在线监测系统在风力发电机上的应用

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1、在线监测系统在风力发电机上的应用时轶崔新维李春兰/新疆农业大学梁斌/新疆金风科技股份有限公司摘要：介绍了在线监测系统在风力发电机上的运用背景及意义。通过在线监测系统在风力发电机上的工作原理和运用方式，以风力发电机的主轴为实例进行分析，达到在线监测系统能够实时监控风力发电机的目的，从而确保风力发电机能够正常安全的运行。分析结果表明：在线监测系统在风力发电机上有很大的运用前景。关键词：在线监测；风力发电机；振动频率中图分类号：TM614文献标识码：B文章编号：1006-8155（2007）04-0074-03TheApplicationofOn-lineMonitorSystemon

2、Anemo-electricGeneratorAbstract:Thispaperpresentstheoperationbackgroundandsignificanceofon-linemonitorsystemonanemo-electricgenerator.Throughtheworkingprinciplesandoperationmeansofon-linemonitorsystemonanemo-electricgenerator,andtakingthemainshaftofanemo-electricgeneratorasanexampletoanalyze,

3、sothatwecouldcontinuallymonitoranemo-electricgeneratorbyon-linemonitorsystem,thentheanemo-electricgeneratorcanberunningnormallyandsafely.Theresultsshowthaton-linemonitorsystemwillhaveagreatprospectonanemo-electricgeneratorinthefuture.Keywords:on-linemonitor；anemo-electricgenerator；vibrationfr

4、equency0引言在线监测系统是近20年来在大型机组上发展起来的一门新兴交叉性技术，这是由于近代机械工业向机电一体化方向发展，机械设备高度的自动化、智能化、大型化和复杂化，在许多的情况下都需要确保工作过程的安全运行和高的可靠性，因此对其工作状态的监视日益重要[1]。随着大型风力发电机容量的迅猛增加，现在风力发电机正从百千瓦级向兆瓦级发展，机械结构也日趋复杂，不同部件之间的相互联系、耦合也更加紧密，一个部件出现故障，将可能引起整个发电过程中断。另外，近年来随着风力发电机的快速发展，其技术的成熟度跟不上风力发电机的发展速度,在媒体上出现了大量关于风力发电机齿轮箱、主轴、叶片的损坏，

5、甚至有风力发电机倒塌的报道。保险公司非常抱怨其高损坏率，因此在保险合同中加入了维修条款：保证其风力发电机能够正常运转40000h或者至少运行5年，除非装上在线监测设备，接受保险公司的定期监测。在这种环境下，在线监测在风力发电机行业得到了飞速的发展。国外在线监测技术发展得比较成熟，有专门用于风力发电机的监测设备[2]，例如德国的普鲁夫公司（pruftechnik）；在监测服务方面，国外有专门的风力发电机监测服务公司，例如德国的flender公司等[3]。而国内由于风力发电机行业本身起步较晚，因此在线监测系统在国内风力发电机上的运用还处于起步状态。1在线监测系统的工作原理风力发电机监

6、测系统最重要的工作是通过对设备运行过程中所表现出的各种外部征兆及信息，提取反映状态的正确信息并进行分析和识别其内涵故障。因此在开始设计和建立系统前，必须对监测对象的结构与工作过程有充分的了解。由于风力发电机设备结构及工作过程复杂，对其进行深入分析和深层故障诊断，不仅要依靠一定的理论和方法，而且更重要的是必须了解、熟悉具体设备的结构与运行机理，并取得维护人员的经验和技巧。4如图1风力发电机在线监测流程图所示，风力发电机监控任务主要由3部分组成：信号拾取、信号处理和监控决策。信号拾取主要由主轴传感器、齿轮箱传感器和定子传感器来采集风力发电机的基本运行状况。信号处理是将各传感器所采集到

7、的信号经过信号处理转换成数字信号，通过网络传输到监控室。由于风力发电场一般建设在图1风力发电机在线监测流程图岛屿、农田等边远地区，通讯设施相对比较差，因此网络传输可以使用CDMA，GSM等无线传输方式，从而省去了铺设光缆等昂贵设备。监控决策就是计算机将传送的信号数据与风力发电机数据库中的数据进行比较，监控人员根据比较的结果最终给出风力发电机的运行状况分析表。计算机的数据比较过程主要是辨别3类过程状态（正常、预警、异常），如使用表示传感器信号，表示风力发电机预警值，表示风力发电机异