振动监测与故障诊断系统介绍

1、风机振动检测及故障诊断系统与研究软件开发吕跃刚 教授二一三年十二月目录 | list项目背景项目内容产品介绍成果与创新目录 | list 传动系统是实现风能转换和传递过程的主要承载部件。风力发电机组主要部件寿命一般20年. 但是由于风电机组多数安装在西部和沿海地区，环境条件差，机组经常工作在低温、沙尘、雷电、冰雪、风暴等恶劣环境条件，而且由于风速、载荷和风轮转速变化范围大，上网要求高，导致机组运行工况复杂，极易造成风电机组叶片和传动系统在寿命期内出现故障甚至损坏，影响机组的安全可靠性。项目背景 | backgrounds风机各部件故障比例项目背景 | backgrounds02468电气系统控

2、制系统传感器液压系统偏航系统叶片故障机械刹车轮毂齿轮箱发电机支撑架传动系统平均故障停机时间（天）项目背景 | backgrounds1.减少风电机组故障发生2.减少机组故障导致的经济损失3.改善传统设备检修维护手段4.提高风电机组运行可靠性5.满足远程在线诊断要求项目意义 | prospect 随着风力发电技术日趋成熟和装机容量的大规模增加，对风电机组安全高效的运行有了更高的要求。 旋转机械的微小故障一旦发展为严重故障，将会对昂贵的风电机组造成不可恢复的损坏，引起严重的经济损失。 经过大量的实际数据总结，处于恶劣工况下的风电机组的故障多集中于旋转机械和啮合机械中，发电机的定子转子的故障也越发的

3、增多。 基于振动信号的旋转机械故障诊断技术的广泛有效应用和在行业内已经取得的相当有效成果，使得风电机组状态监测系统发展极具战略意义。 项目内容 | contents1.风电场振动数据的二次接收及存储2.振动数据的时域分析，时域振动状态参数分析，正常、异常、故障报警处理3.设备特征频率提取及频域分析，对轴承、齿轮、叶片、发电机及塔架故障的诊断项目内容 | contents4.历史分析，检测主要部件故障的发生、发展趋势，为设备维护提供依据5.软件支持设备参数录入、便于人员操作，联网后支持远程诊断分析项目过程 | progress2013.5 与华能酒泉风电有限责任公司签订项目合同2013.5201

4、3.7 调查研究、分析论证、方案设计2013.72013.9 搭建硬件环境与软件开发2013.92013.11 软硬件调试，研究，修改2013.11-2013.12 现场安装调试，整理资料，验收产品介绍 | introduction系统构成产品介绍 | introduction系统结构框图传动链上6个加速度传感器采集机组振动信号，其中两个位XY方向双通道实时监测机舱内外温度转速信对故障提取起到辅助作用采集发电机定子电压电流信号，与振动信号相结合，提高故障诊断准确率数据采集 | DA基于DSP数据处理器硬件结构采用自主研发HDZTJC-4P智能数据处理器设备。具有很好稳定性和扩展性。该装置集AR

5、M-DSP技术为一体，采用嵌入式设计理念，高性能CPU，外扩丰富外设接口，极大满足风电场运行状态监测与分析系统的实际应用需求软件设计 | software采用Labview图形化语言编程界面整洁美观、简单易懂、人机交互能力强具有强大的数据分析和处理功能软件设计 | software软件整体框图软件设计 | software主界面单台风机界面分析界面软件设计 | software主界面和单台风机监测界面，可显示整体风机和单台风机即时状态和数据，后者还可显示任意时间历史趋势配备常见厂家产品配置库，用户可手动设置风机配置可对指定设备单独进行详细故障分析故障诊断 | FD对具体设备的信号进行时、频域等

6、全方面多角度分析，寻找故障特征，应用到了小波降噪、包络谱、倒频谱、功率谱密度等多个先进信号处理技术利用XY振动传感器，结合频域积分技术，绘制主轴、发电机转轴轴心轨迹图，能够直观地观察轴系运动状态加入发电机定子电压电流时、频域分析，在诊断发电机本身故障的同时，与传统振动分析技术相结合，提高诊断的准确率故障诊断 | FD产品功能 权限管理将区分高级管理人员与一般操作人员进入主监控界面后将显示整个风场各台风机的振动状态界面，风机按停机、运行、报警故障、严重故障区分点击对象菜单进入分析界面，按被测对象及部位分别对主轴承、齿轮箱、发电机、叶片、塔架等进行时域及频域分析。引入发电机状态监测部分，可即时监视

7、发电机运行过程各参量变化及潜在故障信息，通过电机信号输出分析与传统振动分析方法相结合，提高故障诊断的准确性和可靠性。数据处理是分析的必要步骤，软件中提供了数据截取、放大、滤波、窗函数等工具，经过一定训练的操作人员可以掌握这些工具。创新 基于自主开发的嵌入式处理装置来实现高速信息采集、就地处理分析功能基于机组振动、转速、发电机电压/电流状态等实时数据进行分析，实现对机组旋转连接设备的全面有效监测该系统具备良好的开放性与可扩展性，多路模拟与开关扩展接口与信号数据处理通道，方便系统的升级改造。创新 系统具有光纤网络信息传输、断网自动互联功能。提供完善的网络扩展功能，在多个风电场远程监控系统技术支持下，能够实现多机联合实时在线监