Page 157 - 新能源风力发电技术与自动化技术研究

第五章 风力发电机组故障诊断与维护

寸也变得越来越大。几十米长的叶片在运输过程中很不方便，另外，很多风场位
于偏远的山区，交通不便利，在运输过程中风沙和植物会对叶片的尖端造成损伤；
在安装过程中吊绳和夹具也容易对叶片的前缘区域造成损伤。

在运行过程中因外载荷作用受到损伤。风力发电机组在运行过程中，由于复
杂的服役环境，叶片会受到外力冲击以及风载荷的作用，风载荷的方向和大小都
不同，风流方向也不是一成不变的，这就使叶片产生不同方向、不同形式的运动，
其中包括一些振动。风力机超负荷运行会产生激振力，当激振频率接近叶片的固

有频率时，叶片会发生严重的形变，从而引发疲劳受损，出现玻璃钢发白分层、
黏接处开裂等损伤。
环境因素影响所造成的损伤。风力发电机组主要安装在风能丰富的区域，而
风能丰富的地区通常存在风沙、雨雪、雷电、盐雾等现象。随着风电机组的服役

时间逐渐增长，叶片表面愈发污浊，叶片表面的涂层材料被腐蚀，这就加快了叶
片表面的风化氧化，使叶片产生细微裂纹；另外，静电灰尘以及其他附着物产生
的混合物，也会导致叶片的老化加速。当出现雨雪天气时，空气湿度大，再加上
温度降低，饱和气温在 -20℃以下时，容易出现雾凇现象，叶片表面会结晶，有

时甚至叶片表面会附着不规则冰凌，使叶片表面粗糙度增加，或导致叶片翼型改
变，降低叶片翼型的气动特性，从而降低风轮效率；当出现阴雨天气时，风电机
组和叶片表面的湿度增加，发生雷电现象时，极易发生雷电并未从引雷器释放，
而是出现雷电误导后电击叶片的情况。雷击是自然界中对风力发电机组安全运行

危害最大的一种灾害。雷电释放的巨大能量会造成风力机组叶片的损坏，统计数
据显示，在北欧的风力发电机组中，每年每 100 台中有 4 ～ 8 台因遭受雷击而损
坏；调查结果还表明，在所有引发风电机组故障的外部因素中电击约占 25%。南
方沿海盐雾环境下，盐雾中高浓度盐与金属材料发生化学反应生成酸性金属盐，

在叶片表面形成覆盖层，严重影响叶片的气动性能。环境因素给叶片造成巨大的
损伤，使设备不能达到设计运行要求，给设备的安全运行带来严重后果，给风场
的安全、经济运行造成巨大影响。
上述自然因素或者人为因素产生的早期轻微机械损伤，会随着风电机组的运

行、材料的老化等逐渐发展成为严重的机械故障，给机组的运行带来安全隐患。

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