【摘 要】在当今全球能源结构转型的大背景下，风能作为可再生能源的中坚力量，其开发利用日益受到各国政府与科研机构的高度重视。风电场作为将风能转换为电能的核心场所，其运行效率与维护管理的优化关系到能源的可持续供应，更是实现绿色低碳发展愿景的关键所在。本研究旨在深入探讨风电场风力发电机组变压器的运行与维护策略，为提升风电系统整体效能提供理论依据与实践指导。

【关键词】风电场；风力发电机组；变压器；运行与维护；策略

引言

风力发电以其清洁、可再生的特性正逐渐成为全球能源结构转型的中坚力量。风电场作为这一绿色革命的前沿阵地，其核心设备——风力发电机组变压器，不只是能量转换的关键环节，也是确保电力系统稳定运行与高效传输的基石。然而，面对复杂多变的自然环境与日益增长的能源需求，如何保障这些变压器安全高效地运行并实施科学合理的维护策略，是摆在全球风电行业面前的一项紧迫课题。

一、发电机组变压器故障的表现

（一）温升异常

温升异常是变压器健康状况的直观反映，也是故障预警的重要指标。变压器工作时因电磁能量转换而产生的损耗——铁损与铜损，无可避免地转化为热能。为了确保这些热能不影响设备正常运行，变压器中设计了油液循环与热辐射等多种散热机制，以此形成有效的热交换途径，以维系内部温度的平衡状态。要监测这项平衡是否被打破，通常依靠安装于变压器上的温度计及先进的在线检测系统，它们时刻记录着上层油温与高低绕组的温变情况。然而，当变压器功能出现偏差乃至故障时，其内部热量散逸的和谐节奏会被打乱，导致温度超出常规范围，这一异常温升现象随即浮出水面。它直接体现了变压器可能正遭受过载、绝缘老化、冷却系统失效等问题的困扰，还间接预示着更深层次的机械或电气故障隐患[1]。

（二）振动和响声异常

在变压器日常运作的自然状态下，微弱的振动与可闻的声响属于常态，这是由于交流电流通入绕组后激发了铁芯内周期性的磁场变化，进而诱导铁芯片发生磁致伸缩效应。此过程伴随着铁芯叠片间微妙的磁力互动及线圈内部电磁力的动态均衡调整，从而产生规律性的物理振动与相应声响。这一现象可以说是变压器生命力的“脉动”，反映出其内部电磁活动的和谐状态。然而，当这股“脉动”偏离常态，如图1 所示，展现出增强的振动幅度或异常的音频特征，甚或掺杂了非典型杂音时，便可能揭示出变压器内部隐藏的故障端倪[2]。此类异常变化或是内部结构件松动、绕组短路、铁芯对地短路等故障的前兆，它们干扰原本有序的能量转换过程，引发额外的机械应力与电磁扰动。此时，对变压器振动与声响的精密监测与分析显得尤为关键，它不仅是故障诊断的直观线索，也是预防性维护策略制定的重要依据。

（三）油位异常

变压器油作为保障设备安全运行的“生命之液”，扮演着散热媒介、绝缘守护者及消弧介质的多重角色，其量的适宜与否直接关乎变压器能否在复杂工况下维持稳定高效的作业状态。油位的监测通常依托于精密设计的油位指示装置，该装置如同变压器的液体“晴雨表”，实时反映着内部油量的变化。一旦油位指示异常，特别是油位低于标准线，就不只是简单的油量减少问题，而是一个预示潜在严重后果的警示信号。油位下降可能导致冷却效率骤降，使得变压器内部因热量累积而温升加剧，加速绝缘材料老化的进程，甚至引发短路等灾难性故障。同时，油位过低减少了对内部构件的绝缘保护，增加电弧放电的风险，威胁着整个电力系统的安全运行[3]。

二、风电场风力发电机组变压器的运行与维护策略

（一）变压器的一般巡视检查

电力变压器能够有效地控制电压的升降，这样能够实现高压输电或者超高压输电。当电力输送到用户周围后，降压变压器可以对电压进行控制，使之稳定在220 V，以便用户使用。风电场风力发电机组变压器的运行与维护策略是确保电力系统稳定运行的关键一环，涉及一系列系统化、精细化的管理措施。