[实用新型]风电机组状态监测装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电机组领域，具体地，涉及一种风电机组状态监测装置及系统。

背景技术

国内风电场多位于交通不变的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网还难以达到的农村、边疆等地；风力发电机组长期工作在雨露侵蚀、风沙吹蚀、冰雪覆盖、雷雨等恶劣环境中，受极端温度、大量灰尘、振动和风沙气候的影响，在海上还受到海风对风电设备的盐雾腐蚀等，这些因素都会增加风电机组故障的概率。而且风电机组的受力情况也很复杂，机组在工作过程中，叶片的转速是随风速的变化而变化；当阵风袭来或风向突然发生变化时，将扰乱叶片周围空气的流动，阻碍叶轮的正常转动，对叶轮造成短暂性冲击，叶片受到短暂而频繁的冲击载荷。冲击载荷也会传递到传动链上的各个部件，使得各个部件也受到复杂交变的冲击，对其工作寿命造成极大的影响，造成机组运行故障。因此一旦机组的某些部件出现故障，不仅造成发电量损失，还会消耗极大的人力和物力对机组进行重新吊装和部件更换。因此采用状态监测技术，可以在风电机组运行过程中实时监控各关键部件的运行状态，及时了解各部件存在的故障隐患，对降低损失，提高风电机组运行的可靠性，延长其使用寿命具有重要的意义。

风力发电机组的设计寿命是20年，一般采用计划维修和事后维修的方式。近年来，各大风场相继安装了在线状态监测系统(CMS，Content Management System)，基于风机运行状态的维修方式也逐渐在国内风场普及。CMS能及时发现风电机组运行过程中产生的故障，从而能使风机运营商及早采取措施，最大限度地降低维护费用，减小停机时间。然而，目前市场上的风电机组状态监测系统其各方面性能存在诸多问题：风电机组状态监测系统主要通过主机厂提供的SCADA系统(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制系统)或CMS厂家安装的转速传感器和振动传感器，以SCADA信号、转速信号或振动信号作为风电机组状态的评价指标。但是这种单一评价方式并不一定能全面反映风电机组的运行状态，无法及时了解风电机组各部件存在的故障隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例的主要目的在于提供一种风电机组状态监测装置及系统，以全面监控风电机组运行状态，及时了解风电机组各部件存在的故障隐患。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种风电机组状态监测装置，包括：显示器，与显示器连接的第一光纤交换机，与第一光纤交换机连接的模数转换器，分别与模数转换器连接的第一振动传感器、转速传感器和第二振动传感器，风电机组状态监测装置还包括：分别与模数转换器连接的第一声发射传感器和第二声发射传感器；

第一声发射传感器位于风电机组叶片上，用于采集风电机组叶片产生的第一声发射模拟数据；

第二声发射传感器位于风电机组传动链上，用于采集风电机组传动链产生的第二声发射模拟数据；

第一振动传感器位于风电机组塔筒和基础件上，用于采集风电机组塔筒和基础件的第一振动频率模拟数据；

转速传感器位于风电机组主机架上，用于采集风电机组主机架的转速模拟数据；

第二振动传感器位于风电机组主机架上，用于采集风电机组主机架的第二振动频率模拟数据；

模数转换器用于将第一声发射模拟数据转换为第一声发射数字数据，将第二声发射模拟数据转换为第二声发射数字数据，将第一振动频率模拟数据转换为第一振动频率数字数据，将转速模拟数据转换为转速数字数据，以及将第二振动频率模拟数据转换为第二振动频率数字数据；

第一光纤交换机用于将来自模数转换器的第一声发射数字数据、第二声发射数字数据、第一振动频率数字数据、转速数字数据和第二振动频率数字数据传输至显示器；

显示器用于显示来自第一光纤交换机的第一声发射数字数据、第二声发射数字数据、第一振动频率数字数据、转速数字数据和第二振动频率数字数据。

在其中一种实施例中，还包括：

与模数转换器连接的油液颗粒计数器，位于风电机组齿轮箱油液中，用于采集油液颗粒模拟数据；

油液颗粒模拟数据包括：油液颗粒的数量数据和每个油液颗粒的直径数据；

模数转换器还用于：将油液颗粒模拟数据转换为油液颗粒数字数据；

第一光纤交换机还用于：将来自模数转换器的油液颗粒数字数据传输至显示器；

显示器还用于：显示来自第一光纤交换机的油液颗粒数字数据。

在其中一种实施例中，还包括：