[发明专利]一种基于无线网络的风电机组振动状态监测系统

说明书

本发明提供一种基于无线网络的风电机组振动状态监测系统，涉及风电机组振动监测技术领域。该系统包括数据采集单元、无线传输单元、数据处理及故障诊断单元和远程故障诊断单元；各个风电机组的数据采集单元采集并处理风电机组传动链上的振动信号，再通过无线传输单元与数据处理及故障诊断单元之间进行数据通信，无线传输网络采用主干网与子网相结合的模式，数据处理及故障诊断单元根据系统预设的控制策略对各个风电机组的实时数据和历史数据进行综合分析与诊断，远程故障诊断单元实现远程故障诊断。本发明对于已投运但没有安装振动状态监测的风电机组，能有效避免网络拥堵，提高风电机组状态监测效率，降低监测强度，避免事故和损坏发生。

技术领域

本发明涉及风电机组振动监测技术领域，尤其涉及一种基于无线网络的风电机组振动状态监测系统。

背景技术

风力发电机组的叶片、齿轮箱及其他传动部件常年运行在高温、严寒、盐雾、高原等极端自然环境下，而且机舱位于高空，维护不便。如果采用风电机组状态监测和故障诊断技术，不仅可以变故障停机为计划停机，减少停机会避免事故扩大化，使企业对设备的维修管理从事故障性维修、计划维修逐步过渡到以状态监测为基础预防性维修。保障风电机组安全可靠地运行，提高企业设备管理现代化水平，而且在故障诊断的同时还能及时发现机械结构设计的缺陷及零部件选型上的不合理，为设备的优化设计提供切实可靠的依据。

对于风电机组振动状态监测系统，各测点要求的采样频率高，数据精度高，实时性强，因而形成的数据量较大。对于早期的风电场，光纤环网的链路少，链路吞吐量也小，而备用的通信链路较少，甚至部分支路光纤受损，没有备用光纤。如果直接将风电机组振动状态监测系统并入光纤环网，实时监测过程中部分大容量数据很容易导致链路拥堵，这将对风电机组的远程监控产生很大危害。如果重新敷设光纤环网，施工难度大，周期长，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于无线网络的风电机组振动状态监测系统，主要用于双馈式风电机组，对于已投运但没有安装振动状态监测的风电机组，使用无线通信技术组网的方式进行数据传输，通过合理安排网络访问数据，能有效避免网络拥堵，提高风电机组的状态监测效率，降低监测强度，从而避免事故和损坏发生。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于无线网络的风电机组振动状态监测系统，包括数据采集单元、无线传输单元和数据处理及故障诊断单元；

所述数据采集单元包括振动传感器模块、综合采集处理模块和微型工控机，所述振动传感器模块的输出端连接综合采集处理模块的输入端，综合采集处理模块的输出端连接微型工控机的输入端；

所述振动传感器模块安装在风电机组传动链上的主轴、齿轮箱、发电机的多个位置，包括加速度传感器、声音传感器、转速传感器；其中加速度传感器包括低频加速度传感和中频加速度传感器，低频加速度传感器分别安装在主轴前轴承水平位置、主轴后轴承轴向位置、齿轮箱一级行星齿轮水平位置；中频加速度传感器分别安装在齿轮箱二级行星齿轮垂直位置、齿轮箱中间轴轴向位置、齿轮箱高速轴输出端水平位置、发电机驱动端水平位置、发电机非驱动端水平位置；声音传感器分别安装在齿轮箱底部和机舱；转速传感器安装在发电机驱动端的刹车盘附近；

所述综合采集处理模块包括安装在机舱内的一个或多个同步数据采集卡和光电转换模块，同步数据采集卡通过光电转换模块和光纤与微型工控机连接，同步采集卡用于采集、处理振动传感器信号，光电转换器用于同步数据采集卡和微型工控机之间光纤信号的转换，共同完成振动传感器信号的可靠传输；