Павленко А.А.
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ПРИ РАБОТЕ ВЕТРОЭЛЕКТРОУСТАНОВОК *
Аннотация:
в работе будут рассмотрены наиболее распространённые технологические нарушения, возникающие при эксплуатации ветроэнергетических установок (ВЭУ). Выполнена классификация отказов, проанализированы их причины и предложены меры по предупреждению аварийных ситуаций. Особое внимание уделено вопросам диагностики, эксплуатации и проектных решений, направленных на повышение надёжности в условиях переменных климатических и ветровых нагрузок.
Ключевые слова:
ветроэнергетика, надёжность, генератор, диагностика, отказ, мониторинг, техническое обслуживание
Рост интереса к возобновляемым источникам энергии, в частности к ветроэнергетике, обуславливает необходимость повышения надёжности ключевых компонентов ВЭУ, особенно генераторов. Генератор ветрогенератора является узлом, на который приходится значительная доля отказов, особенно в условиях высоких ветровых нагрузок, неблагоприятного климата и нестабильной эксплуатационной среды.Генератор является одним из ключевых компонентов ветроэлектроустановки (ВЭУ), определяющим эффективность и стабильность выработки электроэнергии. Надёжность его работы напрямую влияет на общую производительность и срок службы всей системы.В процессе эксплуатации генераторов ветроэнергетических установок (ВЭУ) могут возникать разнообразные технологические нарушения, которые условно можно разделить на механические, электрические, тепловые и системные. Ниже приведён список наиболее часто встречающихся нарушений.Малые ВЭУ (до 100 кВт) часто имеют генераторы с прямым приводом, постоянный ток на выходе, аэроупругие лопасти, подшипники на весь срок службы и используют флюгер для направления на ветер. Более крупные и более дорогие турбины обычно имеют зубчатые передачи, выход переменного тока, закрылки и активно направлены на ветер.Асинхронные генераторы, используемые в малых ВЭУ подвержены различным техническим недостаткам:1) нестабильностью напряжения,2) повреждениями в обмотках ротора,Возможно наличие поврежденных стержней. Данный вид повреждения называется обрывом стержня и может возникать из-за различных причин, например, из-за перегрева генератора.3) повреждения в обмотке статора, например, замкнутые на коротко витки.В целом, технологические нарушения (отказы) при работе генераторов ВЭУ зависят от типа генератора и конструкции трансмиссии, например, генератор был перегружен током при ураганных скоростях ветра, если отсутствует механизм торможения и соответствующая датчико-преобразующая оснастка.Основные технические нарушения и причины при эксплуатации генераторов ветроэнергетических установок:Также, стоит взять во внимание, что повреждение лопастей ветрогенератора относят к самым дорогим типам отказа, так как стоимость сменных лопастей, а также стоимостная оценки сложности и продолжительности ремонта в совокупности могут составлять 15-20% от общей стоимости небольшой ветростанции.К факторам риска повреждений лопастей относят трещины, повреждения системы молниезащиты, износ. Электрические системы и системы управления могут быть повреждены из-за коррозионных процессов, износа, загрязнения.Надёжность ветроэлектроустановок (ВЭУ) является ключевым фактором, определяющим эффективность и стабильность выработки электроэнергии на основе ветрового потенциала. Современные исследования направлены на создание композитных материалов с высокой стойкостью к коррозии, утомлению и климатическим нагрузкам. Повышение ресурса подшипников и систем привода также является важным направлением.Одним из наиболее эффективных путей повышения надёжности является внедрение систем предиктивной диагностики, основанных на:- постоянном контроле температуры, вибрации, влажности, сопротивления изоляции,- анализе трендов изменения параметров в режиме реального времени,- применении машинного обучения для прогнозирования отказов.Система SCADA и встроенные IoT-модули позволяют заблаговременно выявлять отклонения от нормы, снижая вероятность внезапных отказов оборудования.Повышение надёжности генераторов ветроэлектроустановок (ВЭУ) является важной задачей для обеспечения устойчивой и эффективной выработки электроэнергии из ветровых ресурсов. Анализ технологических нарушений показал, что большинство отказов обусловлено совокупным воздействием электрических, механических, тепловых и климатических факторов. Особую уязвимость демонстрируют генераторы малой мощности, в том числе с асинхронными схемами, в которых часто наблюдаются повреждения обмоток, подшипников и других критически важных узлов.Установлено, что значительная доля отказов вызвана не только конструктивными или эксплуатационными недостатками, но и отсутствием надлежащих систем мониторинга и защиты от внешних воздействий. Поэтому одним из перспективных направлений повышения надёжности ВЭУ является внедрение интеллектуальных систем предиктивной диагностики на основе SCADA, IoT и технологий машинного обучения. Такие системы обеспечивают раннее обнаружение отклонений в параметрах работы генераторов, позволяют минимизировать простои и предотвращать дорогостоящие аварии.Таким образом, комплексный подход, сочетающий техническую модернизацию, цифровизацию процессов диагностики и адаптацию к внешним условиям, является основой для повышения надёжности ветроэнергетических установок и расширения их практического применения в условиях роста потребностей в экологически чистой электроэнергии.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 3
Ссылка для цитирования:
Павленко А.А. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ПРИ РАБОТЕ ВЕТРОЭЛЕКТРОУСТАНОВОК // Вестник науки №5 (86) том 3. С. 2112 - 2116. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23252 (дата обращения: 17.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+