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風力發(fā)電機是集電氣、機械、空氣動力學等各學科于一體的綜合產(chǎn)品，各部分緊密聯(lián)系，息息相關。風力機維護的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟效益的高低；風力機本身性能的好壞，也要通過維護檢修來保持，維護工作及時有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障的發(fā)生，提高風機效率。
風機維護可分為定期檢修和日常排故維護兩種方式。
1．風機的定期檢修維護
定期的維護保養(yǎng)可以讓設備保持佳期的狀態(tài)，并延長風機的使用壽命。定期檢修維護工作的主要內(nèi)容有：風機聯(lián)接件之間的螺栓力矩檢查（包括電氣連接），各傳動部件之間的潤滑和各項功能測試。
風機在正常運行中時，各聯(lián)接部件的螺栓長期運行在各種振動的合力當中，極易使其松動，為了不使其在松動后導致局部螺栓受力不均被剪切，我們必須定期對其進行螺栓力矩的檢查。在環(huán)境溫度低于-5℃時，應使其力矩下降到額定力矩的80%進行緊固，并在溫度高于-5℃后進行復查。我們一般對螺栓的緊固檢查都安排在無風或風小的夏季，以避開風機的高出力季節(jié)。
風機的潤滑系統(tǒng)主要有稀油潤滑（或稱礦物油潤滑）和干油潤滑（或稱潤滑脂潤滑）兩種方式。風機的齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用的是稀油潤滑方式，其維護方法是補加和采樣化驗，若化驗結(jié)果表明該潤滑油已無法再使用，則進行更換。干油潤滑部件有發(fā)電機軸承，偏航軸承，偏航齒等。這些部件由于運行溫度較高，極易變質(zhì)，導致軸承磨損，定期維護時，必須每次都對其進行補加。另外，發(fā)電機軸承的補加劑量一定要按要求數(shù)量加入，不可過多，防止太多后擠入電機繞組，使電機燒壞。
定期維護的功能測試主要有過速測試，緊急停機測試，液壓系統(tǒng)各元件定值測試，振動開關測試，扭纜開關測試。還可以對控制器的極限定值進行一些常規(guī)測試。
定期維護除以上三大項以外，還要檢查液壓油位，各傳感器有無損壞，傳感器的電源是否可靠工作，閘片及閘盤的磨損情況等方面。
2．日常排故維護
風機在運行當中，也會出現(xiàn)一些故障必須到現(xiàn)場去處理，這樣我們就可順便進行一下常規(guī)維護。首先要仔細觀察風機內(nèi)的安全平臺和梯子是否牢固，有無連接螺栓松動，控制柜內(nèi)有無糊味，電纜線有無位移，夾板是否松動，扭纜傳感器拉環(huán)是否磨損破裂，偏航齒的潤滑是否干枯變質(zhì)，偏航齒輪箱、液壓油及齒輪箱油位是否正常，液壓站的表計壓力是否正常，轉(zhuǎn)動部件與旋轉(zhuǎn)部件之間有無磨損，看各油管接頭有無滲漏，齒輪油及液壓油的濾清器的指示是否在正常位置等。第二是聽，聽一下控制柜里是否有放電的聲音，有聲音就可能是有接線端子松動，或接觸不良，須仔細檢查，聽偏航時的聲音是否正常，有無干磨的聲響，聽發(fā)電機軸承有無異響，聽齒輪箱有無異響，聽閘盤與閘墊之間有無異響，聽葉片的切風聲音是否正常。第三，清理干凈自己的工作現(xiàn)場，并將液壓站各元件及管接頭擦凈，以便于今后觀察有無泄漏。
雖然上述的常規(guī)維護項目并不是很*，但我們只要每次都能做到認真、仔細，一定能防止出現(xiàn)故障隱患，提高設備的完好率和可利用率。
要想運行維護好風力發(fā)電機組，在平時還要對風機相關理論知識進行深入地研究和學習，認真做好各種維護記錄并存檔，對庫存的備件進行定時清點，對各類風機的多發(fā)性故障進行深入細致分析，并力求對其做出有效預防。只有防患于未然，才是我們運行維護的高境界。
1 同步發(fā)電機
基本信息
作發(fā)電機運行的同步電機。是一種常用的交流發(fā)電機。在現(xiàn)代電力工業(yè)中，它廣泛用于水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電以及柴油機發(fā)電。由于同步發(fā)電機一般采用直流勵磁，當其單機獨立運行時，通過調(diào)
節(jié)勵磁電流，能方便地調(diào)節(jié)發(fā)電機的電壓。若并入電網(wǎng)運行，因電壓由電網(wǎng)決定，不能改變，此時調(diào)節(jié)勵磁電流的結(jié)果是調(diào)節(jié)了電機的功率因數(shù)和無功功率。
同步發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與同步電機相同，一般采用三相形式，只在某些小型同步發(fā)電機中電樞繞組采用單相。
工作特性
表征同步發(fā)電機性能的主要是空載特性和負載運行特性。這些特性是用戶選用發(fā)電機的重要依據(jù)。
空載特性
發(fā)電機不接負載時，電樞電流為零，稱為空載運行。此時電機定子的三相繞組只有勵磁電流If感生出的空載電動勢E0（三相對稱），其大小隨If的增大而增加。但是，由于電機磁路鐵心有飽和現(xiàn)象，所以兩者不成正比（圖1）。反映空載電動勢E0與勵磁電流If關系的曲線稱為同步發(fā)電機的空載特性。
電樞反應
當發(fā)電機接上對稱負載后，電樞繞組中的三相電流會產(chǎn)生另一個旋轉(zhuǎn)磁場，稱電樞反應磁場。其轉(zhuǎn)速正好與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)。
同步發(fā)電機的電樞反應磁場與轉(zhuǎn)子勵磁磁場均可近似地認為都按正弦規(guī)律分布。它們之間的空間相位差取決于空載電動勢E0與電樞電流I之間的時間相位差。電樞反應磁場還與負載情況有關。當發(fā)電機的負載為電感性時，電樞反應磁場起去磁作用，會導致發(fā)電機的電壓降低；當負載呈電容性時，電樞反應磁場起助磁作用，會使發(fā)電機的輸出電壓升高。
負載運行特性
主要指外特性和調(diào)整特性。外特性是當轉(zhuǎn)速為額定值、勵磁電流和負載功率因數(shù)為常數(shù)時，發(fā)電機端電壓U與負載電流I之間的關系，如圖2所示。調(diào)整特性是轉(zhuǎn)速和端電壓為額定值、負載功率因數(shù)為常數(shù)時，勵磁電流If與負載電流I之間的關系，如圖3所示。圖2中還顯示出電阻性、電容性和電感性3種負載的情況。由于電樞反應磁場影響的不同，三者的曲線也不一樣。在外特性中，從空載到額定負載時電壓的變化程度稱為電壓變化率△U，常用百分數(shù)表示為
同步發(fā)電機的電壓變化率約為20～40%。一般工業(yè)和家用負載都要求電壓保持基本不變。為此，隨著負載電流的增大，必須相應地調(diào)整勵磁電流。圖3所示為 3種不同性質(zhì)負載下的調(diào)整特性。雖然調(diào)整特性的變化趨勢與外特性正好相反，對于感性和純電阻性負載，它是上升的，而在容性負載下，一般是下降的。
高速同步發(fā)電機
因大多數(shù)發(fā)電機與原動機同軸聯(lián)動，火電廠都用高速汽輪機作原動機，所以汽輪發(fā)電機通常用高轉(zhuǎn)速的2極電機，其轉(zhuǎn)速達3000轉(zhuǎn)/分（在電網(wǎng)頻率為60赫時，為3600轉(zhuǎn)/分）。核電站多用4極電機，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分（當電網(wǎng)頻率為60赫時，為1800轉(zhuǎn)/分）。為適應高速、高功率要求，高速同步發(fā)電機在結(jié)構(gòu)上一是采用隱極式轉(zhuǎn)子，二是設置專門的冷卻系統(tǒng)。
?、匐[極式轉(zhuǎn)子：外表呈圓柱形，在圓柱表面開槽以安放直流勵磁繞組，并用金屬槽楔固緊，使電機具有均勻的氣隙。由于高速旋轉(zhuǎn)時巨大的離心力，要求轉(zhuǎn)子有很高的機械強度。隱極式轉(zhuǎn)子一般由高強度合金鋼整塊鍛成，槽形一般為開口形，以便安裝勵磁繞組。在每一個極距內(nèi)約有1/3部分不開槽，形成大齒；其余部分的齒較窄，稱做小齒。大齒中心即為轉(zhuǎn)子磁極的中心。有時大齒也開一些較小的通風槽，但不嵌放繞組；有時還在嵌線槽底部銑出窄而淺的小槽作為通風槽。隱極式轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子本體軸向兩端還裝有金屬的護環(huán)和中心環(huán)。護環(huán)是由高強度合金制成的厚壁圓筒，用以保護勵磁繞組端部不至被巨大的離心力甩出；中心環(huán)用以防止繞組端部的軸向移動，并支撐護環(huán)。此外，為了把勵磁電流通入勵磁繞組，在電機軸上還裝有集電環(huán)和電刷。
?、诶鋮s系統(tǒng)：由于電機中能量損耗和電機的體積成正比，它的量級與電機線度量級的三次方成比例，而電機散熱面的量級只是電機線度量級的二次方。因此，當電機尺寸增大時（受材料限制，增大電機容量就得加大其尺寸），電機每單位表面上需要散發(fā)的熱量就會增加，電機的溫升將會提高。在高速汽輪發(fā)電機中，離心力將使轉(zhuǎn)子表面和轉(zhuǎn)子中心孔表面產(chǎn)生巨大的切向應力，轉(zhuǎn)子直徑越大，這種應力也越大。因此，在鍛件材料允許的應力極限范圍內(nèi)，2極汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子本體直徑不能超過1250毫米。大型汽輪發(fā)電
機要增大單機容量，只有靠增加轉(zhuǎn)子本體的長度（即用細長的轉(zhuǎn)子）和提高電磁負荷來解決。目前，轉(zhuǎn)子長度可達8米，已接近極限。要繼續(xù)提高單機容量，只能是提高電機的電磁負荷。這使大型汽輪發(fā)電機的發(fā)熱和冷卻問題變得特別突出。為此，已研制出多種冷卻系統(tǒng)。對于50000千瓦以下的汽輪發(fā)電機，多采用閉路空氣冷卻系統(tǒng)，用電機內(nèi)的風扇吹拂發(fā)熱部件降溫。對于容量為5～60萬千瓦的發(fā)電機，廣泛使用氫冷。氫氣（純度99%）的散熱性能比空氣好，用它來取代空氣不僅散熱效果好，而且可使電機的通風摩擦損耗大為降低，從而能顯著提高發(fā)電機的效率。但是，采用氫冷必須有防爆和防漏措施，這使電機結(jié)構(gòu)更為復雜，也增加了電極材料的消耗和成本。此外，還可采用液體介質(zhì)冷卻，例如水的相對冷卻能力為空氣的50倍，帶走同樣的熱量，所需水的流量比空氣小得多。因此，在線圈里采用一部分空心導線，導線中通水冷卻，就可以大大降低電機溫升，延緩絕緣老化，增長電機壽命。1956年，英國*臺12000千瓦定子線圈水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機。1958年，中國由浙江大學、上海電機廠首先研制成臺定、轉(zhuǎn)子線圈都采用水內(nèi)冷的 12000千瓦雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機，為這種冷卻方式奠定了基礎。世界一些國家在大容量電機中也廣泛采用水內(nèi)冷技術，并制造出了幾十萬到一百多萬千瓦的巨型發(fā)電機。除了水冷外，液體冷卻介質(zhì)還可使用變壓器油，其相對導熱能力約為水的40%，絕緣性能好，可將發(fā)電機額定電壓提高到幾萬伏，從而節(jié)約了升壓變壓器的投資。近年來，還在研究用氟利昂作為冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)冷卻技術。氟利昂絕緣好，很容易氣化，利用其氣化潛熱來冷卻電機，是一種有意義的探索方向。
低速同步發(fā)電機
多數(shù)由較低速度的水輪機或柴油機驅(qū)動。電機磁極數(shù)由4極到60極，甚至更多。對應的轉(zhuǎn)速為1500～100轉(zhuǎn)/分及以下。由于轉(zhuǎn)速較低，一般都采用對材料和制造工藝要求較低的凸極式轉(zhuǎn)子。
凸極式轉(zhuǎn)子的每個磁極常由1～2毫米厚的鋼板疊成，用鉚釘裝成整體，磁極上套有勵磁繞組（圖4）。勵磁繞組通常用扁銅線繞制而成。磁極的極靴上還常裝有阻尼繞組。它是一個由極靴阻尼槽中的裸銅條和焊在兩端的銅環(huán)形成的一個短接回路。磁極固定在轉(zhuǎn)子磁軛上，磁軛由鑄鋼鑄成。凸極式轉(zhuǎn)子可分為臥式和立式兩類。大多數(shù)同步電動機、同步調(diào)相機和內(nèi)燃機或沖擊式水輪機拖動的發(fā)電機，都采用臥式結(jié)構(gòu)；低速、大容量水輪發(fā)電機則采用立式結(jié)構(gòu)。
臥式同步電機的轉(zhuǎn)子主要由主磁極、磁軛、勵磁繞組、集電環(huán)和轉(zhuǎn)軸等組成。其定子結(jié)構(gòu)與異步電機相似。立式結(jié)構(gòu)必須用推力軸承承擔機組轉(zhuǎn)動部分的重力和水向下的壓力。大容量水輪發(fā)電機中，此力可高達四、五十兆牛（約相當于四、五千噸物體的重力），所以這種推力軸承的結(jié)構(gòu)復雜，加工工藝和安裝要求都很高。按照推力軸承的安放位置，立式水輪發(fā)電機分為懸吊式和傘式兩種。懸吊式的推力軸承放在上機架的上部或中部，在轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)子直徑與鐵心長度的比值較小時，機械上運行較穩(wěn)定。傘式的推力軸承放在轉(zhuǎn)子下部的下機架上或水輪機頂蓋上。負重機架是尺寸較小的下機架，可節(jié)約大量鋼材，并能降低從機座基礎算起的發(fā)電機和廠房高度。
同步發(fā)電機的并聯(lián)運行 同步發(fā)電機絕大多數(shù)是并聯(lián)運行，并網(wǎng)發(fā)電的。各并聯(lián)運行的同步發(fā)電機必須頻率、電壓的大小和相位都保持一致。否則，并聯(lián)合閘的瞬間，各發(fā)電機之間會產(chǎn)生內(nèi)部環(huán)流，引起擾動，嚴重時甚至會使發(fā)電機遭受破壞。但是，兩臺發(fā)電機在投入并聯(lián)運行以前，一般說來它們的頻率與電壓的大小和相位是不會*相同的。為了使同步發(fā)電機能投入并聯(lián)運行，首先必須有一個同步并列的過程。同步并列的方法可分為準同步和自同步兩種。同步發(fā)電機在投入并聯(lián)運行以后，各機負載的分配決定于發(fā)電機的轉(zhuǎn)速特性。通過調(diào)節(jié)原動機的調(diào)速器，改變發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速特性，即可改變各發(fā)電機的負載分配，控制各發(fā)電機的發(fā)電功率。而通過調(diào)節(jié)各發(fā)電機的勵磁電流，可以改變各發(fā)電機無功功率分配和調(diào)節(jié)電網(wǎng)的電壓。
準同步并列
將已加勵磁的待投運發(fā)電機通過調(diào)節(jié)其原動機的轉(zhuǎn)速和改變該發(fā)電機的勵磁，使其和運行中的發(fā)電機的頻率差不超過0.1～0.5%。在兩機電壓相位差不超過10°的瞬間進行合閘并聯(lián)，兩者即可自動牽入同步運行。準同步并列的操作可以手動，也可以借自動裝置完成。
自同步并列
把待投入并聯(lián)的發(fā)電機轉(zhuǎn)速調(diào)到接近電網(wǎng)的同步轉(zhuǎn)速，在未加勵磁的條件下就合閘并聯(lián)，然后再加入勵磁，依靠發(fā)電機和電網(wǎng)之間出現(xiàn)的環(huán)流及相應產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩把發(fā)電機迅速牽入同步。采用自同步并列時，由于減少了調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速、電壓和選擇合閘瞬間所需的時間，所以并列的過程較快，特別適宜于電力系統(tǒng)事故情況下機組的緊急投入。但是此法在并列合閘瞬間的電流沖擊比較大，會使電網(wǎng)電壓短時下降，電機繞組端部承受較大的電磁力。
2 交流發(fā)電機
在日常生活中我們用交流發(fā)電機來供用電設備使用時，常發(fā)生用電設備不能正常工作的情況,其原因是發(fā)電機輸出的交流電不夠穩(wěn)定，這時候需要電力穩(wěn)壓器來穩(wěn)定電壓，也就是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫降慕涣鞣€(wěn)壓電源，交流穩(wěn)壓電源能使發(fā)電機的輸出電壓精度穩(wěn)定到我們用電設備正常工作所允許的范圍。
交流發(fā)電機構(gòu)造
交流發(fā)電機的構(gòu)造稍顯復雜。但是不論它是單相還是三相，都是由下列幾個主要部分組成：
?、偶ご挪糠?，包括激磁機和磁場部分。
?、齐姌胁糠帧?/p>
?、菣C殼部分，包括裝置備部分的鐵架和機座。
3 異步發(fā)電機
異步發(fā)電機又稱“感應發(fā)電機”。利用定子與轉(zhuǎn)子間氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中感應電流相互作用的一種交流發(fā)電機。其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同，但轉(zhuǎn)速略高于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。常用作小功率水輪發(fā)電機。
交流勵磁發(fā)電機又被人們稱之為雙饋發(fā)電機
4 三相異步電動機
.交流勵磁發(fā)電機由于轉(zhuǎn)子方采用交流電壓勵磁，使其具有靈活的運行方式，在解決電站持續(xù)工頻過電壓、變速恒頻發(fā)電、抽水蓄能電站電動-發(fā)電機組的調(diào)速等問題方面有著傳
統(tǒng)同步發(fā)電機*的*性。交流勵磁發(fā)電機主要的運行方式有以下三種：1） 運行于變速恒頻方式；2） 運行于無功大范圍調(diào)節(jié)的方式；3） 運行于發(fā)電-電動方式。
隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的提高，線路的增長，當線路的傳輸功率低于自然功率時，線路和電站將出現(xiàn)持續(xù)的工頻過電壓.為改善系統(tǒng)的運行特性，不少技術*的國家，在6"世紀A"年代初開始研究異步發(fā)電機在大電力系統(tǒng)中的應用問題，并認為大系統(tǒng)采用異步發(fā)電機后，可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性和運行的經(jīng)濟性.
異步發(fā)電機由于維護方便，穩(wěn)定性好，常用作并網(wǎng)運行的小功率水輪發(fā)電機。當用原動機將異步電機的轉(zhuǎn)子順著磁場旋轉(zhuǎn)方向拖動，并使其轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速時，電機就進入發(fā)電機運行，并把原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)變成電能送至電網(wǎng)。這時電機的勵磁電流取自電網(wǎng)。
異步發(fā)電機也可以并聯(lián)電容，靠本身剩磁自行勵磁，獨立發(fā)電（見圖），這時發(fā)電機的電壓與頻率由電容值、原動機轉(zhuǎn)速和負載大小等因素決定。當負載改變，一般要相應地調(diào)節(jié)并聯(lián)的電容值，以維持電壓穩(wěn)定。由于異步電機并聯(lián)電容時，不需外加勵磁電源就可獨立發(fā)電，故在負荷比較穩(wěn)定的場合，有可取之處。例如可用作農(nóng)村簡易電站的照明電源或作為備用電源等。
參考資料
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