一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统，包括前端传感器、数据采集器和计算机，所述前端传感器固定在风力发电机的定子出线端电缆上，数据采集器输入端分别与电源和前端传感器连接，数据采集器输出端与计算机连接。本实用新型专利技术在进行故障监测时不受其它结构的振动影响，监测准确度更高，同时本实用新型专利技术对风力发电机组的机械及电气故障均能够进行监测诊断，监测更为全面、效果更好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统


[0001]本技术涉及风力发电机故障监测
，具体涉及一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统。

技术介绍

[0002]目前，风力发电机组使用单位一般通过振动法进行机械故障的监测诊断，但由于风力发电机组的结构特点，除了机组本身各零部件及附属结构的振动外，风振、塔筒振动以及受卡曼涡街等影响产生的其它振动信号也会严重干扰机组本身的振动信号采集，导致信号的采集、处理有一定的失真，影响故障特征信号提取及后续的故障诊断。同时，风力发电机组除机械故障外，机组中的电气设备也会有异常和劣化的情况，而振动法无法诊断电气类故障，振动法对于风力发电机组的监测效果并不理想。因此需要一种监测准确度更高、对机械故障和电气故障均能够进行监测的风力发电机故障监测系统。

技术实现思路

[0003]为解决
技术介绍
中存在的问题，本技术提出了一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统，即通过分析电流变化产生的高次谐波来进行设备故障诊断，可做到无损检测，技术方案如下：
[0004]包括前端传感器、数据采集器和计算机，所述前端传感器固定在风力发电机的定子出线端总电缆上，数据采集器输入端分别与电源和前端传感器连接，数据采集器输出端与计算机连接。
[0005]优选的，所述前端传感器为谐波传感器，数据采集器为谐波数据采集器。
[0006]优选的，所述电源为220V稳定交流电源。
[0007]优选的，所述前端传感器有三个，总电缆为三相电缆，总电缆由三根电缆线汇成一股后外壁包裹绝缘层构成，总电缆一端与风力发电机的定子出线端连接，总电缆另一端连接有控制柜，绝缘层位于总电缆的中间部分，总电缆连接风力发电机端和控制柜端外壁无绝缘层。
[0008]优选的，所述总电缆连接风力发电机一端的三根电缆线外壁各安装一个前端传感器。
[0009]优选的，所述三个前端传感器交错安装在总电缆靠近风力发电机一端的绝缘层上，三个前端传感器在总电缆周向上两两间隔120
°
，三个前端传感器在总电缆径向上两两间隔不小于5cm的距离。
[0010]优选的，所述数据采集器输出端与计算机通过网络连接。
[0011]优选的，所述数据采集器输出端通过光纤或网线或4G无线传输模块与计算机网络连接。
[0012]优选的，所述前端传感器工作电流为5μA
‑
50μA，前端传感器的外壳防护等级为IP54。
[0013]优选的，所述计算机连接有用户终端和电流诊断数据库。
[0014]本技术具有的有益效果为：本技术的故障监测系统采用了电流分析原理，能够通过前端传感器接收的电流谐波信号分析风力发电机组的负载变化，从而判断风力发电机组是否故障，本技术在进行故障监测时不受其它结构的振动影响，监测准确度更高，同时本技术对风力发电机组的机械及电气故障均能够进行监测诊断，监测更为全面、效果更好。
附图说明
[0015]图1为本技术整体示意图；
[0016]图2为本技术与风力发电机安装关系示意图；
[0017]图3为本技术前端传感器与总电缆第一种连接关系示意图；
[0018]图4为本技术前端传感器与总电缆第二种连接关系示意图。
[0019]图中标号：1、前端传感器；2、数据采集器；3、总电缆；4、计算机；5、用户终端；6、电流诊断数据库。
具体实施方式
[0020]为了使本技术更为清楚、明白，以下结合附图说明和实施例，对本技术作进一步的详细说明，应当了解，所给出的实施例仅仅为实现方式的一种，并不代表所有实施例。
[0021]结合附图1
‑
3，一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统，包括前端传感器1、数据采集器2和计算机4，所述前端传感器1为非接触式的谐波传感器，数据采集器2为谐波数据采集器，安装谐波传感器时，将谐波传感器固定在风力发电机的定子690V出线端总电缆3上，所述前端传感器1有三个，总电缆3为三相电缆，总电缆3由三根电缆线汇成一股后外壁包裹绝缘层构成，总电缆3一端与风力发电机的定子出线端连接，总电缆3另一端连接有控制柜，绝缘层位于总电缆3的中间部分，总电缆3连接风力发电机端和控制柜端外壁无绝缘层。
[0022]前端传感器1的安装方式有两种，一是：所述总电缆3连接风力发电机一端的三根电缆线外壁各安装一个前端传感器1；
[0023]二是：所述三个前端传感器1交错安装在总电缆3靠近风力发电机一端的绝缘层上，三个前端传感器1在总电缆3周向上两两间隔120
°
，三个前端传感器1在总电缆3径向上两两间隔不小于5cm的距离；
[0024]使用时优选第一种安装方式，前端传感器1安装时通过扎带固定在三相电缆3上即可。
[0025]所述数据采集器2输入端分别与电源和前端传感器1连接，数据采集器2输出端与计算机4连接。
[0026]具体的，谐波传感器采用无源形式，谐波数据采集器的电源为220V稳定交流电源，考虑谐波数据采集器的安装位置及现场情况，一般从风力发电机舱柜端子排取220V稳定交流电源。
[0027]具体的，所述数据采集器2输出端与计算机4通过网络连接。所述数据采集器2输出
端通过光纤或网线或4G无线传输模块与计算机4网络连接，结合风力发电机组的现场情况，同时减少现场施工实际量，优选4G无线传输模块与计算机4连接，以4G的形式无线传输数据，4G无线传输模块可采用4G天线，安装时可将4G天线由数据采集器2引出安装吸附在风力发电机舱内合适位置即可。
[0028]具体的，所述数据采集器2靠近前端传感器1安装，根据现场环境，一般可将数据采集器2固定于机舱底部、电缆桥架、墙面或其它箱体上，以扎带或螺钉固定。
[0029]具体的，所述前端传感器1工作电流为5μA
‑
50μA，前端传感器1的外壳防护等级为IP54，不影响监测对象的正常运行。
[0030]具体的，所述计算机4连接有用户终端5和电流诊断数据库6，计算机4为上位机，计算机4内设有用于分析谐波信号的高次谐波诊断数据分析系统。
[0031]工作过程：谐波传感器在总电缆3处提取风力发电机设备的电流高次谐波数据，谐波数据收集器收集谐波传感器获得的高次谐波数据，并通过网络传输至计算机4，计算机4的高次谐波诊断数据分析系统对高次谐波数据进行分析，主要分析谐波不同倍频的幅值、相位、有效值等参数，分析获得设备状态数据，并将状态数据与电流诊断数据库比对分析并生成设备诊断报告，获得诊断结构，最后通过计算机4将设备诊断结果上传至云服务器进行储存，并发送至用户终端设备进行对外发布，用户可以通过手机等各类终端设备进行设备诊断结果查看。在一个风力发电现场中，通常会有多个风力发电机，多个风力发电机中的数据采集器2可集中到一个计算机进行数据处理。
[0032]本技术系统中的设备安装简便，功耗最大11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统，其特征在于：包括前端传感器（1）、数据采集器（2）和计算机（4），所述前端传感器（1）固定在风力发电机的定子出线端总电缆（3）上，数据采集器（2）输入端分别与电源和前端传感器（1）连接，数据采集器（2）输出端与计算机（4）连接。2.根据权利要求1所述的一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统，其特征在于：所述前端传感器（1）为谐波传感器，数据采集器（2）为谐波数据采集器（2）。3.根据权利要求1所述的一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统，其特征在于：所述电源为220V稳定交流电源。4.根据权利要求1所述的一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统，其特征在于：所述前端传感器（1）有三个，总电缆（3）为三相电缆，总电缆（3）由三根电缆线汇成一股后外壁包裹绝缘层构成，总电缆（3）一端与风力发电机的定子出线端连接，总电缆（3）另一端连接有控制柜，绝缘层位于总电缆（3）的中间部分，总电缆（3）连接风力发电机端和控制柜端外壁无绝缘层。5.根据权利要求4所述的一种基于电流分析法的风力发电机故障监测系统，其特征在于：所述总电缆（3）连接风力发电机一...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹怀祥，周国庆，袁涛，周浩青，闫孝伟，孔强，
申请(专利权)人：山东金特装备科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：