[发明专利]一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统

说明书

本发明提供了一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统，包括风电齿轮箱油液监测液压回路、油液数据监测模块、油液监测数据采集处理模块、风电高空机舱实时监控显示模块、远程无线地面监控以及故障诊断数据库。本发明通过设计风电齿轮箱油液监测液压回路，以PLC及相关扩展模块为核心，全面监测油液磨粒、水分、粘度、温度、液位、压力等特征数据，并进行综合分析处理；在融入基于油液监测特征的故障诊断数据库的基础上，实现风电齿轮箱状态诊断。本发明通过对风电齿轮箱油液数据的获取与分析实现风电齿轮箱状态实时在线监测，对风力发电机组的日常维护具有重要意义。

技术领域

本发明公开了一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统，属于机电控制及状态智能监测。

背景技术

随着风能作为一种新型的可再生能源在国内外得到广泛运用，风力发电机得到全方面的发展。风力发电机场通常建立在山区、戈壁、草原、近海等高空中，长期受无规律的强阵风、极端温差的影响，风力发电机常因发生故障而停机检修，又因为机舱内部空间狭小，维修成本十分高昂。齿轮箱是风力发电机组中最易受损的器件。齿轮箱的故障在早期如果不能及时发现并解决，极有可能随着风机长期工作逐步演变成严重故障，又因为齿轮箱一般安装在高空中，如果对齿轮箱拆卸返厂维修，吊装工作费事费力，成本昂贵，因此建立实时的监测系统对齿轮箱进行监测和故障诊断具有十分重要的意义。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统，实现对风电齿轮箱中油液状况的在线监测，并通过监测数据采集、分析、处理以及结果显示，达到利用油液理化性质和污染的变化反映油液以及风电齿轮箱状态的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统，包括：

风电齿轮箱油液监测液压回路，用于对油液监测回路进行流量控制，并提供监测风电齿轮箱油液参数的接口；

油液数据监测模块，用于对风电齿轮箱油液中铁或非铁颗粒，油液中含水率，油液粘度，油液温度，油液液位和油液压力进行监测；

油液监测数据处理模块，用于获取油液监测数据并进行数据处理，获得风电齿轮箱油液监测特征并进行储存；

风电高空机舱实时监控显示模块，通过串口与PLC模块连接，用于实现各传感器监测数据的存储和显示；

远程无线地面监控系统在PLC模块基础上，连接CP234.1以太网模块，并连接HJ8900远程控制模块，建立无线以太网用于风电高空机舱和地面监控的远程通讯；

以及故障诊断数据库，用于建立油液监测特征和风电齿轮箱典型故障的对应关系，基于油液实时监测特征数据，对当前风电齿轮箱状态进行诊断。

进一步的，所述风电齿轮箱油液监测液压回路由依次连接的可控电动机，齿轮泵，可控比例阀，磨粒传感器接口，温度传感器接口，过滤器，压差继电器，水分传感器接口，热交换器冷却单元，粘度传感器接口，压力控制器，液位传感器接口和压力传感器接口构成；

所述可控电动机用于控制齿轮泵工作，所述可控比例阀用于实现油液监测回路流量控制，所述过滤器用于过滤油液中的干扰杂质，所述压差继电器用于检测过滤器是否堵塞，所述热交换器冷却单元用于对油液进行降温处理，所述压力控制器用于实现回油压力控制，油液通过回油口返回至风电齿轮箱；各传感器接口接入相应的传感器，用于齿轮箱油液多参数监测。

进一步的，所述油液数据监测模块包括：

在线磨粒监测传感器，采用ANALEXrs电磁式在线磨粒传感器，安装在风电齿轮箱油液监测回路的磨粒传感器接口上，用于油液中铁或非铁颗粒的监测和计数，并提供颗粒的大小与形态分布信息，发现并进行故障报警；

在线水分监测传感器，基于电阻化学抗谱设计，安装在风电齿轮箱油液监测回路的水分传感器接口上，用于监测油液中含水率；