[實用新型]一種風力發(fā)電機組的智能化故障監(jiān)測診斷系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920073726.2
• 申請日: 2009-03-30
• 公開（公告）號: CN201402209Y
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設計）人: 曾承志;王定曉;李輝;李合林;施文欽
• 申請（專利權）人: 唐德堯
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M19/00;G01R31/34;G01H17/00;G01P3/42;G01B7/02;G01B7/06;G01K7/18
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權代理事務所
• 代理人: 王法男

技術領域

本實用新型涉及一種風力發(fā)電機組的智能化故障監(jiān)測診斷系統(tǒng)，屬于機械故障診斷技術類。

背景技術

為了減少對頻臨耗盡的煤和石油等傳統(tǒng)礦物能源的依賴，同時也為了減緩礦物能源使用對全球環(huán)境的嚴重污染，以風能作動力的風力發(fā)電機為載體的綠色能源正逐漸成為能源大家庭中的重要成員之一。但是，隨著風力發(fā)電設備開始大量開發(fā)、使用，隨之而來的則是風力發(fā)電機組的故障多發(fā)，維護修理和故障診斷等問題引起人們的日益關注。

風力發(fā)電機組的故障主要分為機械故障和電氣故障，而目前風力發(fā)電機組的監(jiān)測診斷主要是針對電器故障，目的是保護在機械能夠運轉的情況下正常發(fā)電，而機械故障的故障診斷處于長期缺乏的狀態(tài)。因此，機械的突發(fā)故障已經(jīng)成為風力發(fā)電機停機和事故的主要原因。由此引起了風力發(fā)電機機械故障診斷裝置的發(fā)展。但是，現(xiàn)有的故障診斷系統(tǒng)主要是通過采集大量的原始振動數(shù)據(jù)和生成一些分析圖譜，由具有深邃理論功底和工程知識的高級技術人才通過讀圖來實現(xiàn)故障分析和診斷，然而維護人員卻無法從這些數(shù)據(jù)和圖譜中取得能夠判斷風力發(fā)電機組狀態(tài)的有效的信息，更無法做到對風力發(fā)電機組的故障預警。在實際應用中，有的故障診斷系統(tǒng)引入了“模糊”型或“學習”型專家系統(tǒng)，但同樣限于對監(jiān)測對象缺乏深刻了解，由于作為知識源的數(shù)據(jù)樣本采集不全面，建立的數(shù)學模型不免存在缺陷，實際的運用效果與預期目標之間存在著巨大的落差。特別是這類學習型專家系統(tǒng)需要在安裝后遍歷風機的各種故障狀態(tài)進行“學習”獲得足夠的知識然后才能實現(xiàn)診斷，以致檢測裝置不能即裝即用。由于上述診斷系統(tǒng)實際上僅僅實現(xiàn)了對風力發(fā)電機組進行常規(guī)振動監(jiān)測，無法實現(xiàn)對故障部件的自動、準確定位和故障預警，不僅診斷效果并不理想、使電機組的維護成本高居高不下，而且也造成故障停機多發(fā)，生產(chǎn)效率低下的困局。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的：旨在提供一種風力發(fā)電機組智能化故障監(jiān)測診斷系統(tǒng)，通過現(xiàn)場和遠程監(jiān)控技術，使現(xiàn)場使用和管理部門不僅能夠掌握風機的實時工作狀態(tài)、實現(xiàn)故障報警，并且能夠通過遠程控制網(wǎng)絡得到制造廠家遠程支持，實現(xiàn)遠程診斷、指導維護和遠程實現(xiàn)軟件升級，不僅能夠及時解決風機運行過程中出現(xiàn)的各種技術故障問題，也會極大地提高設備的運行效率。

上述發(fā)明目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

這種風力發(fā)電機組智能化故障監(jiān)測診斷系統(tǒng)，其特征在于：它包括機載數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)、風場級故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、企業(yè)級故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及檢測設備研制廠家遠程技術支持系統(tǒng)，所述的機載數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)通過有線或無線傳輸與風場級故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)建立信息互聯(lián)反饋聯(lián)系，同時又通過與風場級故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)配套的有線或無線傳輸網(wǎng)絡分別與企業(yè)級故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及檢測設備研制廠家遠程技術支持系統(tǒng)建立信息互聯(lián)反饋聯(lián)系，并且所述的檢測設備研制廠家遠程技術支持系統(tǒng)本身與企業(yè)級故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)之間也建有直接基于公共網(wǎng)絡的信息互聯(lián)反饋聯(lián)系。

所述的機載數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，包括信號控制模塊、傳動故障信號采集子系統(tǒng)、塔筒葉輪故障信號采集子系統(tǒng)和電氣故障信號采集子系統(tǒng)，由信號控制模塊分別與傳動故障信號采集子系統(tǒng)、塔筒葉輪故障采集子系統(tǒng)和電器故障信號采集子系統(tǒng)電連接組成互聯(lián)反饋聯(lián)系；其中的傳動故障信號采集子系統(tǒng)由傳動信號預處理單元、傳動故障采集器、傳動故障傳感器組及與該傳動故障傳感器組連接的風機相應機械傳動系統(tǒng)組成；塔筒葉輪故障信號采集子系統(tǒng)由塔筒葉輪信號預處理單元、塔筒葉輪故障采集器、塔筒葉輪故障傳感器組及與該塔筒葉輪傳動故障傳感器組連接的風機相應塔筒葉輪傳動系統(tǒng)組成；其中的電氣故障信號采集子系統(tǒng)由電氣信號預處理單元、電氣故障采集器、電氣故障傳感器組組以及與該電氣故障傳感器連接的相應風機電氣系統(tǒng)組成；同時，所述的塔筒葉輪信號預處理單元和電氣信號預處理單元與信號控制模塊放置在機載主機內(nèi)，并且所述三個預處理單元向機載主機內(nèi)的信號控制模塊傳輸信號，通過傳輸網(wǎng)絡將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給風場級故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

所述傳動故障傳感器組包括振動沖擊復合型傳感器、轉速傳感器、位移傳感器、溫度傳感器；并且，傳動故障傳感器組與傳動故障采集器相連，由采集器處理接收到的信號；傳動故障采集器與機載主機內(nèi)的傳動信號預處理單元通過總線電纜相連接。

所述的塔筒葉輪故障傳感器組包括雙坐標加速度傳感器、偏航角度傳感器、風機主軸轉速傳感器；并且，塔筒葉輪故障傳感器組與塔筒葉輪故障信號采集器通過電纜相連，塔筒葉輪故障采集器與機載主機內(nèi)的塔筒葉輪信號預處理單元通過電纜總線相連接。