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水轮发电机组工作中存在的问题及维护注意点论文

水力发电站已经成为我国当前重要的电力发电方式之一，其在我国电力产业中占有重要的一席之地，也是我国主要的发电方式。保证水力发电站的运行正常关系到我国人民生活的长治久安，关系到我国社会主义事业建设的顺利发展，因此，相关工作人员必须保证水轮发电机组的正常运行，定期对水轮发电机组进行维护，在发现问题的时候尽快进行维修，做好日常设备的管理工作。

1 水轮发电机概述

水轮发电机的主要作用是将水轮机旋转的机械能最终转换成为电能，其结构与性能的好坏对电站的安全、稳定、高效运行起到了至关重要的作用。其组成主要包括定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等部件。水轮发电机依照布置方式，可以分为卧式和立式两种。卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机，而一般低、中速的大、中型机组则采用立式发电机。同时，依照推力轴承位置进行划分，其立式发电机又可以分为悬式和伞式两种，推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机，其适合用于转速100r/min以上。推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机，无上导的成为全伞式，有上导的称为半伞式，其适用于转速在150r/min以下。影响水轮发电机运行的因素主要包括机械振动、电磁振动、水力振动。机械振动的干扰力主要来自机械部分的不平衡力、摩擦力和其他力；电磁振动的干扰力主要来自发电机电器部分的电磁力；水力振动的干扰力来自引水系统和水轮机水力部分的振动。因此，在关注水轮发电机组运行的过程中要注意其影响因素对水轮发电机组所产生的重要干扰，同时在维修、维护的过程中也要注意其影响因素的检测与检查。

2 水轮发电机组运行的常见问题

1） 定子绕组运行温度监测。定子绕组运行温度监测一般情况下通过测温器进行检测，制造厂商在槽内安装电阻型测温计，通过测温计检测设备温度，其监测过程是通过使用特制的线棒埋设热电偶，通过热电偶的热传导作用对温度进行测试，一般进行温度测定的环境为额定工况下，绕组热电温度最高处比槽内线棒间温度高30℃~40℃。

2） 定子绕组绝缘老化。定子绕组绝缘作用非常重要，其能够起到减缓机械老化、减缓电老化、减缓承受热老化的作用，此三者如果作用不好，则会让设备的老化速度加快，对设备的长期使用产生损害。对于机械老化，企业在解决此问题的.时候大多在端部应用环氧适形材料，通过玻璃丝带加固，槽位进行毛毡垫条，双侧打紧槽楔，此方法能够解一时的燃眉之急，但是经过多年的运行之后，其稳定性依然受到挑战，尤其槽楔部分，松动明显，需重新固定。对于电老化，其重点为绝缘体外表面的防晕结构，此结构对于端部和槽部的完善情况还有待改善，绝缘内部的空气消除还没有达到理想目标。对于热老化，则主要考虑对其温度的检测，要注意温度不要超过绝缘体所承受的最高值。

3） 定子绕组绝缘污秽。当前阶段，很多水轮发电机组内部都会出现积灰现象，常年使用所产生的油污也比较严重，积灰与油污的产生对于设备的运行影响较大，同时也会影响铁芯的散热情况，严重情况下还会引发火灾事故。通常在检修过程中，使用压缩空气吹扫，或者使用毛刷、白布与溶剂进行清洁，次清洁方式容易使设备清洁不到位，无法达到更本清洁的目的。

4） 发电机灭火装置。现阶段我国使用的灭火装置大多为水器灭火，灭火设备也多为人为操作进行灭火。灭火应当为在发电机组管控设备出现跳闸情况，管理人员发现设备出现冒烟情况或者闻到有焦糊味道的时候，立即进行灭火操作。首先使用手动关闭灭火装置的渗漏排水阀，之后打开供水阀，保证水源的充足供应，启动消防阀，同时要对发电机的孔盖和门进行关闭，给水延续到发电机下部盖板已经漏水为止。但是当前阶段对于供水阀、排水阀、消防阀的检修不到位，在使用过程中发现阀门无法使用，引起火势蔓延。

3 水轮发电机组的维护要点分析

做好设备检查工作

做好设备的定时检查和巡回检查能够保证及时发现问题，及时对问题进行解决，保证水轮发电机组的正常高效运行。在进行检查和巡回检查的时候要注意以下问题。1） 对水轮发电机组的运行参数做好记录，其运行参数必须在规定的范围之内，如发现运行参数超出范围应当进行及时记录，并进行及时检查。2） 对一次回路、二次回路的连接处进行检查和记录，确定连接处没有发热、变色现象，电流、电压是否正常、稳定，有无异响，油断路器部位有无漏油情况，油色、油位是否正常。3） 发电机有没有不正常的声响，水轮机的声音是否正常，如发现有不正常声音出现应立即进行检查与检修。4） 对发电机进行异味检查，如出现焦臭味道则说明发电机出现异常情况，应对其进行检查与维护。同时，还要对发电机的摆动和振动进行检查和检测，查看器摆动幅度已经振动情况。5） 对水轮发电机组本身进行检查，查看器轴承温度是否有发热情况，如果出现局部过热也属于不正常现象，日常检查可以用手背进行测试，感觉不烫手即可，如果必要也可以使用专业工具进行测试，确保其温度正常。6） 检查各个部位的电刷，电刷部位只允许有少量火花产生，超过范围值则属于不正常，需进行故障排除。

做好日常清扫工作

根据水轮发电机组的运行情况做好日常的清扫工作，正常来说每天都应当对其进行打扫与检查，保证设备的正常运行与清洁。在对设备进行清扫的时候要注意清扫设备的积灰和油污，避免因为积灰和油污给设备带来损害，影响设备的正常运转，及时清扫影响设备运转的隐患。

做好用油管理

水轮发电机组的用油情况比较突出，做好设备的用油管理也是设备正常运行的必要条件。1） 对设备的用油情况做好记录，及时观察设备用油的状态，避免设备用油过程中掺入水分和杂质，降低用油纯度，对设备造成损害。2） 对设备的使用油做好记录，对设备专用油做好管理，避免设备在使用油的时候见油就用，有的甚至把机械油与绝缘油混合使用，对设备造成严重损害。杜绝此情况应当设定专门管理人员对油进行管理，机械油与绝缘油分门别类进行管理，保证设备的用油适当。

4 结语

水轮发电机组的正常运行对于整个发电站来说影响重大，其关系到我国水电站的经济效益。因此，做好设备的运行管理与维护非常重要，其不仅仅关系到水电站的长久发展，更关系到我国社会主义的实现。发电站应当对此引起高度重视，结合实践对设备进行管理与维护，让水轮发电机组更好的为水电站服务，更好的为祖国社会现代化建设服务。

[参考文献]

[1] 黄光辉，郭鸿鹅。水轮发电机组运行与维护探讨[J].云南水力发电，2013

[2] 梁海滨。水轮发电机组运行与维护要点分析[J].科技创新与应用，2013.

[3] 孙鑫，杜巍。试论强化水电站水轮发电机组运行与维护的必要性[J].民营科技，2012.

风力发电是一种清洁的、可再生的能源。下面我整理了风力发电技术论文，欢迎阅读!

风力发电技术

摘要：随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用，从风车到风力发电，证明了文明和科学进步。绿色和平组织和欧洲风能协会2002年提出了《风力2012》报告，报告中指出到2020年，世界风力发电将达到世界电力总需求量的12%，我国电力发展“十一五”发展纲要中也指出，中国的风力发电将占世界风力发电总量的14%。风力发电与火力发电和水力发电比较，具有单机容量小、可分散建设等优点。随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大，风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。

关键词：风力发电技术

一、风力发电国内外发展现状

1、 国外风力发电发展现状

2012 年新增风电装机容量最多的10 个国家占世界风电装机的87%。与2007 年相比，美国保持第1 名，中国超过西班牙从第3 名上升到第2 名，印度超过德国和西班牙从第5名升至第3 名，前3 名的国家合计新增装机容量占全世界的60%。根据世界风能协会的统计，2012 年全世界风电装机容量新增约2726 万kW，增长率约为29%。累计达到 亿kW，增长率为42%，突破1 亿kW 大关。风电总量为2600 亿kWh，占全世界总电量的比例从2000 年的增加到2012 年的。尽管风电的发展仍然存在着很多困难，如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等，但相比于常规能源，经济性优势逐步凸显，世界各国都对风电发展充满了信心。

2、 我国风力发电的现状

我国的风力发电始于20世纪50年代后期，在吉林、辽宁、新疆等省建立了单台容量在10kW以下的小型风力发电场，但其后就处于停滞状态。直到1986年，在山东荣城建成了我国第一座并网运行的风电场后，从此并网运行的风电场建设进入了探索和示范阶段，但其特点是规模和单机容量均较小。到1990年已建成4座并网型风电场，总装机容量为，其最大单机容量为200kW。在此基础上，风力发电从1991年起开始步入了逐步推广阶段，到1995年，全国共建成了5座并网型风电场，装机总容量为，最大单机容量为500kW。1996年后，风力发电进入了扩大建设规模的阶段，其特点是风电场规模和装机容量均较大，最大单机容量为1500kW。据中国风能协会最新统计，2007年中国除台湾省外新增风电机组3，144 台。与2006 年相比，2007年当年新增装机增长率为，累计装机增长率为。2007年中国除台湾省外累计风电机组6，458台，装机容量5，890MW。

各种风力发电机的优缺点

风力发电机组主要由两大部分组成：

风力机部分它将风能转换为机械能;

发电机部分它将机械能转换为电能。

根据风机这两大部分采用的不同结构类型、以及它们分别采用的技术方案的不同特征，再加上它们的不同组合，风力发电机组可以有多种多样的分类。

(1) 按照功率传递的机械连接方式的不同，可分为“有齿轮箱型风机”和无齿轮箱的“直驱型风机”。

有齿轮箱型风机的桨叶通过齿轮箱及其高速轴及万能弹性联轴节将转矩传递到发电机的传动轴，联轴节具有很好的吸收阻尼和震动的特性，可吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。

而直驱型风机则另辟蹊径，配合采用了多项先进技术，桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴，使风机发出的电能同样能并网输出。这样的设计简化了装置的结构，减少了故障几率，优点很多，现多用于大型机组上。

(2) 根据按桨叶接受风能的功率调节方式可分为：

“定桨距(失速型)机组”桨叶与轮毂的连接是固定的。当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。由于定桨距(失速型)机组结构简单、性能可靠，在20 年来的风能开发利用中一直占据主导地位。

“变桨距机组”叶片可以绕叶片中心轴旋转，使叶片攻角可在一定范围内(一般0-90度)调节变化，其性能比定桨距型提高许多，但结构也趋于复杂，现多用于大型机组上。

(3) 按照叶轮转速是否恒定可分为：

“恒速风力发电机组”设计简单可靠，造价低，维护量少，直接并网;缺点是：气动效率低，结构载荷高，给电网造成电网波动，从电网吸收无功功率。

“变速风力发电机组”气动效率高，机械应力小，功率波动小，成本效率高，支撑结构轻。缺点是：功率对电压降敏感，电气设备的价格较高，维护量大。现常用于大容量的主力机型。

(4) 根据风力发电机组的发电机类型分类，可分为两大类：

“异步发电机型” “同步发电机型”

只要选用适当的变流装置，它们都可以用于变速运行风机。

异步发电机按其转子结构不同又可分为：

(a) 笼型异步发电机转子为笼型。由于结构简单可靠、廉价、易于接入电网，而在小、中型机组中得到大量的使用;

(b) 绕线式双馈异步发电机转子为线绕型。定子与电网直接连接输送电能，同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率。

同步发电机型按其产生旋转磁场的磁极的类型又可分为：

(a) 电励磁同步发电机转子为线绕凸极式磁极，由外接直流电流激磁来产生磁场。

(b) 永磁同步发电机转子为铁氧体材料制造的永磁体磁极，通常为低速多极式，不用外界激磁，简化了发电机结构，因而具有多种优势。 二、相关风力发电控制技术

随着经济节约型社会的逐步推进，风能作为清洁的可再生能源，实现风力发电也越来越受到人们关注。然而面对风况的可变性(锋速的大小、方向的随机性)以及风电场中风力发电机组布置的分散性，要实现风电低成本、超大规模开发利用，作为其可靠、高效运行的关键技术，控制技术需要进行不断地改进，并具有广阔的研究前景。

三、风力发电机组控制系统构成

风力发电机组控制系统由本体系统和电控(总体控制)系统组成，本体系统包括空气动力学系统、发电机系统、变流系统及其附属结构;电控系统由不同的模块构成，主模块包括变桨控制、偏航控制、变流控制等，辅助模块则包括通讯、监控、健康管理控制等。而且，在本体系统与电控系统间实现系统的联系及信号的变换。例如，空气动力系统的桨距由变桨控制系统控制，保证了风能转化的最大化，功率输出的稳定等作用。风轮的自动对风及连续跟踪风向引起电缆缠绕的自动解缆受偏航控制系统控制，分为主、被动迎风两种模式，目前大型并网风电系统多采用主动偏航模式。变流控制常和变桨距系统结合，对变速恒频的运行及最大额定功率进行控制。

根据风电机组不同的分类标准，可将机组控制系统分为不同种类。目前风力发电的主流机型主要是依据桨距特性，发电机类型等分类，通过技术不断改进，控制系统由最先的定桨距恒速恒频控制到变桨距恒速恒频控制，随之发展为变桨距变速恒频控制。此外，据连接电网类型可将风电控制系统分为离网型和并网型，前者已步入大规模稳定发展阶段。后者则成为现阶段控制系统的主要发展方向。

1.变桨控制

变桨控制是风电机组控制系统的研究重点，其实际上即对功率的控制。相对于定桨距控制无法解决桨叶自动失速，功率不稳的问题，该系统通过改变桨距角，使得在低风速(即低于额定风速)时，风机处于最优的风能捕获状态，桨距保持为零，实现风能的最大利用率;在高风速(即高于额定风速)时，改变攻角变化，降低叶片空气动力转矩，又能达到调节速度、限制功率的目的。减小风速、风向可变性对机组的影响。因相应的风轮特性的不同，变桨控制分为主动和被动控制。

2.偏航控制

偏航系统又称对风装置，是风电机组特有的伺服控制系统，将风向改变的信号经过一系列的控制系统程序，调整风轮与风向一致，保证了风电机组的平稳运转，使得风能高效利用，进而大大降低发电成本并有效保护电机。作为随动系统，连续跟踪风向很可能造成电缆缠绕，偏航系统也具有自动解缆的功能。同样对应不同的风电机组，应用不同的偏航装置，分为尾舵对风、侧风轮对风、伺服电机或调向电机调向，前两者为被动迎风，后者为主动迎风。

3.变流系统

变流系统采用全功率变流，完成风电机组输出功率的变换与并网。现今并网系统包括直接并网、降压并网、准同步并网、软并网，而软并网目前使用最普遍。

风电机组启动时，变流控制原件实现风电机的并网，在正常工作中，变流控制单元又要接受主控器的命令，控制输出功率，实现了电网有功功率与无功功率的灵活控制。

四、风力发电技术发展趋势的展望

在我国大力发展以风能太阳能新发电方式为代表的电力系统成为长期的国策，新能源电力不远将来成为我国电力建设不可缺少的部分，随着洋品牌不断降价，整机厂介入，新一轮竞争越来越激烈，要和国内整机厂结合起来大家要做。电网友好耗型的故障穿越式的技术是国产变流器必须解决的问题，国产化使我们国家整个技术水平上一个台阶。

五、风力发电前景的建议

1 做好风能资源的勘察

风资源的测定是发挥风电作用的前提基础，因此将来应该在这方面增大投入，对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解，为政府和风电的决策者合理地规划风电提供正确的指导。为进一步摸清风能资源状况，必须加快开展风能资源的普查工作。这方面，不仅需要有关部门筹集一定资金用于加大风力资源勘测工作的投入，各地也要自筹资金开展本地区风力资源的勘察，认真调查确定可开发风电场的分布和规模。

2 提高风电机组的制造技术

要提高我国风力发电应用的技术水平，需要不断增进与发达国家的交流，学习其先进技术，只有清楚彼此差距，才能不断提升我国的风电技术水平。我国提出，到2010年风电装机要有80%的国产化率，必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定：“国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域，纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展，促进可再生能源开发利用的技术进步”。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。提高风电技术也是降低风电成本和上网电价的关键所在。

3 依托政策发展风电

2006年国家正式实施了《可再生能源法》，2008年，国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。这些政策法规的出台为风力发电的发展提供了制度上的支持，在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作，使风电的发展稳步，快速的发展起来。

中国的风电发展迄今已经有30多年，取得了显著进步。但由于基础薄弱，风电发展的过程中面临的技术落后、政策扶持不够及上网电价高等诸多困难。随着政府和民众对风电的逐步认识、《可再生能源法》正式实施和《可再生能源发展“十一五”规划》的出台，以及风电设备的设计、制造技术方面不断提高，风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整做出巨大的贡献。风电产业和相关的科研机构应该抓住这一契机，为风电的全面发展作一个系统可行的规划，逐步解决风电发展中的困难，完善风电机制，在提高风电战略地位的同时，早日使风电普及惠民。

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