[實用新型]風力發電機組振動在線監測與故障診斷系統

有效

• 申請號: 201320015861.8
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN202994473U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 何成兵;蔣迪;王爭明;劉京
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01M15/12
• 分類號: G01M15/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本實用新型涉及一種測試裝置，特別是涉及一種風力發電機組振動在線監測與故障診斷系統。

背景技術

目前世界能源主要來自不可再生的能源，如：煤、石油、天然氣和核能，這樣的能源結構不僅導致能源的短缺，而且造成嚴重的環境問題。風能作為一種可再生清潔能源已越來越受到全世界各國政府的歡迎和重視。

根據2010風能發展報告，受國際風電開發趨勢的推動，中國風機制造商開始進入大型風機設備競爭行列，國內的華銳、金風、湘電等都在開發5MW或者更大功率的風機，隨著這種向大型化機組發展的趨勢，塔架越來越高，葉片直徑也越來越大，長度達百米，體積龐大。機組設備在高空受風力影響越來越明顯，設備的穩定性和可靠性是保證機組運行的關鍵所在。目前，一些機組已經出現了包括葉片、齒輪箱、發電機、控制系統等故障，這些故障的發生成為了機組的致命危害，從而導致機組停止運行，嚴重影響發電，造成巨大的經濟損失。據統計，發電機、主軸承和齒輪箱發生故障導致停機的時間占到了68.7%，因此，保證發電機、齒輪箱、主軸承等主要零部件的安全運行至關重要。由于風電場的環境與自身結構的特點，風力發電機組所受的外部激振力和振動自由度相對其他大型旋轉機械要多，為了保障機組的正常運行，對其主要部件運行狀況進行振動狀態監測和故障診斷非常重要。

綜上所述，如何對風力發電機組主要旋轉部件進行全面深入的振動狀態監測，以便及時發現和排除風力發電機組的故障，對于指導工作人員對機組進行維護，達到延長風力發電機組使用壽命的目的具有重要的意義。

發明內容

本實用新型的目的是針對目前一些機組已經出現了包括葉片、齒輪箱、發電機、控制系統等故障從而導致機組停止運行，嚴重影響發電達的不足，提供一種風力發電機組振動在線監測與故障診斷系統。

一種風力發電機組振動在線監測與故障診斷系統，該系統由現場監測診斷系統、數據通信網絡系統和遠程診斷系統組成；其中，

所述現場監測診斷系統、數據通信網絡系統和遠程診斷系統依次相連；

所述現場監測診斷系統包括一個上位機工程師站以及若干個風力發電機組、風機傳感器和信號處理箱，每一組風力發電機組、風機傳感器以及信號處理箱串聯后與上位機工程師站相連；

所述風力發電機組由發電機、齒輪箱和主軸承串聯組成；

所述數據通信網絡系統由本地瀏覽器、防火墻及互聯網依次相連組成；

所述遠程診斷系統由遠程診斷中心、集團專家工作站、廠方專家工作站和企業專家工作站組成，遠程診斷中心分別與集團專家工作站、廠方專家工作站和企業專家工作站相連。

所述風機傳感器包括前軸振動采集器、后軸振動采集器、定子溫度采集器、高速軸轉速采集器、前軸承振動采集器、后軸承振動采集器、箱體振動采集器、軸承溫度采集器、軸承溫度采集器、軸向振動采集器、徑向振動采集器、低速軸轉速采集器和主軸溫度采集器組成；其中，

所述發電機分別與前軸振動采集器、后軸振動采集器、定子溫度采集器和高速軸轉速采集器相連；

所述齒輪箱分別與前軸承振動采集器、后軸承振動采集器、箱體振動采集器和軸承溫度采集器相連；

所述主軸承分別與軸向振動采集器、徑向振動采集器、低速軸轉速采集器和主軸溫度采集器相連。

所述信號處理箱由信號硬件處理單元與信號采集傳輸單元相連組成。

所述信號采集傳輸單元采用UM192無線通信或以太網有線通訊兩種傳輸方式。

本實用新型的有益效果：本實用新型能對風力發電機組振動進行全面監測與診斷的系統，達到延長風力發電機組使用壽命。同時本實用新型可使診斷服務專家遠在千里之外“隨時隨地”掌握機組的運行狀態，進而可打破現有的以“事后服務，現場服務”為主的診斷服務模式，變被動服務為主動服務，實現對機組的早期故障預警以及遠程專家會診，從而大大提高診斷效率，節約服務成本，實現企業與診斷服務提供商的戰略“雙贏”。

附圖說明

圖1為風力發電機組在線振動監測系統總體結構圖；

圖2為風力發電機組主要傳感器布置圖；

圖3為風力發電機組振動在線監測與故障診斷系統原理圖；

圖4為信號預處理原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。

本實用新型的核心是提供一種風力發電機組振動在線監測和故障診斷系統，本系統能夠對風力發電機組的振動運行狀態進行全面的監測與診斷，從而達到指導現場工作人員對發電機組進行維護，最終達到延長風力發電機組使用壽命的目的。