风电机组电气设备的环境试验研究

　　研究风电机组电气设备在制造、运输、安装及工作现场所经历的各种环境条件，以及环境条件对设备可能造成的影响；在此基础上，推荐若干试验方法和规范应用于风电机组电气设备。
　　风电是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展清洁能源是世界各国的战略选择。风电技术装备是风电产业的重要组成部分，也是风电产业发展的基础和保障，世界各国纷纷采取激励措施，从产品设计、技术研发、质量控制等各方面推动本国风电技术装备行业走向成熟。随着风电产业的快速发展，如何提高设备的环境适应性和可靠性越来越成为影响风电企业发展的关键因素。
　　国内外相关背景
　　目前我国风力发电机组每年装机总量达到数千台，其中大部分机型从国外引进，甚至存在引进国外也未得到充分验证和考核的机型。我国从国外引进的机型是按照国际标准设计的，国际标准所规定的载荷条件主要是依据中欧和北美的风况、气候制定的。而我国一些地区的风况、气候条件及地质、地貌与国际标准中所列出的情况差别较大。因此，按照国际标准设计的机型可能不完全适合我国的自然条件，存在质量风险，一旦出现质量问题，可能会导致大量维修或者更换机
组事件发生。如，999年丹麦风电事件：丹麦的NEG Micon发生批量齿轮箱故障，需要更换1250台齿轮箱，该公司为此倒闭，后来Vestas收购了该公司。
　　我国界资源丰富，但不同地域的资源条件差别很大。例如北方多高寒和沙尘暴，南方多高温、潮湿和台风，海上多盐雾和风浪，极端气候条件明显，并且还存在山地、丘陵等复杂地形。这些环境条件不可避免会对风电机组的正常运行造成影响，甚至造成风电设备出现故障、停机。为避免出现上述情况，风电机组设备的设计人员在产品设计阶段必须考虑上述恶劣环境因素；其次，产品在定型前，有必要在实验室内用合适的方法模拟上述环境条件进行充分的试验，检验设备的环境适应性与可靠性，及时发现并改进产品在结构、、工艺、材料、元器件等方面潜在的缺
陷，降低产品在外场出现故障的概率。依据国内外相关资料可知，合理的环境试验是提高设备质量的必要且有效手段。

　　风电机组电气设备的环境条件与试验研究
　　风电机组结构介绍
　　常规的风力发电机组整体结构如图，所示，包含众多机械、电气及电子装置，主要部件有：风轮叶片、测风装置、机舱、偏航环、塔架以及塔基．
　　风电机组中的电气设备包括机舱控制柜、发电机、塔基控制柜、变流器等，机舱控制柜、发电机装在机舱内，塔基控制柜、变流器装在塔基内。
　　风电机组电气设备的环境条件研究
　　我国陆上风电场分布在新疆、内蒙古、甘肃、广东、浙江等二十多个省（市、区），若干海上风电场也在建设当中，各风电场的气候环境条件
差异较大，其中，对电气设备影响较大的环境应力包括：温度、振动、冲击、湿度、盐雾、低气压、电磁干扰等。下面以机舱控制柜为例（内部结
构如图2所示），研究其在制造、运输、安装、工作过程中经历的各种环境条件，具体内容见表1。
    不同种类环境条件对电气设备造成的影响如下：
　　温度环境效应