一种风力发电机组的智能化故障监测诊断系统技术方案

一种风力发电机组智能化故障监测诊断系统，其特征在于：它包括机载数据采集与分析系统（Ａ）、风场级故障诊断和状态监测系统（Ｂ）、企业级故障诊断和状态监测系统（Ｃ）及检测设备研制厂家远程技术支持系统（Ｄ），所述的机载数据采集与分析系统（Ａ）通过有线或无线传输与风场级故障诊断和状态监测系统（Ｂ）建立信息互联反馈联系，同时又通过与风场级故障诊断和状态监测系统（Ｂ）配套的有线或无线传输网络分别与企业级故障诊断和状态监测系统（Ｃ）及检测设备研制厂家远程技术支持系统（Ｄ）建立信息互联反馈联系，并且所述的检测设备研制厂家远程技术支持系统（Ｄ）本身与企业级故障诊断和状态监测系统（Ｃ）之间也建有直接的信息互联反馈联系。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种风力发电机组的智能化故障监测诊断系统，属于机械故障诊 断技术类。
技术介绍
为了减少对频临耗尽的煤和石油等传统矿物能源的依赖，同时也为了减缓矿物能 源使用对全球环境的严重污染，以风能作动力的风力发电机为载体的绿色能源正逐渐 成为能源大家庭中的重要成员之一。但是，随着风力发电设备开始大量开发、使用，随之而来的则是风力发电机组的故障多发，维护修理和故障诊断等问题引起人们的FI 益关注。风力发电机组的故障主要分为机械故障和电气故障，而目前风力发电机组的监测 诊断主要是针对电器故障，目的是保护在机械能够运转的情况下正常发电，而机械故 障的故障诊断处于长期缺乏的状态。因此，机械的突发故障已经成为风力发电机停机 和事故的主要原因。由此引起了风力发电机机械故障诊断装置的发展。但是，现有的 故障诊断系统主要是通过采集大量的原始振动数据和生成一些分析图谱，由具有深邃 理论功底和工程知识的高级技术人才通过读图来实现故障分析和诊断，然而维护人员 却无法从这些数据和图谱中取得能够判断风力发电机组状态的有效的信息，更无法做 到对风力发电机组的故障预警。在实际应用中，有的故障诊断系统引入了 "模糊"型 或"学习"型专家系统，但同样限于对监测对象缺乏深刻了解，由于作为知识源的数 据样本采集不全面，建立的数学模型不免存在缺陷，实际的运用效果与预期目标之间 存在着巨大的落差。特别是这类学习型专家系统需要在安装后遍历风机的各种故障状 态进行"学习"获得足够的知识然后才能实现诊断，以致检测装置不能即装即用。由 于上述诊断系统实际上仅仅实现了对风力发电机组进行常规振动监测，无法实现对故 障部件的自动、准确定位和故障预警，不仅诊断效果并不理想、使电机组的维护成本 高居高不下，而且也造成故障停机多发，生产效率低下的困局。
技术实现思路
本技术的目的旨在提供一种风力发电机组智能化故障监测诊断系统，通过 现场和远程监控技术，使现场使用和管理部门不仅能够掌握风机的实时工作状态、实 现故障报警，并且能够通过远程控制网络得到制造厂家远程支持，实现远程诊断、指 导维护和远程实现软件升级，不仅能够及时解决风机运行过程中出现的各种技术故障 问题，也会极大地提高设备的运行效率。上述专利技术目的通过以下技术方案实现这种风力发电机组智能化故障监测诊断系统，其特征在于它包括机载数据采集 与分析系统、风场级故障诊断和状态监测系统、企业级故障诊断和状态监测系统及检 测设备研制厂家远程技术支持系统，所述的机载数据采集与分析系统通过有线或无线 传输与风场级故障诊断和状态监测系统建立信息互联反馈联系，同时又通过与风场级 故障诊断和状态监测系统配套的有线或无线传输网络分别与企业级故障诊断和状态 监测系统及检测设备研制厂家远程技术支持系统建立信息互联反馈联系，并且所述的 检测设备研制厂家远程技术支持系统本身与企业级故障诊断和状态监测系统之间也 建有直接基于公共网络的信息互联反馈联系。所述的机载数据采集与分析系统，包括信号控制模块、传动故障信号采集子系统、 塔筒叶轮故障信号采集子系统和电气故障信号采集子系统，由信号控制模块分别与传 动故障信号采集子系统、塔筒叶轮故障釆集子系统和电器故障信号采集子系统电连接 组成互联反馈联系；其中的传动故障信号采集子系统由传动信号预处理单元、传动故 障采集器、传动故障传感器组及与该传动故障传感器组连接的风机相应机械传动系统 组成；塔筒叶轮故障信号采集子系统由塔筒叶轮信号预处理单元、塔筒叶轮故障采集 器、塔筒叶轮故障传感器组及与该塔筒叶轮传动故障传感器组连接的风机相应塔筒叶 轮传动系统组成；其中的电气故障信号采集子系统由电气信号预处理单元、电气故障 采集器、电气故障传感器组组以及与该电气故障传感器连接的相应风机电气系统组 成；同时，所述的塔筒叶轮信号预处理单元和电气信号预处理单元与信号控制模块放 置在机载主机内，并且所述三个预处理单元向机载主机内的信号控制模块传输信号，通过传输网络将采集到的数据传输给风场级故障诊断和状态监测系统。所述传动故障传感器组包括振动冲击复合型传感器、转速传感器、位移传感器、温度传感器；并且，传动故障传感器组与传动故障采集器相连，由采集器处理接收到的信号；传动故障采集器与机载主机内的传动信号预处理单元通过总线电缆相连接。所述的塔筒叶轮故障传感器组包括双坐标加速度传感器、偏航角度传感器、风机主轴转速传感器；并且，塔筒叶轮故障传感器组与塔筒叶轮故障信号采集器通过电缆相连，塔筒叶轮故障采集器与机载主机内的塔筒叶轮信号预处理单元通过电缆总线相连接。所述的双坐标加速度传感器和偏航角度传感器安装在塔筒的顶部靠近偏航平台处。所述的电气故障传感器组包括温度传感器、高压耦合电容器、电流电压互感器；并且，电气故障传感器组与电气故障采集器通过电缆相连，电气故障采集器与机载主机内的电气故障预处理单元通过电缆总线相连接。所述的机载数据采集与分析系统与风场级故障诊断和状态监测系统的传输网络采用光纤或无线网络连接。根据以上技术方案提出的本技术，通过机载主机对信号进行滤波采集，经过光纤网络或无线网络传输给风场级故障诊断和状态监测系统，该中系统中的故障诊断专家系统通过对各种监测物理量的数据融合，实现对风机各种故障的准确判断和精确定位。对于经过诊断发现的各类故障，故障诊断专家系统能够自动进行声光报警。利用企业级故障诊断和状态监测系统和远程诊断中心对所有风场中心发送来的各种数据提供网络化管理和提供设备维护管理的决策支持。既可实现风力发电机组故障的准确定位和故障的预警，又可实现了智能化和网络化故障监测和诊断，可以大大减低风力发电机组的维护成本。附图说明图1为风力发电机组智能化故障监测诊断系统总体示意图；图2-1为风力发电机组在线数据采集与分析系统主示意图；图2-2为风力发电机组在线数据采集与分析系统示意图；图3为机载主机结构布局示意图4为风力发电机组传动故障信号采集子系统示意图5为风力发电机组塔筒叶轮故障信号采集子系统示意图6为风力发电机组电气故障信号采集子系统示意图7为风力发电机组结构示意图8为风场级故障诊断和状态监测系统示意图9为企业级故障诊断和状态监测系统示意图中1-叶轮2-传动系统3-发电机4-机舱5-偏航系统6-叶轮7-基础具体实施方式图1为风力发电机组智能化故障监测诊断系统总体示意图。以下结合附图广附图8进一歩描述本技术这种风力发电机组智能化故障监测诊断系统，其特征在于它包括机载数据采集与分析系统A、风场级故障诊断和状态监测系统B、企业级故障诊断和状态监测系统C及检测设备研制厂家远程技术支持系统D，所述的机载数据采集与分析系统A通过有线或无线传输与风场级故障诊断和状态监测系统B建立信息互联反馈联系，同时又通过与风场级故障诊断和状态监测系统B配套的有线或无线传输网络分别与企业级故障诊断和状态监测系统C及检测设备研制厂家远程技术支持系统D建立信息互联反馈联系，并且所述的检测设备研制厂家远程技术支持系统D本身与企业级故障诊断和状态监测系统C之间也建有直接的信息互联反馈联系(见附图l)。其中机载数据采集与分析系统A包括信号控制模块OO、传动故障信号采集子系统10、塔筒叶轮故障信号采集子系统20和电气故障信号采集子系统30，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组智能化故障监测诊断系统，其特征在于：它包括机载数据采集与分析系统（Ａ）、风场级故障诊断和状态监测系统（Ｂ）、企业级故障诊断和状态监测系统（Ｃ）及检测设备研制厂家远程技术支持系统（Ｄ），所述的机载数据采集与分析系统（Ａ）通过有线或无线传输与风场级故障诊断和状态监测系统（Ｂ）建立信息互联反馈联系，同时又通过与风场级故障诊断和状态监测系统（Ｂ）配套的有线或无线传输网络分别与企业级故障诊断和状态监测系统（Ｃ）及检测设备研制厂家远程技术支持系统（Ｄ）建立信息互联反馈联系，并且所述的检测设备研制厂家远程技术支持系统（Ｄ）本身与企业级故障诊断和状态监测系统（Ｃ）之间也建有直接的信息互联反馈联系。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾承志，王定晓，李辉，李合林，施文钦，
申请(专利权)人：唐德尧，
类型：实用新型
国别省市：11[]