風(fēng)電機組在線故障診斷系統(tǒng)應(yīng)用案例分析

1。風(fēng)電機組在線故障診斷的必要性

　　風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源越來越受到世界各國的重視。在風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展的同時，風(fēng)電機組運行過程中暴露出的問題越來越突出，尤其是關(guān)鍵機械部件發(fā)生的故障導(dǎo)致機組非正常停機維修，嚴(yán)重降低了發(fā)電效率。由于風(fēng)電機組因故障導(dǎo)致的維修不便性使得應(yīng)用問題日益突出。例如：如何提高風(fēng)電機組的利用率、如何減少風(fēng)電機組的突發(fā)事故率和故障停機時間；如何改善風(fēng)電機組的定期維修保障設(shè)備的安全健康運行等等問題。另外由于單臺風(fēng)機的功率越來越大導(dǎo)致風(fēng)機發(fā)生故障后的維修費用也日益提高。因此，深入研究風(fēng)電機組在線故障診斷技術(shù)研制適合風(fēng)電機組在線故障診斷的技術(shù)裝備，對可能危及安全的故障零部件實現(xiàn)在線故障診斷對將要出現(xiàn)的重大故障發(fā)出早期報警。為減少風(fēng)電機組突發(fā)事故率和故障停機時間，降低維修成本、進(jìn)行視情維修、提高發(fā)電效率和經(jīng)濟效益提供科學(xué)依據(jù)已成為風(fēng)電行業(yè)當(dāng)前面臨的迫切需要解決的問題之一。

2.當(dāng)前風(fēng)電視組的維護(hù)方式

　　當(dāng)前我國風(fēng)電機組維護(hù)主要采用兩種方式借助的手段主要是人工經(jīng)驗或離線式檢測設(shè)備兩者各自特點如下：

　　(1)定期檢修即每隔一段時間對風(fēng)電機組進(jìn)行檢修。定期檢修主要是依據(jù)風(fēng)機保養(yǎng)和維護(hù)的相關(guān)規(guī)程，對風(fēng)機進(jìn)行檢修如更換潤滑油脂、風(fēng)機運轉(zhuǎn)時是否存在異響等。定期檢修依靠人的經(jīng)驗與水平工作效果因人而異缺點是對密閉在機器內(nèi)部的軸承、齒輪故障難以發(fā)現(xiàn)：

　　(2)故障檢修，即事后檢修。故障檢修主要是指風(fēng)電機組出現(xiàn)故障之后對有故障的部件進(jìn)行有針對性地檢修。故障檢修缺點是對兩次檢修期間的突發(fā)性故障無法發(fā)揮作用r對潛伏期較長的故障隱患也難以跟蹤和發(fā)現(xiàn)一旦隱患在下次定檢前發(fā)展為重大故障，將造成很大損失。

3.風(fēng)電機組在線故障診斷的狀況

　　在國內(nèi)，在線故障診斷技術(shù)在風(fēng)電機組上的應(yīng)用還處于起步階段。目前各大風(fēng)電機制造商開始在各自的風(fēng)力發(fā)電機上試驗性地開展工作但還沒有批量安裝在線故障診斷設(shè)備。隨著風(fēng)力發(fā)電機單機容量的增加和保險市場的成熟，在兆瓦級機組上配置在線故障診斷設(shè)備將成為一種必然趨勢。

　　在目前應(yīng)用為數(shù)不多的在線故障診斷設(shè)備中，情況也有所不同：

　　(1)有的在線監(jiān)測技術(shù)能夠提供大量的測量數(shù)據(jù)和豐富的分析圖表然而運維人員卻無法從這些數(shù)據(jù)中取得能夠判斷風(fēng)電機組狀態(tài)有效信息無
法精確定位故障部件和故障類型：

　　(2)有的在線監(jiān)測技術(shù)。雖然引入了“模糊“型或“學(xué)習(xí)’‘型專家系統(tǒng)，但在監(jiān)測系統(tǒng)使用之前需要花一段時間來“熟悉“或“學(xué)習(xí)”監(jiān)測對象以建立相對應(yīng)的統(tǒng)計模型。每當(dāng)監(jiān)測對象發(fā)生改變時，就需要再一次進(jìn)行“學(xué)習(xí)“，無法做到即裝即用和在線自動診斷：

　　(3)有的在線監(jiān)測技術(shù)采用故障診斷專家系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確識別故障類型、程度和精確定位故障部件實現(xiàn)自動在線故障診斷且無需學(xué)習(xí)、培訓(xùn)，即裝即可使用。本應(yīng)用中即采用了此類在線監(jiān)測技術(shù)。

4。風(fēng)電機組在線故津診斷系統(tǒng)在風(fēng)場的實際運行效果

　　內(nèi)蒙古華電輝騰錫勒風(fēng)電公司輝騰錫勒風(fēng)電場共有120臺風(fēng)電機組其中華銳FL1500風(fēng)電機30臺，歌美颯850風(fēng)電機90臺于2007年12月1。日全部投產(chǎn)發(fā)電。

　　經(jīng)過一年多的運行，風(fēng)電機組的機械故障較多為更好掌握風(fēng)電機組重要機械部件的運行狀況內(nèi)蒙古華電輝騰錫勒風(fēng)電公司與北京唐智科技發(fā)展有限公司自2008年開始，進(jìn)行了JK07460風(fēng)電機組在線故障診斷系統(tǒng)（以下簡稱JK07460系統(tǒng)）的應(yīng)用合作。JK0746。系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)技術(shù)是“廣義共振一共振解調(diào)故障診斷技術(shù)”，包括有振動沖擊復(fù)合傳感器技術(shù)、共振解調(diào)的硬件信息處理技術(shù)、故障沖擊監(jiān)測分析診斷技術(shù)、振動監(jiān)測分析診斷技術(shù)和軸向竄動監(jiān)測分析診斷技術(shù)等。

　　 JK07460系統(tǒng)的機載設(shè)備安裝在風(fēng)電機組的機艙內(nèi)包括振動沖擊傳感器、位移傳感器、機載主機、前置處理器以及相關(guān)連接電纜等，實現(xiàn)信息采集和初步診斷，并將采集到的信息通過無線或有線方式傳輸?shù)街锌厥抑饔嬎銠C。中控室主計算機上安裝了故障診斷專家系統(tǒng)軟件實現(xiàn)信息的收集、診斷推理、報警輸出、數(shù)據(jù)管理等功能并可對機載設(shè)備進(jìn)行控制實現(xiàn)機載軟件維護(hù)和遠(yuǎn)程升級等工作。一臺中控室主計算機及故障診斷專家系統(tǒng)軟件可以對多臺機載設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析與存儲

　　 該診斷系統(tǒng)經(jīng)過兩年多的現(xiàn)場試驗，經(jīng)受了內(nèi)蒙古嚴(yán)寒天氣的考驗系統(tǒng)運行可靠并發(fā)現(xiàn)了若干故障案例。輝騰錫勒風(fēng)場依據(jù)在線故障診斷系統(tǒng)的自動報警和唐智科技提供的數(shù)據(jù)分析報告對發(fā)現(xiàn)的部分故障進(jìn)行了相應(yīng)地維護(hù)與維修及時解決了風(fēng)電機組存在的安全隱患。

　　案例1 機組齒輪箱齒輪故障