风力发电机状态检测系统

风力发电机状态监测系统

1. 风力发电机状态监测系统

1.1 应用背景概述

风电场一般地处偏远，道路交通不便、机组又位于几十米高的塔顶，对维护维修造成困难（例如人员设备进入等）。目前风电场的维护多采用计划维修与事后维修方式。此种维修很难全面、及时地了解设备运行状况，往往造成维修工作旷日持久，损失重大。

对风电机组进行实时状态监测和故障诊断，有效地避免了上述缺陷，达到在不停机状态下对运行设备的监控。本特利 (Bentley)提供的全面风力发电机状态监测系统能够有效解决传统风电机组检修的难题，提高设备可用率，降低运行检修成本。

1.2 系统品质

本系统采用的核心产品由品质和工艺享誉世界的本特利 (Bentley)组成。

我们使用的Six Sigma?工具得到公认，我们的团队致力于真正做到与众不同。

我们员工所做的一切均是以客为尊的品质为首要任务，以确保我们每一天都能提供优质产品。

我们也获得了外部品质认证。我们位于内华达州明登市、匈牙利布达佩斯、弗吉尼亚州塞伦及英国布拉克内尔的生产和测试基地，所生产的产品都通过了国际ISO 9001:2000 质量管理标准认证。

1.3 风力发电机状态监测系统解决方案

随着对清洁能源的需求日益增多，风电领域不断发展。如何在控制运营和维护费用的基础上，开发和维持具有竞争力的发电产品也面临着越来越多的新的挑战。

风力发电机状态监测系统解决方案通过主动检测机械运行状况来进行故障预警从而减少由故障带来的机械损失。我们提供了包括传感器、监测模块和软件在内的一体化解决方案，可以让您有效管理风电场资产，提高设备的可用性并减少维护费用。

我们在全球拥有一大批熟悉机械、仪表的状态监测专家，可以对整个项目提供一站式的服务。我们将与客户一起评估客户需求，设计和配置客户解决方案，并帮助客户在整个生产周期进行维护和管理。

1.3.1 系统优势

通过缩短维护间隔和优化检修停机周期，提高可用性。

●帮助设立超过上万种齿轮箱的基准运行状态及故障形式，使客户对于故障情况一目

了然。

●针对风机在不同的运行模式下，跟据机组不同负荷下的报警设定对机组进行报警和

保护，及时通知运行人员进行有计划的维修，减低风机的维护及检修成本。

●通过风机分析数据，提早并且有计划地指导检修，将传统的定期维修变为预测维修，

有助于维修安排的优化，从而降低维修成本和减短维修日期。

风力发电机面对着许多对运行有不可忽略影响的不可预测因素，因此要对资产进行可靠的管理，先进的状态监测技术和经验至关重要。

1.3.2齿轮箱是第一优先考虑项

仅仅齿轮箱的维护成本一项往往占据了风场25%-30%的运营和维护成本，我们的状态监测系统使客户不需要大范围地拆开机组也可以随时了解齿轮箱运行状况。在发生微小故障的情况下，依靠独特的齿轮箱运行状态知识库，可以帮助使用者做出正确的判断，维持风机运行而不损坏风机，以获取最大的效益。另外，状态监测可以帮助运行人员更好地制定维修计划，预测机组的运行情况，协调整个机组群的停机检修，极大地节省成本。

1.3.3从第1天开始了解你的机组如何操作

对齿轮箱、发电机、主轴承和塔身偏摆进行持续状态监测，提前了解问题持续的时间和趋势。有利于：

利用相同资源对多个维修事件进行规划。

将损害程度减少或限制在可控制范围内。

在不扩大故障的情况下继续发电，并且等待资源齐备后再进行维修。

降低维修费用。

1.3.4专业领域知识

本特利 (Bentley)做为全球最大的状态监测解决方案提供商，有着长达 50 年的状态监测专业技术积累。本解决方案结合了 System 1*软件的智能以及一流的优化和诊断软件平台，通过将数据转换为可操作的信息，让运行人员作出可靠而且正确的判断。

1.3.5解决齿轮箱复杂性的专利算法

本特利 (Bentley)提供了获得专利的行星轮脉冲累积检测算法。我们引入了动态能量指数 DEI（Dynamic Energy Index），通过计算轴承、行星轮、中间级、高速级等不同频带上的能量累积对故障进行早期预警。

1.3.6通用、易于联网和可缩放

本解决方案几乎可以在任何制造商的单行星齿轮风机上使用。布置在塔顶的监测模块可以接收安装在主轴承、齿轮箱和发电机上的加速度传感器的信号，以及来自控制系统的过程量信号。监测模块内置了所有的组态和算法。而风力发电机状态监测系统软件也可以与 SCADA 系统集成为一体，使得数据传输率最小化，避免了在 SCADA 网络上造成堵塞。

我们的解决方案可以灵活地应用在单个或多个风电场。一台服务器可以容纳多达200 个监测模块。从风电场办公室或控制室就可以实现对整个机群的监控，通过集中管理提高了生产率并增强了分析数据和预测趋势的能力。

1.3.7诊断强大和显示直观

综合的警报、诊断、分析和报告能力可以让运行人员了解风电风力发电机是否处于正常运行状态，并向维修人员提供可操作信息来帮助维修。对每台风力涡轮发电机，系统可以提供150个静态变量和趋势，此外还可以提供轴承，齿轮的高分辨率波形数据。这些数据源的频谱、时基和多模式的趋势显示都是基于大众熟知的微软? Windows?导航技术。

1.3.8综合服务解决方案

为确保客户不断取得成功，我们提供了多个服务解决方案，从每周 7 天每天 24 小时的远程监控到立即响应的技术支持。我们将与客户一起合作定制一套服务解决方案，以期向客户提供切实、所需的支持。本解决方案由风力发电机和状态监测专家设计，有可信赖的服务作为后盾，是一项具有回报的明智投资。

对于风电场电气设备中风力发电机的运行维护的措施

对于风电场电气设备中风力发电机的运行维护的措施 发表时间：2017-10-25T17:50:34.937Z 来源：《基层建设》2017年第17期作者：盛电波 [导读] 摘要：随着当前经济的快速发展，人们在生产生活中对于电能的需求逐渐增大。电能的应用，对于经济的发展也产生了巨大的影响。 中车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部湖南省 412007 摘要：随着当前经济的快速发展，人们在生产生活中对于电能的需求逐渐增大。电能的应用，对于经济的发展也产生了巨大的影响。此类现状下，传统火力发电以及水力发电，已经不足以支撑社会经济的发展。随后风力发电的技术发展，也引起了广泛的关注。风力发电通过应用风力驱动，进行电能的生产，有效的降低了对生产能源的需求，对于当前发展绿色经济促进意义重大。针对此类现状，文章针对当前风电场电气设备中风力发电机的运行维护措施，进行简要的分析研究。 关键词：风力发电；电气设备；风力发电机；运行维护 随着当前国民经济的快速发展，能源对于经济发展产生的影响越来越大。此类现状下，电能作为主要的应用能源之一。关于其稳定生产，则引起了广泛的关注。实际发展的过程中，风力发电作为主要的电力生产渠道之一。关于风力发电机的运行维护，则成为当前风力发电作业中，主要的核心内容。笔者针对当前风电场电气设备中风力发电机的运行维护，进行简要的剖析研究，以盼能为我国风力发电设备维护的发展提供参考。 1.风力发电 风力发电当前在发展的过程中，其运行原理为：通过风能驱动叶轮进行旋转，之后将旋转机械能转换为电能。实际发展的过程中，对于外力驱动的要求较低。因此在实际发展的过程中，也获得了世界各国的认可。风能作为一种可再生的清洁能源，其对于当前环境现状的改善，以及发展绿色经济的应用意义重大。 2.当前风电场电气设备中风力发电机运行维护中的常见故障及存在问题 当前风电场电气设备中电力发电机的运行维护，整体的发展现状较为良好。但在细节方面，也出现了较多的问题。例如：维护制度执行不到位、维护人员专业技能较弱。此类现状的出现，严重的影响了风电场的稳定运行，并且对于电能的稳定生产，也产生了极大的影响。针对此类现状，笔者根据当前风电场电气设备中风力发电机的常见故障，以及存在问题进行简要的分析研究。 2.1叶片故障 风电场在运行的过程中，通过风力驱动机械设备进行电能生产。其中主要的机械设备部件即为：电机叶片。电机叶片在运行的过程中，随着使用时间的增长，以及环境变化等现状。电机叶片出现故障较为常见，当前在实际应用的过程中，电机叶片主要出现的故障现象为：叶片损坏、叶片异动等现象。 2.2变流器故障 变流器为风电场风力发电机中主要的电气设备，其对于电能的稳定输出，以及电厂电业的稳定性影响重大。当前在实际发展的过程中，变流器故障出现原因为：电流电压变化异常，造成变流器运行不稳定。严重时甚至造成变流器击穿，影响了电气设备的稳定运行。 2.3控制软件故障 风电场电器设备中风力发电机的运行，通过软件参数控制机械设备进行运转。实际运行的过程中，软件故障也为发电机故障现象之一。软件故障造成设备运行异常，造成电流输出不稳定，或电压异常变化。最终随着此类现象的持续，出现了较多的故障现象。对于电气设备的运行性能等方面，也造成了严重的影响。 2.4维护制度执行不到位 当前风电场电器设备中风力发电机运行维护出现问题，主要的原因为：维护制度执行不到位。由于维护制度执行不到位，造成设备“带病”运作。随着此类现象的持续，最终造成设备出现故障现象。影响了电力生产的稳定性，并且对于电力企业的实际收益，造成了较大的影响。 2.5维护人员专业技能较弱 风电场电气设备中风力发电机的运行维护，对于维护人员的专业素养要求较好。当前在实际发展的过程中，运行维护主要出现问题的原因之一为：维护人员专业技能较弱。由于维护人员专业技能较弱，造成在实际发展的过程中，无法有效的处理设备故障现状。增加了设备维护的周期，影响了风电场的运行质量。 3.风电场电气设备中风力发电机的运行维护措施 当前风电场电器设备中风力发电机的运行维护，整体的发展现状较为良好。但在细节方面，还存在较多的问题。此类问题的出现，严重的影响了风电场的稳定运行，并且在实际发展的过程中，对于电力企业的实际收益造成了较大的影响。在此现状下，笔者综合分析当前风电场电器设备中风力发电机的运行维护现状，并提出了以下的改善措施。例如：更换故障叶片、定期维护检修、加强绩效考核落实、加强维护人员专业技能培养。 3.1更换故障叶片 电机叶片故障为当前风电场中风力发电机常见的故障现象之一，此类故障现象表现明显。实际维护的过程中，如电机叶片出现损坏现状，则之间进行叶片的更换维修。如因叶片出现异动现象，则检查是否为部件固定装置松动。以此进行故障检测，并针对性的进行设备的维护。 3.2定期维护检修 风电场电气设备中风力发电机出现故障现象，为了有效的降低设备故障率，并且提升风电场的稳定运行。实际发展的过程中，电力企业应注重对电力设备的定期检查。通过设立定期检查制度，针对设备现状进行检查。以此保障设备的稳定运行，并且提升风电场的发电稳定性，提升电力企业实际收益。 3.3加强绩效考核落实 风电场电气设备中风力发电机的运行维护，出现故障现状除去设备自身原因外，人为原因也较多。由于维护人员落实维护制度不到位，或维护人员维护意识较低，最终造成设备的故障现象。针对此类现象，电力企业可通过整体规划，细节划分的方式进行改善。通过确

风力发电机状态监测与故障诊断技术分析

风力发电机状态监测与故障诊断技术分析 摘要：目前，全世界因煤炭、石油等传统燃料型能源不可再生且对环境污染危害性大，对其开采利用进行了严格管控，并将研究方向转至如风能、太阳能、地热能等清洁能源。风力发电作为风能利用的重要方式，在用风电场数量与增量逐年递增，设备故障诊断和维护保养工作已成为亟待解决的问题。此外，如何提高故障诊断和维护技术也成为各风力发电企业的重要研究工作。本文以风力发电机组故障诊断为例，从不可控的风力风速影响和风力发电机组故障类型、故障机理或产生部位、诊断处理等方面寻求快速诊断检修方法，力求缩短维修时间，降低检修成本，提高风力发电机组安全在线运行时长，确保风力发电质量和电能。 关键词：风力发电机组；状态监测；故障诊断技术 引言 近年来，随着工业的发展，环境污染日益严重，新能源风力发电在各行业领域应用日益广泛。一般风力发电场多建于偏远地区，地处环境恶劣，无法应用有效监测技术解决风力发电机组各种故障与信号不统一等问题。因此，基于风力发电机不同监测数据，全面分析风力发电机组运行时遇到的故障，深入研究风力发电机组监测与故障技术具有非常重要的意义。 1风力发电机采用状态监测和故障诊断技术的必要性 为了便于风能的获取，风场一般都设在比较偏远的山区或者近海区域，所以风力发电机会受到阵风、侵蚀等因素的影响。风力发电机组一般设在50-120m的高空，在机组运行时需要承受较大的受力载荷。由于设计不合理、焊接质量缺陷等原因会引发机组运行故障，当出现阵风时，会对叶片造成短暂而频繁的冲击载荷，而叶片受到的荷载又会对传动链上的部件产生不同程度的影响而引发故障，其中风轮、主轴、齿轮箱、发电机等受到的影响较大。计划维修和事后维修是风力发电机比较常用的维修方式，但是这两种维修方式都存在一定的缺陷，计划维修的检修范围不大，维修内容不详细，无法全面的反应出机电设备的运行状况。而事后维修的维修时间长，维修效率低，所以造成的经济损失较大。所以需要提高风力发电机维修水平，采用状态监测和故障诊断技术可大大提高风力发电机运行的稳定性和可靠性。 2风力发电机系统的状态监测现状分析 近年来以风力发电为代表的可再生能源产业得到了快速发展，不断完善的风力发电技术凭借自身独特的优势为风力发电规模的不断扩大提供了支撑，但风力发电系统在运行时的安全问题逐渐凸显，需对风力发电系统进行科学有效的监控，确保及时发现潜在隐患及故障，进而保证系统正常运行。风力发电过程中将风能转化为电能主要通过使用风机实现（电磁感应原理），再对转换后的电能进行调压等操作后向电网中的用户输送。目前我国的风力发电机组建设较为完善，基于恒速恒频的风力发电机组进一步完善了风力发电系统。目前变桨距技术在监测风力发电机系统的状态过程中较为常用，该技术能够根据实际情况动态调整风机叶轮转速，并以实际风速变化情况为依据对变流技术进行调整，以确保风力发电输出频率的恒定。风力发电质量在引入变速恒频技术（在风力发电并网系统中应用较多）后得以显著提高。 3风力发电机运行中存在的故障问题 3.1风机叶片故障

风力发电机电气故障诊断及维修实例分析

风力发电机电气故障诊断及维修实例分析 朱刚1 周艳华2 （1.神华国华江苏风电有限公司；2.江苏省东台市供电公司江苏东台224200） Abstract: The wind turbine integrated computer, automatic control, optical fiber communication, the technical achievements of the power frequency converters, servo drives, precision, detection, and new mechanical structure, high flexibility, high precision and a high degree of automation features. In today's energy industry, almost all managers and technical staff have been recognized that wind turbine with conventional forms of electricity generation in alternative energy and environmental protection are unmatched advantage, universal access to wind power technology is the future of human survival and development the only way. Keywords: wind turbine fault diagnosis maintenance instance 风力发电机综合了电子计算机、自动控制、光纤通信、电力 变频变流、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成 果，具有高柔性、高精度和高度自动化的特点。在当今能源行业， 几乎所有的管理者和技术人员都已经认识到风力发电机在能源 替代和环境保护等方面都有着常规发电形式所无法比拟的优势， 全面普及风力发电等新能源技术是未来人类生存和发展的必由 之路。既然作为一种机电一体化的复杂系统，出现各种各样的故 障亦是必然，如何在现场条件下正确、快速地分析故障原因，发 现故障部位进而快速处理故障，使故障风机恢复正常投入运行， 提高设备的可利用率，是现场维修人员需要深入探讨的问题。 1 风力发电机电气故障的分类 风力发电机的电气故障可按故障的性质、现象、原因或者后 果等进行分类。根据故障发生的部位不同，可以分为硬件故障和

发电机巡视检查制度

柴油发电机组管理 助航灯光备用发电机组维护保养制度 1.每日检查维护 ⑴检查冷却水水位、机油油位是否在规定范围内；油箱内是否有足够的燃油，油箱开关是否在打开的位置。 ⑵检查蓄电池电压是否在24V以上；柴油发动机与蓄电池间连线是否紧固，接头有无腐蚀。 ⑶检查柴油发动机上的各个开关是否在应急启动的位置上。 ⑷设备有无渗油、渗水现象。 ⑸冬季保障期间，检查水套保温是否工作正常。 2.每周检查维护 ⑴与高压自投自复试验联动，进行一次柴油发动机带载试机，带载试机时间不少于15分钟。 ①观察柴油发电机组排出气体的颜色，判断是否完全燃烧； ②检查排气管、燃油、润滑油和冷却剂是否有渗漏； ③检查柴油发电机组是否有异常发热现象。 ⑵检查发电机组房的通风设备。 3.每月检查维护 ⑴与高压自投自复试验联动，进行一次柴油发动机带载试机，带载试机时间不少于30分钟。其他事项同“每周检查维护”。 ⑵清洁柴油发电机组和相关设备。 4.每半年检查维护

每年春、秋两季，对备用柴油发电机组进行换季维护保养。 5.每年检查维护 ⑴检查并更换空气滤清器、燃油滤清器、润滑油滤清器等“三滤”及润滑油。 ⑵检查转换开关，包括开关动作、接触状态和延迟时间。 ⑶检查柴油发电机组的安装基础。 6.不定期检查维护 在以下情况进行不定期检查维护： ⑴蓄电池异常，及时检查维护，必要时更换蓄电池。 ①由于蓄电池原因造成启动困难时； ②蓄电池使用已超过2年。 ⑵专机保障、节假日、特殊天气、单回路供电期间，加强巡视检查，并按照应急保障要求进行带载试机。 ⑶因市电故障或检修使用柴油发电机组供电时，启动应急供电处理程序。柴油发电机组采用自启动装置，在市电断电15秒钟内自动完成启动、投入、稳压供电程序。市电来电后，值班人员手动恢复市电供电，柴油发电机自动延时停机。 助航灯光电源切换制度 1. 按照当地供电系统的要求和维护规程，做好变配电设备的维护工作。 2. 做好备用发电机的定期检查、维护和试运行工作。使其持续保持适用状态，每周至少应当进行不少于一次15分钟负载试机。

1500型风机叶片维护

1500型风力发电机组转动系统调试与运行维护 叶片 目前1500型风机是国内风电厂的主力风机，1500型风力发电机组多采用变桨距、变速、恒频等技术，是当今世界风力发电最先进的技术代表，具有发电量大、发电品质高、结构紧凑等优点。 叶片：1500型风机发电机组采用变速变桨叶片，叶片为玻璃纤维增强环氧树脂（NOI叶片）或玻璃纤维增强聚氨酯（LM叶片）制成的多格的梁/壳体结构。 各个叶片由内置的防雷电系统，包括一个位于叶尖的金属接闪器、一根直径不小于70mm的铜电缆沿着前缘侧肋板根部向法兰区铺设且连接到变桨轴承的锲块上（对于NOI 叶片），或者是一根直径为50mm的镀锡铜电缆连接到与根部法兰相连接的避雷导杆上（对于LM叶片），不允许雷电通过紧固螺栓传到 1.叶片技术参数：

2.叶片的检查与维护 1）叶片外观检查：叶片表面应该检查是否有裂纹、 损害和脱胶现象。在最大玄长位置附近的后缘应该格外 注意。 2）叶片清洁：在通常情况下，用变桨来调节功率 的风力机，不是特别脏，部推荐清洁叶片。污垢经常周 期性的发生在叶片边缘，在前缘处或多或少会有一些污物，但是在雨季期间将会去除。叶片是否清洁，取决于 局部条件，过多的污物可影响叶片的性能和噪声等级。 3）裂缝检查：找到的所有裂纹必须记录并报告， 如果可能，必须在裂纹末端做好标记和写下日期，并且 进行拍照记录。在下一次检查中必须检查此裂纹，如果 裂纹未发展，就无需更深一步检查。 裂缝检查可通过敲击表面。可能的裂缝处必须用防 水记号笔做好标记，缺裂缝处必须记录、拍照。 如果在叶片根部或叶片承载部分找到裂纹或裂缝， 风机必须停机。 4）裂纹修补：裂纹发展至玻璃纤维处，必须修补。 如果仅仅是叶片外壳受损且生产厂家标准修补过程 允许，可立即执行修补。叶片修补完，风机先不要运行，等胶完全固化后再运行。 5）防腐检查：检查叶片表面是否有腐蚀现象，腐 蚀为前缘表面上的小坑，有时候会彻底穿透图层。叶片 应该检查是否有气泡。当叶片图层和层与层之间没有足 够的结合时会产生气泡。由于气泡腔可以聚集湿气，在 温度低于0℃时会膨胀和产生裂缝，所以这种情况要及 时进行修补。

风电机组运维

风电机组运维 根据中国可再生能源学会统计，截止2013年底，我国风电累计装机容量超过9000万千瓦。预计2014年风电装机将超过1亿千瓦，到2020年达到2亿千瓦。随着我国风电装机数量的增加，风电运维市场越来越大，工作也越来越复杂，特别是我国风电机组种类多，未来对风电运维的管理提出了更高的要求。风电机组运维工作如何分类、有什么样的模式、对策值得各方，特别是风电运行方关注。 一、风电机组运维的工作分类 风电机组运维主要是指风电机组的定期检修和日常维护，其中，日常维护中的大部件的更换和一些特定部件的检修工作比较特殊，与普通的检修要求不一样，本文将其单列。 1、定期检修 定期检修（简称“定检”）是指按照风电机组的技术要求，根据运行时间对风电机组进行定期的检测、维护、保养等，一般按运行时间制定定检计划，如三个月、六个月、一年……，定检工作内容相对比较固定，一般都有比较标准的程序和要求。每台机组每次定检大概需要80个工时左右（根据不同机组要求、定检频次，时间不尽相同），可由1名工程技术人员带领多名技术工人参加。由于定检设备较多、工作较为繁重，对人员的体力有一定的要求，且部分工作（如连接螺栓力矩检查）存在安全风险，需要做一定的安全培训。

风电机组运行环境较为恶劣，定检可以让设备保持最佳的状态，并延长风电机组的使用寿命，因此该项工作很重要。根据时间不同，工作内容也有所不同，主要包括连接件的力矩检查（包括电气连接）、润滑性能检查、部件功能测试、油位和电气设备的检查、设备的清洗等，技术上的要求不高。 2、日常运维 日常运维包括故障处理与巡检。故障处理主要是对风电设备故障进行预判、检测、消除等，时间上不好确定，没有固定的工作内容，要求人员的技术实力比较强，特别是具有电气、通信方面的专业能力。该项工作也是风电机组运行维护最具技术、最富挑战的一项工作，人是关键因素，人员的工作经验、技术水平、知识储备决定了处理的速度与效果，直接影响到风电的正常运行。优秀的故障处理人员一般需要工程师以上的技术职称（或相当经验）、大约有2年以上同类机型的工作经验。故障处理人员的培训需要较长时间，人员成本相对较高，目前国内这方面的人员主要受雇于整机厂家及部分关键零部件厂家。目前因不同厂家机型不一，控制系统等不太一样，导致技术人员的跨公司流动性不强，即便是优秀的工程人员，更换一种机型后，适应时间也需要半年以上，因此该类人员需要注重长效的培训。 巡检是指在日常维护中对设备进行定期巡查，大约是每月一次（或2月一次），每台机组大约需要4个工时左右。工作方法主要是目视，或是简单的测试，有时可与故障处理结合，工作内容比较固定，

风电机组状态监测与故障诊断相关技术研究

新能源与风力发电? EMCA2014,41(2 =============================================================================================== )风电机组状态监测与故障诊断相关技术研究 张文秀1,　武新芳2 (1.南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京　210094; 2.上海电力学院能源与机械工程学院,上海　200090) 摘　要:对风电机组进行状态监测和故障诊断,可有效降低机组的运行维护成本,保证机组的安全稳定运行三首先概述了状态监测与故障诊断研究的研究情况,然后介绍了风电机组的状态监测技术和状态监控系统的应用开发情况,接着针对机组中的主要故障组件及整个风电系统,介绍了国内外状态监测和故障诊断方法的研究现状与研究进展,最后探讨了风力发电系统状态监测的发展趋势以及未来的研究方向三关键词:风电机组;状态监测;故障诊断;研究现状;发展趋势 中图分类号:TM307+.1∶TM614 文献标志码:A 文章编号:1673?6540(2014)02?0050?07 Research on Condition Monitoring and Fault Diagnosis Technology of Wind Turbines ZHANG Wenxiu1,　WU Xinfang2 (1.School of Energy and Power Engineering,Nanjing University of Science&Technology, Nanjing210094,China;2.School of Energy and Mechanical Engineering,ShangHai University of Electric Power,Shanghai200090,China) Abstract:The technologies of condition monitoring and fault diagnosis can effectively reduce the cost of operation and maintenance,as well as ensure the security and stability of wind turbine.The research of condition monitoring and fault diagnosis were overviewed,then the status of the wind tubine monitoring technology and application development conditions of monitoring system were introduced,and aiming at the main failure parts for wind turbine and the wind power system,the research status and progress of condition monitoring and fault diggnosis methods in domestic and abroad were introduced.Finally the development trend of wind power generation system status montoring and research direction in the future were discussed. Key words:wind turbines;condition monitoring;fault diagnosis;research status;development trend 0　引　言 近年来,风能作为一种绿色能源在世界能源结构中发挥着愈来愈重要的作用,风电装备也因此得到迅猛发展三根据世界风能协会(WWEA)的报告,截止2009年底,全球风力发电机组发电量占全球电力消耗量的2%,根据目前的增长趋势,预计到2020年底,全球装机容量至少为1.9×106MW,是2009年的10倍[1]三在 九五”期间,我国风力发电场的建设快速发展,过去十年中,我国的风力发电装机容量以年均55%的速度高速增长,2010年已达1000万kW三 随着大规模风电场的投入运行,出现了很多运行故障,因而需要高额的运行维护成本,大大影响了风电场的经济效益三风电场一般处于偏远地区,工作环境复杂恶劣,风力发电机组发生故障的几率比较大,如果机组的关键零部件发生故障,将会使设备损坏,甚至导致机组停机,造成巨大的经济损失[2]三对于工作寿命为20年的机组,运行维护成本一般占到整个风电场总投入的10%~ 15%,而对于海上风电场,整个比例高达20%~ 25%[3]三因此,为了降低风电机组运行的风险,维护机组安全经济运行,都应该发展风电机组状态监测和故障诊断技术三 状态监测和故障诊断可以有效监测出传动系统二发电机系统等的内部故障,优化维修策略二减 05

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

浅析风力发电机故障检修与处理方法

浅析风力发电机故障检修与处理方法 发表时间：2018-06-25T16:50:56.237Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：董文鑫 [导读] 摘要：在风电场的运行中，设备的使用和维护成本占据较大比例，其对风电场的经济效益产生了直观的影响，因此做好设备检修工作，防范设备故障的发生，同时对故障范围进行有效的控制，防止经济损失的进一步扩大，一直以来都是风电场运营管理的重中之重。（国华（河北）新能源有限公司河北省张家口市 076750） 摘要：在风电场的运行中，设备的使用和维护成本占据较大比例，其对风电场的经济效益产生了直观的影响，因此做好设备检修工作，防范设备故障的发生，同时对故障范围进行有效的控制，防止经济损失的进一步扩大，一直以来都是风电场运营管理的重中之重。本文将对风力发电机故障原因加以探讨和分析，并论述几种常见故障类型的处理方法，以期全面提高故障检修效率，促使风力发电机尽快恢复到正常状态，从而保证电力生产的安全性和稳定性。 关键词：风力发电机；故障检修；处理方法 引言：现阶段，风力发电已经成为了一种重要的发电方式，既缓解了当前紧张的能源形势，又不会对生态环境产生污染和破坏，是可持续发展理念的有力举措，在我国的大部分地区都得到了推广应用。但是风力发电对环境和设备有着较强的依赖性，风力发电机长期暴露于露天环境下，发生故障的概率较高，如不能及时进行处理，将会严重影响到电力生产的持续性和稳定性。在此情况下，了解风力发电机的故障类型和诱发原因，采取行之有效的措施予以解决，也就变得尤为重要。 一、风力发电机概述 1、风能及风力发电的现状 目前，全球的风能资源总量约有2.7×109MW，其中能够被利用的风能大约有2×109MW，而中国的风能资源占据了全球第三的位置。一般情况下，风能资源的利用方式大多为风力发电，其在世界经济进步、科学技术发展的时代背景下已经跃然成为了增速最快的发电技术了，相应的风电整机容量也在不断得扩大。据近几年的相关数据统计，2010年时，世界的风力发电量占全球的电力消费的2.5%左右，2012年时，全球的新增装机容量已经达到了44711MW，总装机容量如预期般地超过了2.83×109MW，据专家预测，到了2020年时，风力发电大约能够提供增速为7.7%~8.3%的风力。 2、风力发电机的构造及工作原理 风力发电机是风能转化为电能的最基本可利用工具，主要由限速安全机构、叶轮、尾翼的调向器、储能装置、包括装置在内的发电机、塔架、传动装置（如齿轮箱、制动器、低速或高速轴等）、刹车系统、偏航系统、控制系统等部件构成；其工作的原理为叶轮在风力作用下，把风的动能转化为叶轮轴的机械能，再由叶轮轴带动发电机进行发电。这整个过程都较为简单，主要运用到了空气动力学的原理，即风在吹过叶轮时在叶片的正反两面形成了压力差而产生升力，从而让叶轮不停旋转的同时还能连续性地横切风流，从而得到了转化后的机械能。 3、故障原因分析 风力发电机是一种能量转换装置，能够将风能先转变为机械能，再通过发电装置转化为电能。而在地面受到建筑物的遮挡，会影响到风能的传递，这就要求风力发电机设置在距离地面数十米的高空中，确保风力发电机的叶片与风充分接触，才能提高风能的利用率。然而这种设计形式也具有一定的弊端，使得风力发电机的受力情况变得愈发复杂，不同气候环境、不同时刻的风速情况有所差异，造成了叶片受力的不断变化，同时叶片作为传导部件，还会将受到的冲击力传递给风力发电机的其他结构，首当其冲的就是主轴、齿轮箱和发电机，这些都是风力发电系统的重要环节，也是最容易出现故障的部件。 二、风力发电机的定期检修 当风力发电机投入使用一个阶段后，为保证风力发电机能够保持安全稳定的运行状态，应当定期开展检修工作。具体检修工作实施中，需要做好以下几方面的工作：首先，对螺栓力矩以及电气连接情况加以检测，保证各个连接点之间维持良好的连接状态，同时做好传送带等部分的润滑处理，随后，需要针对风力发电机运行重点功能部分展开测试。如果风力发电机运行时间过长，那么其螺栓很可能会出现松动情况，同时由于风力发电机是在长期震动的条件下运行的，为此，螺栓松动情况很可能会发生。如若发生了螺栓松动情况，那么其所承受的力就会不均匀，这种情况下很容易被剪切。所以，在开展日常检修工作中，要求认真检测螺栓力矩，查看螺栓有无松动情况，及时发现及时处理。在实际处理期间，若是风力发电机所处环境温度低于-5℃，则应当下调螺栓力矩，下降幅度为标准力矩的80%为宜，进而更加便于固定。另外，应当保证检测过程中周围温度在5℃以上。具体检修工作中，通常会在夏季阶段对螺栓松动状态进行检修，同时要在无风或是微风的条件下检修，防止高风力季节无法实现对风力资源的有效利用。在对传送带与有关部件采取润滑处理过程中，需要选择合适的润滑方法，要了解到不同部件所需采用的润滑方法存在较大差别。齿轮箱和偏航减速齿轮箱通常会利用稀油润滑的方式，而轴承盒偏航齿轮等部件则会利用干油润滑的方式。若是稀油润滑，则应当保证润滑油数量充足，润滑油不足时需要立即补充，但若是润滑油过期，那么应当及时更换。对于干油润滑的部件来说，通常它们都处于一种高温的工作环境下，很容易因为温度过高对零部件造成损害，降低了零部件的使用寿命。在对轴承和偏航齿轮等使用干油润滑的部件，不应补加过多的润滑油，一定要严格按照补加标准进行添加，避免由于润滑油过多而烧坏电机。 三、风力发电机常见故障及处理方法 （1）当故障表现为风轮转动时发出异常声响时，故障原因可能为叶片开裂、机舱罩松动或松动后碰到转动件；风轮轴承座松动或轴承损坏；增速器或齿轮箱轴承松动或损坏；制动器、发电机、联轴器松动或损坏。 处理方法：检查叶片是否有开裂；对机舱罩的螺栓进行紧固处理；重新调整风轮轴和增速器的同轴度，并紧固固定螺栓；当轴承已经损坏时，则应更换轴承，并对轴承底座进行重新安装；更换轴承及油封后，将增速器重新安装；重新固定制动器及调整刹车片间隙。调整发电机的同轴度并将紧固螺栓紧固牢靠。若联轴器损坏则需更换联轴器。 （2）风度达到额定风速以上，但风轮达不到额定转速，发电机不能输出额定电压时，故障原因可能为：风向标不对风；发电机转子和定子接触摩擦；增速器轴承或风轮轴承损坏；刹车片回位弹簧失效致使刹车片半制动状态；微机调速失灵；变桨距轴承损坏；变桨距同步器损坏。 处理方法：调整或更换风向标使之正对风向；检查驱动系统卡滞的位置，采取相应的措施消除卡滞现象；若由于液压驱动变桨距的油

风电场电气设备中风力发电机的运行维护 王玲

风电场电气设备中风力发电机的运行维护王玲 发表时间：2018-05-15T09:24:17.330Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：王玲 [导读] 摘要：目前，随着社会主义市场经济的不断发展，国家的综合国力得到有效的提高，但也造成了国家资源的大力开发，为了避免资源的浪费，实现可持续发展战略，我国开始不断发展可再生资源的研究，其中一项重要的资源利用就是风力，利用风力进行风力发电。 （中核甘肃风力发电有限公司甘肃兰州 735100） 摘要：目前，随着社会主义市场经济的不断发展，国家的综合国力得到有效的提高，但也造成了国家资源的大力开发，为了避免资源的浪费，实现可持续发展战略，我国开始不断发展可再生资源的研究，其中一项重要的资源利用就是风力，利用风力进行风力发电。在这一过程中，比较突出的风力工程发展就是风电场的建立，通过风电场来实现风力发电，有效地节约了资源。而下面本文将具体介绍风电场电气设备中风力发电机的运行维护问题。 关键词：风电场；电气设备；风力发电机；运行维护；分析研究 现今，有效地实现风能、机械能、电能之间互相转化的一项设备就是风力发电机，风力发电机主要在风电场中起着重要作用，关乎着风电场的经济效益和工程质量。基于此，风力发电机的运行维护工作就至关重要，需要相关人员重视起来。而在风电场电气设备的使用过程中，风力发电机的运行维护需要一定的方法，和一定的维护技术，需要维护人员提高自己的专业素养，提高维护技术。只有做好风力发电机的运行维护工作，才有可能保证风电场电气设备的正常运行，促进我国风力发电事业的发展。针对于此，下面本文将具体介绍风力发电机的重要性，并提出一些对风力发电机进行维护的建议。 一、风力电气设备发展原因及运行方式 随着经济的发展，人们的日常生活水平得到了大幅度的改善，人民群众的幸福度指数也大幅度上升，在此过程中，电力发展则起着重要的推动作用的，电力是社会发展与建设的基础桥梁。但随着社会的不断发展，电力资源不能紧跟时代发展的脚步，无法满足人们日益增长的电力需求和日常生活需求，在这样的大背景推动下，国家和相关技术人员开始寻找解决的办法，通过实践可知可以通过风力、水力、太阳能等可再生能源进行发电，风电场电气设备就在这种情况下应运而生，通过风电场中的风力发电机，将风能、机械能、电能三者有效地结合在一起，实现风力发电，有效地促进了我国电力资源开发。而风力发电机通常被建立在距城市较远的地方，通过多个CPU并列工作，以及先进的风力发电方式、计算机远程控制来实现风力发电机的运行。同时，以这种方式可以有效地减少人力资源的浪费和自然资源的浪费，加快我国电力资源开发十元的发展，促进风电场失业的经济效益，提高工作效率和工作质量。 二、风力电器设备中风力发电机出现故障的主要原因 任何一种机械设备都会发生故障，下面我们就风力发电机组在工作过程中有可能发生的故障进行简要的分析：由于发电机组受风能的影响，会长时间的工作，在保证电力生产的同时，其零部件设备会因为连续长时间的工作出现磨损情况，例如螺丝松动、齿轮磨损等等，这些都是正常的消耗.但是如果不及时的养护和处理，就会造成发电机组出现故障，影响其正常工作。首先，发电机组中叶片的功能是将风能通过旋转转化为机械能，然后再通过发电机转化为电能。为了使叶片能够更好地旋转，在对叶片的设计上采取了厚度和弦长逐渐递加的设计，这是因为叶片尖部旋转速度高、扫风面积达；叶片根部厚是为了结构更稳定，遇到强风不会发生折断。常见的叶片故障有叶片的折断、弯曲等，这些都是由于自然因素和长期损耗造成的。、其次，风力发电机组中的变流器容易发生故障，变流器是发电机组中的一个重要组成部分，直驱式风力发电机和双馈式风力发电机都离不开变流器。所以，变流器的安装位置温度过高、积聚灰尘、电磁干扰时都会出现故障问题，影响风力发电机的使用。此外，风力发电机的发电机如果缺少密闭的保护措施，旋转离心力过大时，发电机的运行速率就会加快，造成发电机出现故障，造成发电机内部叶片破损、断裂，影响整个风力发电机的使用。 三、风电场电气设备中风力发电机的运行维护 1.风力发电机的定期检修工作维护 风电场电气设备中，进行风力发电机的定期维护检测工作，可使工作中的设备始终处于良好状态，并延长设备的使用周期。在风力发电厂的定期检修维护工作中，要划出重点维护内容，包括：风电场电气设备中风力发电机连接点之间的螺栓力矩检测，各个传动传动部件间的润滑程度，以及测试各项重点功能。正常运行中的风力发电机，由于长期的处于工作状态其各个连接部件之间的螺栓经过长期的工作震动，极易出现螺栓松动与脱落现象，因此为了要防止螺栓脱落后，避免其在受力不均状态下被剪切，就必须检测各个连接部件的螺栓力矩。例：设风力发电机处于低于5摄氏度的环境中，为便于固定应使其力矩下降到额定力矩的80%，此外，再次检查的时间应是其周边温度高于5摄氏度时。一般对螺栓固定检测维护工作，是在无风或风小的夏天进行，这主要是为躲避风力发电机所处的高风力阶段。 2.日常排障维护工作 在风力发电机日常运行维护中，要观察发电及以内的安全平台和梯子是否处于安全状态，螺栓是否出现松动现象，另外在控制监控柜内部，有无烧焦糊味传出，发电机电缆位置是否出现偏移，注意其夹板有无松动。在风力发电机日常维护中注意还要注意“听”，对控制柜维护检查时注意听有无放电声音，若控制柜内部传出声音，极可能出现接线松动和接触不良。此外听偏航时声音，有无杂音和是否正常。而后听风力发电机轴承是否有异响传出，齿轮处，砸盘与闸垫之间，还有叶片切风声音是否正常。 3.提高风力发电机的运行维护技术 当前，现代化技术发展迅速，我们正是处于一种信息化的时代，那我们就要紧跟时代的潮流，努力创新风力发电机的运行维护技术，提高维修人员的专业素养。所以，在风力发电机的维护上，相关维护人员要注意从细节入手，观察风力发电厂俄其它设备的连接是否牢固、电缆线是否松动、老化、旋转部件及转动部件间有无磨损或者失效现象等。此外，风力发电机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱上主要用稀油润滑方式，对于这部分的维护，主要是采用采样化验和补加润滑油的方式，确保齿轮箱以及偏航减速齿轮箱上有足够的润滑油。对于发电机的偏航轴承、发电机轴承、偏航齿轮等部位，则一般使用甘油润滑的方式。只有不断提高风力发电机的维护技术，风电场电气设备才能有效得到保护，才能提高风电场工作的质量。 4.完善检查管理制度 现今，任何事情都需要制度的约束，对于一个上市公司，制度更是至关重要，是企业运转的前提，也时企业发展的约束。所以，针对风电场电气设备的维护来说，更加需要相关检修管理制度的约束，以此来提高风力发电机的维修力度和维修质量。所以，在风力发电机维护时，要注意要定期对风力发电机的线路和元件进行检测，不断完善监测方法和检测制度，力争达到实现检修时间、检修项目、检修结果

本特利风力发电机状态监测解决方案

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本特利内华达ADAPT.Wind TM风力发电机状态监测解决方案-实现对风电机组产品生命周期的有效延伸 随着中国市场对清洁能源需求的日益增长，在风电行业出现持续增长的同时，如何对制造后的产品实现在运行层面有效监测，提升风机的实际使用寿命周期，从而实现风力发电生产的持续竞争力等一系列需求，也逐渐成为了风机制造商，风场业主与运行人员最为关心的话题之一。 本特利内华达ADAPT.wind TM状态监测系统解决方案提供了从传感器到监测器和软件以及故障诊断服务的一体化可扩展的解决方案，经过主动预防性地检测风电机组传动系统早期的故障和问题，不但帮助风机制造厂商及时对安装机组进行故障预警及诊断，提升售后质保期内的产品安全可靠性，为高效率服务提供更加可视的平台，同时也极大的帮助运营商控制运行维护成本，更加优化管理风电场的资产，提高设备的可利用率并降低维护的费用，提升风场经济效益。ADAPT.wind TM系统不但已作为GE风电机组配置的标准状态监测解决方案在全球使用，同时它还能够根据整机制造商的要求，灵活配置在其它任何整机制造商生产的风电机组上。 为什么要振动状态监测？

风电机组会长期承受诸多无法预知的运行条件，这些都可能会对机组运行造成非常严重的不良影响。如果能尽早地发现这些问题并加以处理，那么必然会提高风机的可利用率，同时也能够降低维护成本。因此先进的状态监测技术与专业经验对于可靠地进行资产设备管理而言至关重要。 齿轮箱是首要问题 行星齿轮箱的故障是风电机组制造商和运行人员主要担心的问题。据统计仅与齿轮箱本身的故障问题直接相关的维护费用就占到了风电场运行与维护费用的25%-30％。本特利内华达风机状态监测系统让运行人员能够远程获知齿轮箱的运行状况。经过该系统获取的齿轮箱早期故障状态数据，使运行人员在齿轮箱出现轻微故障时，能够合理地改变运行方式，延长机组的运行时间，从而保证发电收益，而且能够降低被动式故障检修的风险，避免非计划停机或灾难性事故的发生。 对风场的所有风机实施主动预防性的状态监测还能够帮助运行人员有效地规划和合理地安排机组的停机维护计划。将所有需要停机维护的风机集中安排在一次检修计划中进行检修，只需使用一台吊车，这样便能节省近百万的维护费用。 为什么要使用本特利内华达ADAPT.wind TM系统？ 它能使您从使用的第一天就对机组运行状况了如指掌。经过

风力发电机组齿轮箱的故障及其分析

毕业设计（论文）2010 级风能与动力技术专业 题目：风力发电机组齿轮箱的故障及其分析 毕业时间： 学生姓名：X X X 指导教师：X X X 班级：10风电（1）班

目录 一、绪论 (1) (一)风力发电机组齿轮箱故障诊断的意义 (1) 二、风力发电机组齿轮箱的故障诊断 (2) （一）风力发电机组齿轮箱的常见故障模式及机理分析 (2) （二）齿轮箱典型故障振动特征与诊断策略 (6) （三）针对齿轮箱不同故障的改进措施 (9) 三、结论 (12) 参考文献: (12) 致谢 (13)

风力发电机组齿轮箱的故障及其分析 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 一、绪论 (一)风力发电机组齿轮箱故障诊断的意义 风电对缓解能源供应，改善能源结构、保护环境和电力工业的持续发展意义重大。这些年来，风电机组在我国得到了广泛的安装使用。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，风力发电机的故障也成为一个不容忽视的问题。 随着风电机组运行时间的加长，目前这些机组陆续出现了故障（包括风轮叶片、变流器、齿轮箱、变桨轴承，发电机、以及偏航系统等都有），导致机组停止运行。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。风电机组的部分部件一旦损坏，在风电场无法修复，必须运到专业厂家进行修理。因其维修费用高、周期长、难度大，势必给风电场造成巨大的经济损失，严重影响了风电的经济效益。 风电机组的输出功率是波动的，可能影响电网的电能质量，如电压的偏差、电压的波动和闪变、谐波以及周期电压脉动等。当风电机组发生故障时，输往电网的