[發(fā)明專利]一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711460932.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108120495B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛紅偉;楊彥軍;武英杰;王建國(guó);肖鴻元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H1/00
• 分類號(hào): G01H1/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

本發(fā)明提供一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涉及風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、無(wú)線傳輸單元、數(shù)據(jù)處理及故障診斷單元和遠(yuǎn)程故障診斷單元；各個(gè)風(fēng)電機(jī)組的數(shù)據(jù)采集單元采集并處理風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈上的振動(dòng)信號(hào)，再通過(guò)無(wú)線傳輸單元與數(shù)據(jù)處理及故障診斷單元之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)采用主干網(wǎng)與子網(wǎng)相結(jié)合的模式，數(shù)據(jù)處理及故障診斷單元根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的控制策略對(duì)各個(gè)風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析與診斷，遠(yuǎn)程故障診斷單元實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷。本發(fā)明對(duì)于已投運(yùn)但沒(méi)有安裝振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的風(fēng)電機(jī)組，能有效避免網(wǎng)絡(luò)擁堵，提高風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)效率，降低監(jiān)測(cè)強(qiáng)度，避免事故和損壞發(fā)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片、齒輪箱及其他傳動(dòng)部件常年運(yùn)行在高溫、嚴(yán)寒、鹽霧、高原等極端自然環(huán)境下，而且機(jī)艙位于高空，維護(hù)不便。如果采用風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)，不僅可以變故障停機(jī)為計(jì)劃停機(jī)，減少停機(jī)會(huì)避免事故擴(kuò)大化，使企業(yè)對(duì)設(shè)備的維修管理從事故障性維修、計(jì)劃維修逐步過(guò)渡到以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)預(yù)防性維修。保障風(fēng)電機(jī)組安全可靠地運(yùn)行，提高企業(yè)設(shè)備管理現(xiàn)代化水平，而且在故障診斷的同時(shí)還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷及零部件選型上的不合理，為設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供切實(shí)可靠的依據(jù)。

對(duì)于風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，各測(cè)點(diǎn)要求的采樣頻率高，數(shù)據(jù)精度高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，因而形成的數(shù)據(jù)量較大。對(duì)于早期的風(fēng)電場(chǎng)，光纖環(huán)網(wǎng)的鏈路少，鏈路吞吐量也小，而備用的通信鏈路較少，甚至部分支路光纖受損，沒(méi)有備用光纖。如果直接將風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并入光纖環(huán)網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程中部分大容量數(shù)據(jù)很容易導(dǎo)致鏈路擁堵，這將對(duì)風(fēng)電機(jī)組的遠(yuǎn)程監(jiān)控產(chǎn)生很大危害。如果重新敷設(shè)光纖環(huán)網(wǎng)，施工難度大，周期長(zhǎng)，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要用于雙饋式風(fēng)電機(jī)組，對(duì)于已投運(yùn)但沒(méi)有安裝振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的風(fēng)電機(jī)組，使用無(wú)線通信技術(shù)組網(wǎng)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)合理安排網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，能有效避免網(wǎng)絡(luò)擁堵，提高風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)效率，降低監(jiān)測(cè)強(qiáng)度，從而避免事故和損壞發(fā)生。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元、無(wú)線傳輸單元和數(shù)據(jù)處理及故障診斷單元；

所述數(shù)據(jù)采集單元包括振動(dòng)傳感器模塊、綜合采集處理模塊和微型工控機(jī)，所述振動(dòng)傳感器模塊的輸出端連接綜合采集處理模塊的輸入端，綜合采集處理模塊的輸出端連接微型工控機(jī)的輸入端；

所述振動(dòng)傳感器模塊安裝在風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈上的主軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)的多個(gè)位置，包括加速度傳感器、聲音傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器；其中加速度傳感器包括低頻加速度傳感和中頻加速度傳感器，低頻加速度傳感器分別安裝在主軸前軸承水平位置、主軸后軸承軸向位置、齒輪箱一級(jí)行星齒輪水平位置；中頻加速度傳感器分別安裝在齒輪箱二級(jí)行星齒輪垂直位置、齒輪箱中間軸軸向位置、齒輪箱高速軸輸出端水平位置、發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平位置、發(fā)電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端水平位置；聲音傳感器分別安裝在齒輪箱底部和機(jī)艙；轉(zhuǎn)速傳感器安裝在發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端的剎車盤附近；

所述綜合采集處理模塊包括安裝在機(jī)艙內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)同步數(shù)據(jù)采集卡和光電轉(zhuǎn)換模塊，同步數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊和光纖與微型工控機(jī)連接，同步采集卡用于采集、處理振動(dòng)傳感器信號(hào)，光電轉(zhuǎn)換器用于同步數(shù)據(jù)采集卡和微型工控機(jī)之間光纖信號(hào)的轉(zhuǎn)換，共同完成振動(dòng)傳感器信號(hào)的可靠傳輸；