[发明专利]一种大型风电机组在线监测及故障诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发动机组，具体指一种大型风电机组在线监测及故障诊断系统。

背景技术

在我国风力发电具有良好的发展前景同时，也面临着其所固有的问题，其中风机运行故障作为制约风力发电的一个重要原因而亟待解决。我国风场采取的维护方式多为定期维护及事后维修，这使得风电机组的维护费用长期以来居高不下。

目前，国内暂时还没有完整有效的风电机组在线监控及故障诊断系统，这成为了我国在风电发展的道路上面临着一个重大的问题。国内对风力发电系统的故障诊断还处于起步阶段，现有的故障诊断系统主要集中在对传动链(齿轮箱)的研究上，采用的方法主要是对传统链的振动分析方法，通过采集大量的原始振动数据和生成一些分析图谱，由具有深厚工程知识和理论功底的高级技术人才读图来实现故障分析和诊断，普通机组维护人员则无法从振动数据以及图谱中获取机组状态的有效信息。由于大型风力发电机组故障的复杂性、不确定性等难以处理的问题，单一的振动信号分析方法很难准确判断机组故障全面性，无法实现对机组故障部件的自动、准确定位和故障预警，诊断效果不理想。

发明内容

本发明克服了上述风电机组监测诊断技术中的缺点，提供一种大型风电机组在线监测及故障诊断系统，通过现场和远程监控技术，以监测设备获取风电机组运行状态的振动信号、视频信号、噪声信号、火焰信号、电信号、压力信号等特征信号，实现多途径多种故障信号的提取，多渠道掌握风电机组实时的运行状态信息，进而早期发现风电机组出现的故障，在风力机不拆解的情况下，根据工程经验和数据积累，采用多种信号分析手段对风力机所处的状态进行判断、对风力机的故障及其发展变化进行诊断，以确定设备故障的性质、程度、类别和部位，明确故障征兆、原因和系统之间的相互关系，并指明故障发展趋势。

上述发明通过以下技术方案实现：

一种大型风电机组在线监测及故障诊断系统，包括数据采集与监控系统、数据传输与存储系统、风场中央控制室以及远程故障诊断中心。

数据采集与监控系统，包括分别在风电机组关键监测部件上安装的各种监视设备、传感器和数据采集设备，实现对对包括振动信号、视频信号、噪声信号、火焰信号、电信号和压力信号在内的特征信号的提取。所述数据采集与监控系统通过数据传输与存储系统与风场中央控制室和远程故障诊断中心形成数据信息的连接与反馈。风场中央控制室在现场对所在风场的风电机组关键监测部件上的特征信号进行提取，当特征信号值超过系统设定临界值时系统报警，根据报警信号进行故障分析。远程故障诊断中心将采集的不同风场的风电机组的关键监测部件上的特征信号数据进行筛选、整理与分析，给出波形图和频谱图，给出振动信号、视频信号、噪声信号、火焰信号、电信号和压力信号的趋势图，实现趋势预警和故障解决方案。

远程故障诊断中心在进行故障分析的同时将传输的数据建立数据库，并不断整理、更新和完善。

远程故障诊断中心将故障诊断结果反馈给维修团队，维修团队进场维修，从而形成了动态互动循环系统。

远程故障诊断中心系统配套的传输网络分别与授权用户和技术支持用户建立信息互联反馈联系。

所述数据采集与监控系统的数据采集设备安置在风塔控制柜内采集全部传感器信号，将采集到的信号通过所述数据传输与存储系统的光纤电缆传送至风场中央控制室的服务器、操作员站进行分析处理。

风电机组关键监测部件包括：齿轮箱、主轴、发电机、轴承、液压系统、偏航系统、轴承润滑系统、刹车系统、叶片和塔筒，测点数量针对不同机型可以灵活调整。实现包括振动信号、视频信号、噪声信号、火焰信号、电信号和压力信号等特征信号的监测。

数据传输与存储系统通过数据采集设备将信号传到交换机上，交换机一方面将数据采集设备获取的信号传输给风场中央控制室，另一方面通过路由器，利用互联网传给远程故障诊断中心。

本发明极大的提高了故障判断的准确率，能有效降低风力发电系统的故障风险，很大地提高机组的设备的运行效率。

附图说明

图1本发明在线监测及故障诊断系统整体系统图。

图2是风电机组数据采集与监控系统结构图。

图3风电机组在线监测及故障诊断系统网络结构图。

图4风场中央监控室系统示意图。

图5是本发明的远程故障诊断中心的故障分析流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。