風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱故障診斷

    采用狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對風(fēng)電機組齒輪箱高速端的速度、加速度、溫度進行檢測，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，經(jīng)開箱后發(fā)現(xiàn)齒輪油已嚴(yán)重污染，齒輪齒面已有磨損。
    探測器自動把這些讀數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)作比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)超出正常值限時立即向操作人員發(fā)出警報。從探測器上發(fā)出的讀數(shù)可立即顯示和存儲在數(shù)據(jù)管理器上，數(shù)據(jù)管理器主要作用是輸入、存儲和對機器狀態(tài)進行檢查?？珊喕瘮?shù)據(jù)的收集、存儲和分析，繪制出歷史趨勢曲線。
    風(fēng)力發(fā)電機組由風(fēng)輪、齒輪箱及發(fā)電機等組成。為了捕獲風(fēng)資源的需要，整個旋轉(zhuǎn)軸系安裝在幾十米高的塔架上，這就給機組各部位的測量帶來不便。而系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分狀態(tài)探測器和數(shù)據(jù)管理器便于隨身攜帶，因而十分適合對風(fēng)電機組的重點部位進行狀態(tài)測量。
    1) 系統(tǒng)優(yōu)勢
    ①  狀態(tài)探測器既可單獨使用，又可與數(shù)據(jù)管理器聯(lián)合使用。當(dāng)單獨使用時，根據(jù)報警信號可對機組測量點的實時狀態(tài)馬上作出判斷，十分方便。當(dāng)需要了解機組運行當(dāng)中的某個過程時，將采集到的數(shù)據(jù)傳到MDM中進行保存，然后再進行詳細(xì)分析。
    ② 由于系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)既包括振動速度，又包括包絡(luò)加速度，因此我們不但可以發(fā)現(xiàn)低頻到中頻的故障如不平衡、不對中、轉(zhuǎn)子彎曲、松動等，又可檢測到軸承及齒輪的缺陷，這一點對風(fēng)電機組尤為重要。此外，對溫度的測量，可以幫助分析軸承溫度，對故障的判斷起到一定的幫助作用。
    2) 系統(tǒng)的不足
    系統(tǒng)作為一種較為簡易的狀態(tài)監(jiān)測產(chǎn)品，其分析和診斷功能較為薄弱。通過對測量數(shù)據(jù)進行趨勢分析，我們僅能看到其在一段時間內(nèi)的總體水平；如果發(fā)現(xiàn)了某些測量點的數(shù)值超出報警限值，也僅能做出一個早期故障的判斷，而對于故障的具體來源及原因便無從得知，這時就需要借助更為先進的工具，來做進一步的分析，如FFT頻譜分析、頻譜趨勢分析、時間波形分析等，以便對故障做出準(zhǔn)確判斷。
    3)由于現(xiàn)階段對風(fēng)力發(fā)電機組的狀態(tài)監(jiān)測所作的工作還非常有限，因此我們在設(shè)定測量值的報警限值時還有一定的困難。設(shè)定準(zhǔn)確的報警水平既需要有機組振動監(jiān)測的經(jīng)驗，又需要有被監(jiān)測機組正常振動水平的經(jīng)驗，只有當(dāng)我們了解了正常的振動水平，才會發(fā)現(xiàn)機組的異常振動。這就需要我們對機組的每個測量點作長時間的監(jiān)測，收集其振動發(fā)展趨勢信息。當(dāng)測量點的振動趨勢表明機組處于一個持久的良好工作條件時，就可把報警值設(shè)定在這個趨勢水平之上。此外，當(dāng)對機組進行修理后，如果必要的話，也需要對報警水平進行調(diào)整。
    3.現(xiàn)場測量點的選擇
    根據(jù)目前風(fēng)電機組的實際運行情況，通常齒輪箱齒輪及其軸承、發(fā)電機及其軸承是較容易發(fā)生故障的部件，因此在常規(guī)的監(jiān)測中，可將齒輪箱前后軸承、發(fā)電機前后軸承分別作為測量點。這樣做是基于如下的考慮：
    1) 當(dāng)機組的主要軸承失效時，機組就得停機。監(jiān)測軸承的振動可以較早發(fā)現(xiàn)軸承故障，這就為及早安排必要的維修提供了寶貴的時間。
    2) 由于軸承承載著機器的負(fù)荷，許多典型的機械問題如不平衡、不對中、松動等都會將振動信號傳給軸承。因此通過監(jiān)視軸承的振動，就會同時發(fā)現(xiàn)上述典型機械故障及軸承缺陷。