霉等材料;确保不同的金属相互绝缘，或将相同的金属材料镀在不同的材料上，使其电位一致;涂敷件可选用耐腐蚀性较好的合金和不锈钢。表面处理是三防技术的关键。对变压器易腐蚀部位进行电镀、热喷涂、三防漆等表面处理。
总之，风力发电设备是风力发电的基础。必须以安全生产为基础，以设备安全管理和运行维护为重点，以安全隐患快速诊断和排除为大修手段。同时，各种运行说明书力求有效预防控制和快速解决，确保风电设备在线安全运行，提高风电发电和企业经济效益，为社会提供安全可靠的电力。
参考文献
[1]潘露，高鹏飞，李笑怡，范磊，杨植民.风力发电机组与箱式变压器之间等电位连接研究[J].电气时代，2019（08）
[2]吴红菊，贺银涛.海上风电升压变压器散热方式选择[J].电工技术，2019（13）