风力发电机组轴承常见故障诊断与振动检测 王健

风力发电机组轴承常见故障诊断与振动检测王健

摘要：随着环境污染问题的日益突出，同时为了克服能源危机，风能作为一种

绿色可再生能源越来越受到世界各国的重视，风力发电机组（简称风电机组）作

为将风能转化为电能的关键装备得到了迅猛的发展。风电机组通常坐落于偏僻的、交通不便的、环境恶劣的远郊地区以及沿海或近海区域，且机舱一般安装在离地

面几十米甚至上百米的高空，因此风电机组日常运行状态检测困难，维护成本昂贵。有统计资料表明，陆上和海上风电机组的维护费用占到各自风场收入的10%～15%和20%～35%左右，因此风电机组在恶劣环境下的运行可靠性问题特别

受到关注。

关键词：风力发电机组；轴承故障；诊断；振动检测

轴承故障与齿轮箱故障几乎占据了风力发电机组故障的大多数。发电机组的

各种检测传感器均安装在轴承座上，而各种轴承故障都是通过传感器才发现的，

所以我们通过传感器所采集的信息就可以准确的判断整个发电机组的工作状况。

然而在实际安装中，轴承故障诊断与振动识别也是作为优先部分处理，科研投入

也是占据了成本投入的一半以上。本文就风力发电机组轴承常见故障特征及原因

进行详细阐述，然后就轴承的振动检测进行深入研究。

1风力发电机组轴承常见故障特征及原因

1.1风力发电机组轴承结构

轴承一般分为外圈、保持架、滚动体（滚珠）和内圈4个部分。轴承内部充

满油脂类物质，用于减少轴承滚动的阻力，也能分离轴承与其他部件的接触，从

而减少摩擦阻力。油脂还可以起到散热与防止腐蚀的作用。所以为了防止外物对

油脂的影响，我们一般会在保持架的两端加装防尘装置，以免外物减弱油脂的各

种作用。

1.2风力发电机组轴承常见故障及诊断

支撑主轴轴承的外圈固定在轴承座上，机械传动轴从主轴轴承内圈经过。风

力带动叶轮转动，通过传动链将动力传输给主轴，当主轴达到一定的载荷转速时，由轴承和轴承座组成的振动系统就会产生激励，也就是风机发电机组振动的产生。这种激励振动一般是周期性振动，对受载体产生的撞击力或摩擦力也会周期性的

出现，长期疲劳极大可能产生轴承的局部损伤，因此需要加强对轴承振动频率的

监测。根据长期的实践经验及理论知识的积累，从故障程度上可将轴承的故障类

型分为初级损坏与中级损坏两类。通常我们所见到的电流损害、磨损以及表面损

坏等都是初级磨损；还有一些像破裂和散裂属于中级损坏。我们还可以从损坏的

位置来区分故障，可将其类型分成外圈故障、内圈故障、滚动体故障以及支撑部

件的故障。结合轴承结构示意图，可将风电机组轴承的常见故障特征及产生原因

归纳罗列如下：（1）疲劳故障：故障特征表现为滚动体或者滚道表面脱落或者

脱皮。故障产生原因为轴、保持架等支撑装置制造工艺较低使得其精度不能保证，轴向长期过高负荷条件工作，对其性能产生很大的影响。（2）磨损故障：我们

可以从外观来观察故障的产生原因，一般磨损故障会产生色泽的变化，形成磨痕。故障产生原因为在微小间隙间的滑动磨损和长期恶劣环境中的长期使用。（3）

缺口或凹痕故障：分为过载及安装或外来颗粒引起的缺口或凹痕。过载及安装引

起的特征表现为细小的缺口或凹痕分布在两圈的滚道周围和滚动元件里，是由于

(完整版)水轮发电机组振动标准的探讨

水轮发电机组振动标准的探讨 一、概述 水轮发电机组的振动由于其所具有机组在制造厂不能进行运行试验、各机组构造和支承条件各异的特点，设计单位和制造厂所编制的振动预测往往和机组的振动状态有着较大程度的差异。多年来国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）也曾组织制定过相关规程，有关国家先后提出过若干提案，但至今都未形成正式的国际标准。 1. 目前，在国内外广泛使用于水轮发电机组的振动判断标准如表1。 表1

二、国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）汇集各国、各知名标准化协会提案提炼的相关标准铸就了水轮发电机组振动测量、评判标准系列的基石 1.ISO 10816-5（2000）《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第 5部分：水力发电厂和泵站机组》是目前最具权威性的轴承座振动评定标准之一（目前，ISO 10816已替代了ISO 2372 和ISO 3945）。 GB/T 6075.5-2002《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第 5部分：水力发电厂和泵站机组》实际上相当于ISO 10816-5（2000）的中译本，因此，完全可以GB/T 6075.5-2002替代国际标准化组织的相关标准ISO 10816-5（2000）。 相关的主要内容是： 1）对轴承座绝对振动的测量，通常用惯性传感器测量振动速度V rms，单位为mm/s(对于300～1800r/min的中高速机组而言，低于300r/min机组建议测量振动位移S P-P，单位为μm)。在支架振动响应可以忽略的情况下，也可将位移传感器固定在刚性支架上，直接测量振动位移S P-P。 2）上下导轴承座均支撑于基础上的立式机组，水轮机工况的推荐值参见表3、图1。 表3 的推荐值参见表4、图2。

华锐1.5MW风力发电机安装手册

华锐风电科技有限公司 目录 第一章FL1500风力发电机安装导叙 (3) 第二章机舱部分 (4) ?2．1 机舱以及机舱罩的卸车 (4) 2．1．1机舱的卸车......................................................................................................................- 4- 2．1．2机舱罩的卸车..................................................................................................................- 5- ?2 6- 2 6- 2 7- 2 7- 2 7- 2 8- 2 8- 2 9- 2 2 2 2 2．2．12通风罩的安装..............................................................................................................- 11- 2．2．13联轴器和刹车盘罩子的拆卸......................................................................................- 12- 2．2．14机舱罩打密封胶..........................................................................................................- 12- 2．2．15机舱内卫生打扫以及主轴法兰的清理......................................................................- 12- ?2．3机舱的吊装 (13)

风力发电机用轴承大致可以分为三类

风力发电机用轴承大致可以分为三类，即：偏航轴承、变桨轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位。每台风力发电机设备用一套偏航轴承和三套变桨轴承(部分兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶，可不用变桨轴承)。 1代号方法 风力发电机偏航、变桨轴承代号方法采用了JB／T10471—2004中转盘轴承的代号方法，但是在风力发电机偏航、变桨轴承中出现了双排四点接触球式转盘轴承，而此结构轴承的代号在JB／T10471—2004中没有规定，因此，在本标准中增加了双排四点接触球转盘轴承的代号。由于单排四点接触球转盘轴承的结构型式代号用01表示，而结构型式代号02表示的是双排异径球转盘轴承结构，因此规定03表示双排四点接触球转盘轴承结构。 2技术要求 2．1材料 本标准规定偏航、变桨轴承套圈的材料选用42CrMo，热处理采用整体调质处理，调质后硬度为229HB—269HB，滚道部分采用表面淬火，淬火硬度为55HRC-62HRC。由于风力发电机偏航、变桨轴承的受力情况复杂，而且轴承承受的冲击和振动比较大，因此，要求轴承既能承受冲击，又能承受较大载荷。风力发电机主机寿命要求20年，轴承安装的成本较大，因此要求偏航、变桨轴承寿命也要达到20年。这样轴承套圈基体硬度为229HB-269HB，能够承受冲击而不发生塑性变形，同时滚道部分表面淬火硬度达到55HRC-62HRC，可增加接触疲劳寿命，从而保证轴承长寿命的使用要求。 2．2低温冲击功 本标准对偏航、变桨转盘轴承套圈低温冲击功要求：—20℃Akv不小于27J，冷态下的Akv值可与用户协商确定。风力发电机可能工作在极寒冷的地区，环境温度低至—40吧左右，轴承的工作温度在—20~C左右，轴承在低温条件下必须能够承受大的冲击载荷，因此，要求轴承套圈的材料在调质处理后必须做低温冲击功试验，取轴承套圈上的一部分做成样件或者是与套圈同等性能和相同热处理条件下的样件，在—20~C环境下做冲击功试验。 2．3轴承齿圈 由于风力发电机轴承的传动精度不高，而且齿圈直径比较大，齿轮模数比较大，因此，一般要求齿轮的精度等级按GB／T10095．2---2001中的9级或者10级。但是由于工作状态下小齿轮和轴承齿圈之间有冲击，因此，轴承齿圈的齿面要淬火，小齿轮齿面硬度一般在60HRC，考虑到等寿命设计，大齿轮的齿面淬火硬度规定为不低于45HRC。 2．4游隙 偏航、变桨轴承在游隙方面有特殊的要求。相对于偏航轴承，变桨轴承的冲击载荷比较大，风吹到叶片上震动也大，所以要求变桨轴承的游隙应为零游隙或者稍微的负游隙值，这

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法[1]全解

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除，在振动监测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词：汽轮机；异常振动；故障排除；振动监测；汽流激振现象 对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。 而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。 一、汽轮机异常振动原因分析 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组

的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 （一）汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50T/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 （二）转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升

风力发电机组出质保验收技术规范

CGC 北京鉴衡认证中心认证技术规范 CGC/GF 030:2013 CNCA/CTS XXXX-2013 风力发电机组出质保验收技术规范 2013-××-××发布2013-××-××实施 北京鉴衡认证中心发布

目次 前言....................................................................................................................................... I I 引言...................................................................................................................................... I II 1 目的和范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语及定义 (1) 4 验收依据 (2) 5 验收过程 (3) 6 验收内容和方法 (3) 6.1文档资料验收 (3) 6.2单台机组验收 (4) 6.2.1一致性检查 (4) 6.2.2机组运行数据分析 (5) 6.2.3机组及主要部件检查 (6) 6.2.4附属设备 (6) 6.3其他验收项目 (7) 6.3.1应用软件 (7) 6.3.2专用工具、备品备件及消耗品 (7) 7 验收结论与整改要求 (7) 7.1验收结论 (7) 7.2整改要求 (8) 7.3遗留问题 (8) 8 验收报告 (8) 附录A质保期满验收所需资料清单 (9) 附录B功率曲线和发电量考核方法 (10) 附录C可利用率考核方法 (14) 附录D机组部件检查方法 (17) D.1整体情况检查 (17) D.2主要系统检查 (17) D.3主要部件检查 (20)

风力发电振动加速度传感器安装选项

风力发电机组的加速度振动传感器
再生能源 风力发电是一种成长中的干净的可再生能 源。无论是单个机组还是组合机组的风力发 电场，它们都是目前世界上发展很快的新能 源。 风力发电机组原理是将风力机械能转化成电 能。风力发电的规模可以从 500 千瓦到 6 兆 瓦。 最常用的风力发电机组是水平轴布置。 有些是三桨叶，上风向并且带有偏航控制， 有的则是二桨叶，下风向，自然随风旋转。 偶尔你也会看到垂直布置的风力发电机组， 它们也被称为 Darrieus （打蛋形）风力发电 机组，根据法国发明家而命名。但是这种打 蛋形的设计不是很流行，逐渐被性能较好得 水平布置的风力发电机组所代替。 风力发电机组和低速电机驱动的风扇，例如 冷却塔，有很多相同之处。风力发电机组基 本上是一个大型低速风扇，但是它不是电能 驱动，没有将机械能通过减速箱驱动大型低 速风扇，相反的，它提供机械能，通过加速 箱驱动发电机产生电能。这个反向的过程带 有很多会产生振动的旋转部件，长时间的损 耗可能会导致最终失效。 ? ? ? 维修费用非常高 不可能的工作高度 电能的损失很昂贵
轴向振动传感器 径向振动传感器
发电机
齿轮箱
主要轴承
带有加速度振动传感器的水平布置的 风力发电机组
低频加速度振动传感器 主要轴承和转轴的速度大约是 30-60 rpm。这 也是齿轮箱输入轴的旋转速度。旋转频率范 围是 30 – 60 cpm (0.5 – 1.0 赫兹)的情况应采 用低频加速度振动传感器。 测量的范围包括 主轴旋转频率，叶片通过频率，主轴承频 率，齿轮箱输入轴轴承频率和齿轮啮合频率 等等。这些低频加速度振动传感器通常可以 提供 500mV/g 以及 12-180000 cpm (0.2 – 3000 赫兹) 的频率范围。
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风力发电机常见故障及其分析概要

茂名职业技术学院 毕业设计 题目：风力发电组轴承的常见失效形式及故障分析系别：机电信息系专业：机械制造与自动化班别：13机械一班姓名：何进生指导老师：张浩川日期：2015年7月1日至2016年5月1日

内容摘要 随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力，能源问题和环境污染日益突出。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源，因其使用便捷、可再生、成本低、无污染等特点，在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展。风力发电己成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故，造成巨大的经济损失。 本论文先探讨了课题的实际意义以及风力发电机常见的故障模式，在这个基础上对齿轮箱故障这种常见故障做了详尽的阐述，包括引起故障的原因、如何识别和如何改进设计。通过对常见故障的分析，给风力发电厂技术维护提供故障诊断帮助，同时也给风电设备制造和安装部门提供理论研究依据。 关键词 风力发电机;故障模式;齿轮箱;故障诊断

Common Faults And Their Analysis Of The Wind Turbine Abstract With the global economic development and population growth, humanity is facing with the pressure from two sides of the energy use and environmental protection, the energy problem and environmental pollution has become an increasingly prominent issue. Wind power as a abundant reserves of natural resources, because of its convenient use, renewable, low cost, no pollution, has been more widely used and rapid development in the world. Wind power has been taken as one of the priority development energy sources in the world．The increase of wind power capacity and complicated system structure will not only cause power outage，but also raise serious accidents when the set is at fault． In the beginning, the dissertation introduces the practical significance of project and the common failure mode of wind turbines, then researches and describes the failure of gearbox in detail, including the cause of failure, how to identify and how to improve the design. Based on the analysis of common failures, not only provide assistance for fault diagnosis to the technical

汽轮发电机组的振动

汽轮发电机组的振动 第一节概述 汽轮发电机组在运行中总会存在一定程度的振动，关键在于应使机组振动值维持在允许范围内。机组振动是评价机组运行可靠性的重要依据之一，机组振动异常是运行中的常见故障。强烈振动表明机组内存在缺陷，如在此情况下不采取措施而继续运行，由于振动力的作用，会使机组各连接部位松动，削弱了连接刚性，振动将随之进一步加剧。振动过大会使机组动静部分及松动部位互相摩擦、轴承合金破坏、转子大轴疲劳甚至出现裂纹、叶片断裂、危急保安器误动作。为此，汽轮机组振动过大，应正确分析振动产生原因、振动性质，判断造成振动过大的部位，并采取相应措施，使振动减小到允许范围。汽轮机检修工作应掌握产生振动的规律及与振动联系密切的设备，提高检修质量，防止出现异常振动。 机组产生振动异常原因是多方面的，情况复杂，它涉及到机组制造、安装、检修和运行各个方面，所以无论是检修人员、还是运行人员均应具备这方面的基本知识。 机组振动过大，将引起设备损坏，甚至造成严重后果。振动过大的危害性主要表现在以下几个方面。 1 ．直接造成机组停机事故 当机组振动过大，尤其在高压端振动过大，有可能引起危急保安器遮断油门动作而停机。 2 ．机组振动造成动静部分摩擦

机组强烈振动会使轴封、隔板汽封产生磨损，间隙增加，使机组运行经济性下降、轴向推力上升甚至造成推力瓦块损坏。如果磨损严重还会造成转子弯曲，当热应力超过屈服极限，将使转子产生永久性弯曲。如果振动发生在发电机侧，会加速滑环与碳刷的磨损，线圈电气绝缘磨损而造成电气事故，最后导致机组火灾，这种事故在电厂时有发生。 3 ．振动导致机组零部件损坏 振动过大动应力增加，会使叶片、围带等转动零件损坏，叶片、围带断裂又引起更大的质量不平衡振动。振动过大也会损坏轴承合金。 4 ．振动使各连接件松动 机组振动过大时，将使轴承上的连接件、主油泵、凝汽器及发电机冷却管、法兰连接螺栓振松或损坏，甚至造成基础裂纹。 第二节振动标准 机组振动是客观存在的，振动过大会造成极大危害，所以运行中的机组振动值必须保持在一定范围内，这个范围就是振动的标准，我国电力部颁布了汽轮发电机组振动的振幅值标准，见表4－l 。 表4－1 汽轮发电机组振动标准（水电部1980年颁发） 机组的振动状况，应在额定转速下，通过测量任何运行工况时轴承座的振动峰值来评定，并以轴承座的垂直（⊥）、水平（一）、轴向（☉）

浅谈风力发电机专用的轴承(20200521122350)

浅谈风力发电机专用的轴承 风力发电机常年在野外工作，工况条件比较恶劣，温度、湿度和轴承载荷变化很大， 风速最高可达23m/s，有冲击载荷，因此要求轴承有良好的密封性能和润滑性能、耐冲 击、长寿命和高可靠性，发电机在2-3级风时就要启动，并能跟随风向变化，所以轴承结 构需要进行特殊设计以保证低摩擦、高灵敏度，大型偏航轴承要求外圈带齿，因此轴承设 计、材料、制造、润滑及密封都要进行专门设计。 1. 风机轴承技术要点分析 1.1 偏航轴承总成（660PME047） 偏航轴承总成是风机及时追踪风向变化的保证。风机开始偏转时，偏航加速度ε将产 生冲击力矩M=Iε（I为机舱惯量）。偏航转速Ω越高，产生的加速度ε也越大。由于I非常大，这样使本来就很大的冲击力成倍增加。另外，风机如果在运动过程中偏转，偏航齿 轮上将承受相当大的陀螺力矩，容易造成偏航轴承的疲劳失效。 根据风机轴承的受力特点，偏航轴承采用“零游隙”设计的四点接触球轴承，沟道进行 特别设计及加工，可以承受大的轴向载荷和力矩载荷。偏航齿轮要选择合适的材料、模 数、齿面轮廓和硬度，以保证和主动齿轮之间寿命的匹配。同时，要采取有针对性的热处 理措施，提高齿面强度，使轴承具有良好的耐磨性和耐冲击性。 风机暴露在野外，因此对该轴承的密封性能有着严格的要求，必须对轴承的密封形式 进行优化设计，对轴承的密封性能进行模拟试验研究，保证轴承寿命和风机寿命相同。风 机装在40m的高空，装拆费用昂贵，因此必须有非常高的可靠性，一般要求20年寿命，再加上该轴承结构复杂，因此在装机试验之前必须进行计算机模拟试验，以确保轴承设计参 数无误。 1.2 风叶主轴轴承（24044CC） 风叶主轴由两个调心滚子轴承支承。由于风叶主轴承受的载荷非常大，而且轴很长， 容易变形，因此，要求轴承必须有良好的调心性能。 确定轴承内部结构参数和保持架的结构形式，使轴承具有良好的性能和长寿命。 1.3 变速器轴承 变速器中的轴承种类很多，主要是靠变速箱中的齿轮油润滑。润滑油中金属颗粒比较 多，使轴承寿命大大缩短，因此需采用特殊的热处理工艺，使滚道表面存在压应力，降低 滚道对颗粒杂质的敏感程度，提高轴承寿命。同时根据轴承的工况条件，对轴承结构进行 再优化设计，改进轴承加工工艺方法，进一步提高轴承的性能指标。 1.4 发电机轴承 发电机轴承采用圆柱滚子轴承和深沟球轴承。通过对这两种轴承的结构设计、加工工 艺方法改进、生产过程清洁度控制及相关组件的优选来降轴承振动的噪声，使轴承具有良 好的低噪声性能。 1.5 轴承装机试验技术研究

风力发电机组常见故障及诊断方法 卢志海

风力发电机组常见故障及诊断方法卢志海 摘要：近几年来，能源需求不断增加，不可再生能源逐渐减少，无污染、可再 生能源受到各个国家的高度重视。风力发电机组的开发与应用，能够提供清洁能源，减少能源应用给环境造成的破坏。然而，因风力发电机组配套设施的缺乏、 运行管理措施不完善等问题，增加了安全隐患的存在。现就风力发电机组运行安 全进行分析，提出了一种新型风力联合发电系统及安全运行控制有效措施。 关键词：风力发电；机组；控制措施；运行安全 引言 随着环境污染问题的日益突出，同时为了克服能源危机，风能作为一种绿色 可再生能源越来越受到世界各国的重视，风力发电机组(简称风电机组)作为将风 能转化为电能的关键装备得到了迅猛的发展。风电机组通常坐落于偏僻的、交通 不便的、环境恶劣的远郊地区以及沿海或近海区域，且机舱一般安装在离地面几 十米甚至上百米的高空，因此风电机组日常运行状态检测困难，维护成本昂贵。 风电机组在工作过程中，转子叶片的转速随风速的变化而变化，当阵风来袭或风 作用在不同叶片上的力不平衡时，叶片会受到复杂交变的冲击载荷，这些载荷通 过主轴传递到风电机组的其他关键零部件，如轴承、齿轮箱、发电机等，会对风 电机组的运行可靠性造成极大的影响。 一、风力发电机组的运行安全分析 风机借助主动对风方式，保证叶轮长期处于迎风状态，将风能转化成机械能，由驱动发电机转化机械能为电能，最终实现电网电能输送，这是风力发电机组工 作的主要原理。风力发电机组需要在野外长期运行，工作条件极其恶劣，人为无 法控制自然界风能，导致风力发电机组承受不同类型复杂载荷，一旦外界条件发 生变化，给风力发电机组运行安全造成严重威胁。 风力发电机组作为一个全天性自动运行设备，在运行期间能够实现自我控制，且与状态检测、自动运行及无人值守需求相符。从现阶段风力发电机组控制系统 来看，其核心是可编程控制器，控制器、传感器、PLC及其他执行机构共同构成 了控制系统。传感信号充分反映风力发电机组运行状态，一旦某项指标出现变化，在PLC的处理下，控制器将发出指令以对各项进行控制。由此可见，风力发电机 组控制系统与运行安全有着密切联系。实现风力发电机组运行安全的方式，不仅 可以借助风力发电机组控制系统，还可以在常规运行系统中设置安全链保护系统，这种系统主要运用单回路结构。机组出现过速、电网异常、极限风速、变桨超限 等故障时，回路能够自动断开，这样能够确保风力发电机组运行安全。 二、风电机组的故障特点 当风力发电机组发生故障时，风电机组的参数较正常状态运行时发生一定的 变化，这些参数的变化也是机组发生故障的体现，即风电机组的故障表征。从目 前研究结果来看，在故障条件下，对不同控制策略下风力发电机组故障表征对比 尚处于空白，具体分析如下： （１）定子铁芯故障 定子铁芯故障有定子铁芯松动和短路两种情况，松动是由于定子铁巧安装过 程中压装不紧或其紧固件松脱发生，短路是在非正确装配、轴承磨损或转轴弯曲 或非平衡磁拉力的作用下，定转子摩擦使得铁芯齿顶部分地方绝缘磨掉而导致片 间相连形成短路。铁芯松动的信号特征是电磁振动和噪声増大量非常多，频谱图 中会出现基本频率。

风力发电机组及其组件机械振动测量与评估(标准状态：现行)

I C S27.180 F11 中华人民共和国国家标准 G B/T35854 2018 风力发电机组及其组件机械振动 测量与评估 M e c h a n i c a l v i b r a t i o nm e a s u r e m e n t a n d e v a l u a t i o n f o r t h ew i n d t u r b i n e s a n d t h e i r c o m p o n e n t s [I S O10816-21:2015,M e c h a n i c a l v i b r a t i o n E v a l u a t i o no fm a c h i n e v i b r a t i o n b y m e a s u r e m e n t s o nn o n-r o t a t i n gp a r t s P a r t21:H o r i z o n t a l a x i sw i n d t u r b i n e sw i t h g e a r b o x,MO D] 2018-02-06发布2018-09-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

目 次 前言Ⅲ 引言Ⅳ 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 测量2 5 设备3 6 振动评估3 7 评估标准5 8 运行中的振动限值6 9 振动监测的建议7 附录A (资料性附录) 本标准与I S O10816-21:2015相比的结构变化情况8 附录B (资料性附录) 本标准与I S O10816-21:2015的技术性差异及其原因10 附录C (资料性附录) 测量位置11 参考文献13

浅谈金风风力发电机组的振动

浅谈金风风力发电机组的振动 姓名：张玉博 入职时间：2013年5月 部门：哈密总装厂

目录 摘要: (2) 一、引言 (3) 二、状态监测与故障诊断 (4) （一）、振动监测方式 (4) （二）、国内外发展现状 (4) （三）、振动故障诊断 (4) 三、金风风力发电机组振动故障案例 (6) （一）、石碑山A0701机组 (6) （二）、石碑山B1004机组 (7) 四、金风风力发电机组减振措施与保护 (8) （一）、对中概念 (8) （二）、造成不对中的原因 (8) （三）、不对中对风机的影响 (9) （四）、金风风力发电机组的减振措施 (9) （五）、独立于系统的硬件保护 (11) 五、小结 (11) 参考文献 (12)

浅谈金风风力发电机组的振动 摘要: 振动是自然界和工程界常见的现象。振动的消极方面是：影响仪器设备功能，降低机械设备的工作精度，加剧构件磨损，甚至引起结构疲劳破坏；振动的积极方面是：有许多需利用振动的设备和工艺（如振动传输、振动研磨、振动沉桩等）。振动分析的基本任务是讨论系统的激励（即输入，指系统的外来扰动，又称干扰）、响应（即输出，指系统受激励后的反应）和系统动态特性（或物理参数）三者之间的关系。20世纪60年代以后，计算机和振动测试技术的重大进展，为综合利用分析、实验和计算方法解决振动问题开拓了广阔的前景。 风力发电机组中减少振动很重要的一个举措就是对中。金风风力发电机组为了减少振动带来的消极影响，做了许多积极措施。从S43/600Kw机组的机械对中到S48/750Kw的激光对中等都有了质的飞跃。 关键词： 振动；振动分析；对中

大型风力发电机组故障诊断综述

大型风力发电机组故障诊断综述 发表时间：2018-05-22T10:02:18.487Z 来源：《基层建设》2018年第5期作者：李育波[导读] 摘要：近年来随着经济的不断发展，大型风力发电机组故障诊断的要求越来越高。国投白银风电有限公司甘肃兰州 730070 摘要：近年来随着经济的不断发展，大型风力发电机组故障诊断的要求越来越高。本文通过分析大型风力发电机组故障诊断方法，探讨及分析了风电机组故障诊断未来的发展方向。关键词：大型风力发电机组故障诊断引言：近年来，作为绿色、可再生能源的风能已成为解决能源污染问题必不可少的重要力量，截至2015年底，全球风电总装机容量已达427.4GW，其中陆上风电装机市场，中国仍居榜首。风力发电迅速发展带来巨大市场机遇的同时，也带来了巨大挑战。一方面，风电机组的工作条件十分恶劣，长期暴露在风速突变、沙尘、降雨、积雪等环境下，造成了风电机组故障频发。 1风电机组定性故障诊断方法和内容基于定性经验的风电机组故障诊断是一种利用不完备先验知识描述系统功能结构，并建立定性模型实现故障诊断过程的方法。大型风力发电机组故障诊断主要包括了2个方面，一个是风电机组定性故障诊断方法，另一种是风电机组定量诊断方法，这两种方法相辅相成。基于定性经验的风电机组故障诊断是一种利用不完备先验知识描述系统功能结构，并建立定性模型实现故障诊断过程的方法。基于ES风电机组故障诊断方法的基本思想是：运用专家在风力发电领域内积累的有效经验和专门知识建立知识库，并通过计算机模拟专家思维过程，对信息知识进行推理和决策以得到诊断结果。 1.1故障树分析法 FTA 是以故障树逻辑图为基础的一种演绎分析方法，20世纪60年代由美国贝尔实验室提出，既可以用作定性分析又可以用于定量分析。该方法以图形化为表达方式，从故障状态出发，逐级对故障模式和故障部件进行分析推理以确定故障原因和故障发生概率。其中，风电机组故障诊断大多是将其作为定性诊断方法进行分析。为获得清晰、形象地故障原因和宝贵的专家经验，并提供专家级的解决方案，文献结合FTA技术与专家系统应用于风电机组齿轮箱故障诊断中，结果表明该方法对专家库的依赖程度过大。提出了基于FTA的风电机组传动链故障诊断方法，采用框架结构的混合知识表达方式，建立了基于故障树的智能诊断系统。 1.2符号有向图（SDG）方法符号有向图SDG是基于定性经验或基本定律的一种故障诊断技术。可实现正、反向推理，在缺乏知识的详细过程背景下，能够捕捉有效信息并结合相关搜寻策略准确、快速地检测和定位故障。风电机组故障部件的检修顺序对降低风场运营成本起着举足轻重的作用，根据风电机组各部件的相互作用机理，建立了SDG故障诊断模型，并采用关联算法安排检修顺序，但文中仅仅针对控制回路较少的情况展开研究。结合SDG和模糊逻辑方法应用于风电机组故障诊断中，并采用了层次分析法设计故障诊断系统，有效地抑制了分辨率低等问题。基于SDG的风电机组故障诊断不要求完备的定量描述，能充分利用系统结构和正常运行条件下的不完全信息，但系统复杂程度的增加将导致SDG支路数和节点数之间复杂关系的增加，造成故障诊断的实时性和精准度较差。因此，该方法较少应用在风电机组故障诊断中。 2风电机组定量故障诊断方法 2.1基于解析模型的方法基于解析模型的故障诊断适用于观测对象传感器数量充足且具备精确数学模型的系统，通过与已知模型进行分析对比从而达到故障识别的目的，主要包括参数估计法、状态估计法等。文献建立了三叶片水平轴风电机组基准模型，采用 5种不同的故障监测与隔离方案评估了7种不同的测试系列，取得了较为满意的结果，但是基准模型的简单化不能体现风电机组的复杂功能。文献在考虑未知执行器增益和延迟两种情况下，提出了基于离散时间卡尔曼滤波器和交互多模型估计器的风电机组转换器故障诊断方法。以三叶片水平轴风电机组为研究对象，利用改进未知输入观测器方法进行故障识别，实现了干扰解耦和噪声降低的效果，提高了诊断精度，但该方法的自适应能力不强。 2.2基于数据驱动的方法基于数据驱动的诊断方法包含2种方式1分析处理监测信号以提取故障特征；2直接利用大量相关数据进行推理分析并得到诊断结果，主要包括信号处理法、人工智能定量法与统计分析法，是目前风电机组故障诊断所采用的主流方法。 3风力发电故障诊断系统为提高风场经济效益，改善运维现状，越来越多的机构致力于研发风电机组在线故障诊断系统，已经取得了许多卓有成效的成就，主要针对风电机组的关键部件，包括机舱、基础、塔架、叶片、齿轮箱等。数据采集与监控系统是目前较为成熟的商业软件之一，除了通过分析收集到的数据预测轴承和其他机械等最基本的故障以外，该系统还具有控制发电应用数据的作用。为提高风电机组故障预测精度，产生了许多结合SCADA数据进行状态监测的系统。其中通用电气的风电状态监测系统采用傅里叶频域和加速度包络分析机组运行信息，并对主轴承、发电机、机舱、齿轮箱等关键部件进行故障诊断，达到了每年每台风电机组节省 3000 美元的效果。Mita-Teknik的状态监测系统使用傅里叶振幅谱、傅里叶包络谱、峭度值分析等方法分析振动信号以判定主轴承、发电机、齿轮箱等部件的故障，大大地提高了机组的运行效率。为配合管理人员、操作人员和维修工程师的工作任务，斯凯孚的 3.0状态监测系统采用傅里叶频域分析、时域分析和包络分析等方法确定风电机组的故障类型，但该系统对风电机组主传动链的监测不太全面。相对国外而言，国内风力发电监测技术比较落后且故障自诊断技术较为不成熟，导致目前该系统以状态监测为主，并辅以专家远程人工分析，实现机组的故障诊断及其定位。主要有东北大学、华中科技大学的“风力发电在线监测和故障诊断系统”，以及金风科技公司的“风电机组在线监测系统”和唐智科技的风电机组在线故障诊断系统”等。 4结束语：随着大功率风电机组的快速发展和并网运行，对其运行可靠性与系统稳定性提出了更高的要求，必将促进风电机组状态监测、故障诊断和智能维护技术的进一步发展。任何一种单独技术或绝对方法都无法解决风电机组所有故障诊断问题，因此，采取多种技术方法相结合，取长补短实现风电机组的故障诊断将逐步成为未来的研究热点。参考文献：

汽轮发电机组振动的各种因素

汽轮发电机组振动的各种因素 【摘要】汽轮机组从设计到运行的过程都可能产生振动，必将影响整个系统的功能发挥，对此，必须引起管理部门的重视，本文从其设计，制造，安装和检修几方面进行分析，找出了影响机组振动的因素，提出具有针对性的措施。 【关键词】汽轮发电机振动影响因素 汽轮机组的轴承振动程度直接影响到机组整体的运行情况，只有保证安全的运行，才能保证收益，引起发电机组异常振动的原因很多，可能是由于振动制造的问题，或者是安装检修不当造成的振动，本文就对其进行详细的分析。 1 设计制造不当导致的机组振动 汽轮发电机属于调整运转的机械，一旦质子与旋转中心无法重合，会产生离心力，对轴承产生激振力而使之引起机组振动异常，这就要求在安装时要对每片叶片进行平衡检查，保证其不平衡的数值在合格的范围内。 从制造的角度上来看，造成汽轮发电机组转子不平衡的原因是由于对机械的精度处理不当，装配工艺无法满足生产需要，因此，必须提高机械加工的精度，保证质量，降低转子的原始不平衡。 设计不当也会引起机组振动，轴承的选取，稳定性不足都会导致振动，引发机组运转危险。 2 安装检修不当导致的振动 安装与检修过程中的工艺质量对于机组振动的影响十分大，经过实践分析，由于安装和检修引起振动的情况十分普遍，其中主要有以下几个方面： 2.1 标高安装不当 由于轴承的标高没有按照设计的要求安装将会导致两端不平衡，引发自激振动，油膜振动和汽流激振等；而负面较重的一边，由于吃力太大，会引起轴瓦温度升高，当轴瓦乌金温度达到一定值时，很容易产生轴瓦乌金过热现象，从而造成机组的振动。这就要求在安装过程根据设计的要求进行安装，结合现场的实际情况调整标高，保持平衡。 2.2 轴承自身特征决定 轴承的轴瓦、顶隙对轴承的稳定性有一定的影响，外界因素影响下极容易导致振动。而其连接状况则主要影响其刚度，如果刚度不足，引起的异常振动将较大，这就要求必须做好刚度的控制。

风力发电机轴电压轴电流的研究。

风力发电机轴电压轴电流对轴承影响及防范措施 摘要：风力发电机轴承失效频繁发生,在研究应用条件和调查轴承失效的基础上,基本确认了造成轴承失效的根本原因:双馈感应发电机变频驱动所导致的轴承过电流和相应的电腐蚀及润滑、磨损等。本文概述分析了轴电压轴电流产生的原理和造成的危害，详述了对轴电压的抑制措施，并在风电场推广应用，实践验证了轴电流抑制技术的有效性。 关键词：风力发电；轴承；轴电流；解决方案 Wind turbine generator shaft voltage and shaft current on the bearing and preventive measures CHEN Guo-qiang，CHEN Guo-zhong，XXX Shen Hua Ji Tuan Guo Hu(TongLiao)Wind power Abstract：Bearing failures of windturbine generator are occurring frequently. Based on application studies and bearing investigations main root causes have been identified: electrical current passage, electrical erosion respectively, due to frequency converter supply of doubly-fedinduction generator sand lubrication and wear related problems.This paper analyzed the cause of shaft voltage and shaft current and its related harm in doubly-fed wind turbine architecture. Measures to suppress the shaft voltage and shaft current are detailed and put into practice in pilot wind farms. The effectiveness of the measures are approved by field data. Key words:wind power generation；Bearing；Shaft current；The solution 一、研究背景 xx风电场，装有56台华锐SL1500机组，于2015年1月并网发电，在运行的2年中由于发电机轴承的损坏给机组正常运行产生了严重的影响，造成一定的经济损失。经统计2013年共计更换发电机驱动侧轴承19次，年损坏率达28%，更换非驱动侧轴承22次，年损坏率达33%，造成直接和间接经济损失近百万元，因此，研究发电机轴承的损坏原因并提出改进措施显得尤为重要。 二、研究目的

轴承振动标准

轴承振动标准 1、附属机械轴承振动标准 附属机械轴承振动标准 转速 振幅（双振幅）（mm） 优等良好合格 n≤10000.050.070.10 1000＜n≤20000.040.060.08 2000＜n≤30000.030.040.05 n＞30000.020.030.04 2、机组轴振动标准 国产200MW及以下机组，一般以测轴承为准，如测轴振动制造厂家无规定时，可参照下表执行。 大型汽轮发电机组轴振参考标准（双振幅，um） 1500r/min3000r/min 相对位移绝对位移相对位移绝对位移 A（良好）10012080100 B（合格）200240165200 C（停机）300385260320 3、轴承振动标准 轴承振动标准（双振幅，mm） 优良好合格 1500r/min≤0.03≤0.05≤0.07 3000r/min≤0.02≤0.025≤0.05 ≥5000r/min≤0.01≤0.025≤0.05 4、ISO3945振动标准 ISO3945振动标准 振动烈度V f （mm/s） 支撑分类 刚性支撑柔性支撑 0.45 A（好）A（好） 0.71 1.12 1.8 B（满意）B（满意）2.8 4.5 7.1 C（不满意）C（不满意）11.2

18D（立即停机） D（立即停机） 284571 振动烈度V f （mm/s）与振动位移峰峰值S p-p （mm）之间的换算关系 S p-p ＝2√2V f /ω 其中角速度ω＝2лf，f 为频率。 当f＝50Hz 时，振动烈度与振动位移对应值见下表： 振动烈度与振动位移对应值 V f (mm/s)0.450.71 1.12 1.8 2.8 4.57.111.218.028.045.071.0S p-p (um) 4 6.3 10 16 25 40.6 63 100 162 250 406 630 5、IEC 振动标准（双振幅，um） IEC 振动标准 转速（r/min）10001500180030003600060007200轴承振动7550402521126轴振动 150 100 80 50 42 24 12 6、我国现行的汽轮机振动标准是如何规定的？ 1）汽轮机转速在1500r/min 时，振动双振幅50um 以下为良好，70um 以下为合格；汽轮机转速在3000r/min 时，振动双振幅25um 以下为良好，50um 以下为合格。2）标准还规定新装机组的轴承振动不宜大于30um。3）标准规定的数值，适用于额定转速和任何负荷稳定工况。 4）标准对轴承的垂直、水平、轴向三个方向的振动测量进行了规定。在进行振动测量时，每次测量的位置都应保持一致，否则将会带来很大的测量误差。5）在三个方向的任何一个方向的振动幅值超过了规定的数值，则认为该机组的振动状况是不合格的，应当采取措施来消除振动。 6）紧停措施还规定汽轮机运行中振动突然增加50um 应立即打闸停机。同时还规定临界转速的振动最大不超过100um。