[实用新型]一种风力发电机组的温度和振动监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组的监控系统，尤其是一种风力发电机组的温度和振动监控系统。

背景技术

风能作为一种可再生资源，越来越受到世界各国的重视，尤其是我国的环境问题日益突出，风力发电的规模不断在扩大。由于我国的风力发电的兴起较晚，在使用一段时间后，发现了很多亟待解决问题。其中风力发电机的监控系统也需要进行不断的改进。

其中，由于风力发电机的工作环境比较复杂，而且不同区域的自然环境也不近相同，风力发电机在使用过程中会产生大量的热，如果不能对这些热源进行有效的监测极容易引发火灾，给企业带来了极大的经济损失；另外，风力发电机的结构组成比较复杂，主要包括桨叶、塔筒、机舱，当桨叶发生断裂时，风力发电机会发生较大的振动，另外机舱内还设有发电机和变速箱等，发电机和变速箱的内部结构也比较复杂，在实际的使用过程中，发电机和变速箱等出现故障时将会产生大量的热同时会发生振动，如果这些问题不能被及时察觉，极容易造成发电机和变速箱等更加严重的损坏，甚至引发更严重的安全问题，因此必须对风力发电机内部的温度和各个器件的振动进行监控。

目前，风力发电机的温度通常使用热电偶温度传感器或热敏电阻温度传感器，都采用电信号作为传递信息的载体，经实践证实，这些传感器的信号极容易受到电磁波的干扰，导致监测的结果不准确，而在风力发电机内会有大量的电磁波，这些传感器运用到风力发电机中时，达不到温度监测的精度要求。而常用的振动传感器是加上应力就会产生电荷的电压器件，这种传感器也是采用电信号作为传递信息的载体，同样会遇到上述的问题。另外，由于风力发电机温度和振动监测的地方较多，采用上述的温度和振动传感器造成风机的监控系统相当复杂，导致该系统的建造成本较高，并增大了设计和安装的难度，且其监测的结果不准确，亟待需要对其进行优化设计。

鉴于此提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的为克服现有技术的不足，提供一种建造成本较低，安装方便，使用安全可靠，数据采集准确的风力发电机组的温度和振动监控系统。

为了实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：一种风力发电机组的温度和振动监控系统，包括：光纤、光谱分析模块和上位机，每台风力发电机内部至少敷设一根光纤，所述的光纤敷设于风力发电机内部温度和振动监测点，且所述振动监测点处的光纤上分别设有光纤光栅振动传感器，敷设于每台风力发电机内部光纤组合成信息传递的光纤环网，所述的光纤环网的一端设有光源，光谱分析模块设于光纤环网的另一端，所述的光谱分析模块通过通讯电缆与上位机相连接。经研究发现，由于温度会对光纤中传播的光的波长产生一定的影响，光纤除了传递信号的功能外，光纤还具有温度传感器的功能，靠单纯的光纤完全可以实现对风力发电机组进行监测，虽然其灵敏度的监测范围在3米以内，却完全可以实现对风力发电机内部各部分的温度监测点进行监测，减少温度传感器的使用，极大程度地降低了风力发电机的该系统的建造成本，并可以在同领域中进行广泛推广；另外，光纤光栅振动传感器可以对风力发电机内部各部分的振动情况进行监测，其原理是当光纤光栅所处环境的振动发生异常时，光栅的周期或纤芯折射率将发生变化，从而使反射光的波长发生变化，通过测量物理量变化前后反射光波长的变化，就可以获得待测物理量的变化情况，实现振动的监测。该系统在使用过程中，光源会发出一定波长的光线，光线会在光纤环网中的每根光纤中传播，传播后得到的光会被光谱分析模块采集并做分析，并将分析后的结果通过通讯电缆传输给上位机，当出现异常时上位机可显示异常的位置，以此实现对风力发电机内部温度和振动监测点进行监测。通过该系统可以很好地实现对风力发电机内部温度和振动进行监测并及时采取相应措施，降低了传统的监测系统的的复杂程度，具有较好的抗电磁波干扰的性能，提高了监测系统的监测精度并降低了该系统的建造成本。其中光谱分析模块对接收到的光的波长进行解析并将其转化成传递温度和振动信息的电信号，再采集的电信号通过通信电缆(RS485电缆)传递给上位机，上位机的可以对风力发电机各个监测点的温度和振动应变进行监测，并对监测的数据进行存储。一旦出现异常，上位机就会发出警示。以此来实现对风力发电机组的温度和振动进行监测。

前述的这种风力发电机组的温度和振动监控系统中，所述的温度监测点的光纤上还设有光纤光栅温度传感器。为了使监测的范围更加准确可以在风力发电机的易引起火灾的监测点设置光纤光栅温度传感器。风力发电机中的机舱内部的装置和电控柜极易发生火灾，为了实现其精准的定位监测，可以在这些地方装设光纤光栅温度传感器。