[实用新型]一种风力发电机组的智能化故障监测诊断系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组的智能化故障监测诊断系统，属于机械故障诊断技术类。

背景技术

为了减少对频临耗尽的煤和石油等传统矿物能源的依赖，同时也为了减缓矿物能源使用对全球环境的严重污染，以风能作动力的风力发电机为载体的绿色能源正逐渐成为能源大家庭中的重要成员之一。但是，随着风力发电设备开始大量开发、使用，随之而来的则是风力发电机组的故障多发，维护修理和故障诊断等问题引起人们的日益关注。

风力发电机组的故障主要分为机械故障和电气故障，而目前风力发电机组的监测诊断主要是针对电器故障，目的是保护在机械能够运转的情况下正常发电，而机械故障的故障诊断处于长期缺乏的状态。因此，机械的突发故障已经成为风力发电机停机和事故的主要原因。由此引起了风力发电机机械故障诊断装置的发展。但是，现有的故障诊断系统主要是通过采集大量的原始振动数据和生成一些分析图谱，由具有深邃理论功底和工程知识的高级技术人才通过读图来实现故障分析和诊断，然而维护人员却无法从这些数据和图谱中取得能够判断风力发电机组状态的有效的信息，更无法做到对风力发电机组的故障预警。在实际应用中，有的故障诊断系统引入了“模糊”型或“学习”型专家系统，但同样限于对监测对象缺乏深刻了解，由于作为知识源的数据样本采集不全面，建立的数学模型不免存在缺陷，实际的运用效果与预期目标之间存在着巨大的落差。特别是这类学习型专家系统需要在安装后遍历风机的各种故障状态进行“学习”获得足够的知识然后才能实现诊断，以致检测装置不能即装即用。由于上述诊断系统实际上仅仅实现了对风力发电机组进行常规振动监测，无法实现对故障部件的自动、准确定位和故障预警，不仅诊断效果并不理想、使电机组的维护成本高居高不下，而且也造成故障停机多发，生产效率低下的困局。

实用新型内容

本实用新型的目的：旨在提供一种风力发电机组智能化故障监测诊断系统，通过现场和远程监控技术，使现场使用和管理部门不仅能够掌握风机的实时工作状态、实现故障报警，并且能够通过远程控制网络得到制造厂家远程支持，实现远程诊断、指导维护和远程实现软件升级，不仅能够及时解决风机运行过程中出现的各种技术故障问题，也会极大地提高设备的运行效率。

上述发明目的通过以下技术方案实现：

这种风力发电机组智能化故障监测诊断系统，其特征在于：它包括机载数据采集与分析系统、风场级故障诊断和状态监测系统、企业级故障诊断和状态监测系统及检测设备研制厂家远程技术支持系统，所述的机载数据采集与分析系统通过有线或无线传输与风场级故障诊断和状态监测系统建立信息互联反馈联系，同时又通过与风场级故障诊断和状态监测系统配套的有线或无线传输网络分别与企业级故障诊断和状态监测系统及检测设备研制厂家远程技术支持系统建立信息互联反馈联系，并且所述的检测设备研制厂家远程技术支持系统本身与企业级故障诊断和状态监测系统之间也建有直接基于公共网络的信息互联反馈联系。

所述的机载数据采集与分析系统，包括信号控制模块、传动故障信号采集子系统、塔筒叶轮故障信号采集子系统和电气故障信号采集子系统，由信号控制模块分别与传动故障信号采集子系统、塔筒叶轮故障采集子系统和电器故障信号采集子系统电连接组成互联反馈联系；其中的传动故障信号采集子系统由传动信号预处理单元、传动故障采集器、传动故障传感器组及与该传动故障传感器组连接的风机相应机械传动系统组成；塔筒叶轮故障信号采集子系统由塔筒叶轮信号预处理单元、塔筒叶轮故障采集器、塔筒叶轮故障传感器组及与该塔筒叶轮传动故障传感器组连接的风机相应塔筒叶轮传动系统组成；其中的电气故障信号采集子系统由电气信号预处理单元、电气故障采集器、电气故障传感器组组以及与该电气故障传感器连接的相应风机电气系统组成；同时，所述的塔筒叶轮信号预处理单元和电气信号预处理单元与信号控制模块放置在机载主机内，并且所述三个预处理单元向机载主机内的信号控制模块传输信号，通过传输网络将采集到的数据传输给风场级故障诊断和状态监测系统。

所述传动故障传感器组包括振动冲击复合型传感器、转速传感器、位移传感器、温度传感器；并且，传动故障传感器组与传动故障采集器相连，由采集器处理接收到的信号；传动故障采集器与机载主机内的传动信号预处理单元通过总线电缆相连接。

所述的塔筒叶轮故障传感器组包括双坐标加速度传感器、偏航角度传感器、风机主轴转速传感器；并且，塔筒叶轮故障传感器组与塔筒叶轮故障信号采集器通过电缆相连，塔筒叶轮故障采集器与机载主机内的塔筒叶轮信号预处理单元通过电缆总线相连接。