[發明專利]基于振動和油液的風電機組在線狀態監測與健康評估系統及方法

在審

• 申請號: 201510433298.X
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN104977047A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 任巖;畢亞雄;王德寬;王敦春;吳啟仁;龔傳利;孫袁
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團公司;華北水利水電大學;中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01M13/02;G01M13/04;G01N15/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種基于振動和油液的風電機組在線狀態監測與健康評估系統，其特征在于：包括振動數據采集裝置，振動數據采集裝置的振動加速度傳感器分別安裝在主軸前端軸承、后端軸承、齒輪箱體、發電機前端軸承、發電機后端軸承處，分別采集振動加速度值；

在齒輪箱油旁路油管處，安裝有鐵譜儀，采集齒輪箱油的鐵譜信號；

SCADA系統信號線，從風電場SCADA系統引過來風速、轉速、傳動鏈各軸承及齒輪箱油溫度值；

振動數據采集裝置、鐵譜儀、風電場SCADA系統均與交換機連接，將采集得到的信號送入交換機；

交換機與服務器連接；服務器連接數據處理模塊；

服務器連接遠程診斷中心。

2.根據權利要求1所述的基于振動和油液的風電機組在線狀態監測與健康評估系統，其特征在于：所述的齒輪箱體的振動加速度傳感器分別安裝在靠近行星輪處、靠近中間軸處及輸出軸處。

3.利用權利要求1或2所述的系統對風電機組進行在線狀態監測與健康評估的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1）：數據采集：

從主軸前端軸承、后端軸承、齒輪箱體、發電機前端軸承、發電機后端軸承處安裝的振動加速度傳感器，利用振動數據采集裝置，分別采集振動加速度值；

從齒輪箱油旁路油管處，利用鐵譜儀，采集齒輪油的鐵譜信號；

從風電場SCADA系統引過來風速、轉速、傳動鏈各軸承及齒輪箱油溫度值；

步驟2）數據傳遞：

將步驟1）中采集的各數據信號值通過交換機，送至數據處理服務器的數據處理模塊進行數據分析，并送至遠程診斷中心進行在線狀態監測與健康評估。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述的在線狀態監測與健康評估包括風電機組振動圖譜分析、齒輪箱潤滑油鐵譜分析、預測機組狀態趨勢、故障診斷、報警統計、遠程診斷、遠程專家會診。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述的數據分析包括趨勢分析、沖擊分析、軸心軌跡。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：風電機組振動圖譜包括波形圖、頻譜圖、軸心軌跡圖和全息圖。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：在線狀態監測與健康評估是指利用數據處理裝置，結合風電場SCADA系統的風速、轉速、溫度信號，對每臺風電機組的信號分別進行處理；根據振動波形、頻譜、時頻特性圖，分析是否故障、故障程度、故障類型等；根據鐵譜圖，分析是否有機械磨損、對照相應的溫度信號，對風電機組進行狀態評估；利用遠程診斷中心，對風電機組進行遠程診斷，必要時進行專家會診。