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状态监测系统保障风电设备正常运转

作者:Martin Kluge,ifm electronic有限公司; 改编:曾涛2009.07.15阅读 8671

  在风力发电领域内,由于人们对发电设备的效率和负荷要求越来越高

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,状态监测系统的作用也越来越大。因为一旦风力发电机组由于传动装置和发电机失灵,以及转动叶片损坏出现停传,就会造成巨大的经济损失。
  易福门电子公司为此提供了一套有效的解决方案即以频率分析计算为基础的“efectoroctavis” 诊断系统。这是一种模块化的经济实惠的高效工作系统,能够在故障发生前就检测出例如由于状态失衡,滚动轴承损坏,校正错误以及轮齿咬合造成的传动装置和发电机失灵,以及转动叶片损坏。

  哪些风机设备部件需要监控?
  系统诊断的对象以及根据状态需要进行维修的项目包括传动系统(传动装置和发电机)和电动机以及泵。在轴承上可能会出现轴和滚珠的老化磨损www.cechina.cn,在机轴上可能会出现裂缝。传动装置可能由于磨损,齿轮断裂,齿轮错位和偏心而需要监控。在发电机上,需要对线圈损坏

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,电枢不对称,悬杆断裂以及过热现象进行诊断。在设备安全性方面,需要对转动叶片和塔式风力发电机进行整体性的监控。其中,在转动叶片上可能会出现老化,裂缝,叶片调节错误以及雷击造成的损害。
  状态监测系统的技术基础
  “efector octavis” 诊
断系统根据对振动加速信号进行在线频率分析,可以实现对振动的宽带监控。其中所需的额外诊断参数可以借助FFT-分析(FFT:快速傅立叶变换)或者包络线分析(HFFT)在窄带上获得。同时可以实现频率选择,对磨损情况和设备状态进行实时监控以及历史记录。通过内部诊断电路,可以对最多由80种转数和负荷单项频率组成的24种在线诊断特征同时实施监控。除此之外还可以对例如功率和转数,温度和压力等状态加以诊断和报警。
  此外在属于octavis产品系列的所有产品里www.cechina.cn,都配置了带有时间记忆功能的内部变化趋势存储器,可以对数据进行详细分析和功能优化,而无需添加任何外部设备。
  借助适用于例如图像化显示,SCADA和数据库的开放式数据接口控制工程网版权所有,可以非常便捷地与上一级系统连接起来。
  设备用途
  及时发现损坏可以避免例如传动装置的整体停传。在风力发电机组上,一部新传动装置可能会需要16万美元左右,而且供货时间会长达6个月,由此造成的设备停转会引起巨大的经济损失。而且,为此进行的设备安装工作也非常繁琐,甚至需要一台轮式吊车。轮式吊车的运输费用一般是3万美元,每天的使用租金也需4千美元。借助“efector octavis”系统可以实现对风力发电设备持续有效的保护。转子www.cechina.cn,传动装置,发电机

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,泵机,电动机和其它设备部件都可以获得详细的诊断。在出现损失时,系统也能通过自动生成的文件对损失原因进行分析。与同类设备相比CONTROL ENGINEERING China版权所有,这种系统的价格相对较低,持续监控的安全性较高,而且具备高价位系统的诊断质量。这种技术的另外一个优势在于硬件集成的一体化运算系统。只有这样才能将局部的数据流量转换为信息控制工程网版权所有,显示在上一级系统里并进行分类保存。通过对参数文档的调用进行硬件设置,可以确保实现参数的可复制性。

  硬件设备
  借助VSE100型诊断设备CONTROL ENGINEERING China版权所有,可以同时对最多4个振动传感器( 例如VSA001或者VSA002)的测量信号进行持续读取,分析和评估。安装振动传感器时,需要尽可能使传感器接近需要诊断的物体。除了标准报警输出口和模拟信号输出口,VSE100还可向其它最多8个可自由设置的输入输出发送诊断对象的状态信号。这些端口也可以作为输入口使用,连接电子诊断信息,记录其它传感器的状态。该设备通过以太网接口(例如通过OPC或者数据库连接软件) 向上一级系统(例如SCADA系统)进行传输。借助两个静态入口(0/4...20 mA /0...10 V或者24 V脉冲)可以将例如报警信号和负载和转数等参数记录下来。用内部的FIFO存储器可以保存近3万个带时间记忆的数值。
  现场诊断
  诊断设备上的各个多色LED指示灯会显示出各个传感器检测的部件受损状态。LED指示灯发绿光表示设备状态正常。发黄色光表示进入预警阶段,说明正在出现损坏现象。在损坏现象持续进行时,LED指示灯会发出红光。服务和维修人员可以根据这些信号灯的指示到现场进行查看,并采取相应的措施。
  参数设定
  在诊断设备上对监控参数进行设置,管理和保存可以借助操作简便的帮助软件完成。已设定的参数也可以传输到其它诊断设备上。为了调整对发电机轴承的监控,可以直接在滚动轴承的数据库进行设置。因此,可以避免为不同型号轴承的频率样本和状态样本而展开繁琐的查找工作。这种帮助软件只需在www.ifm.com网站下载即可。参考状态会通过Teach-In记录在已经设置好的状态中。
  数据分析
  采用软件可以对FFT-频谱或者包络线-FFT-频谱进行深度分析,在出现报警时,可以自动将FFT-频谱以数据格式保存在存储器中。其中,自动存储数据可以通过状态信号,时间信号或者模拟输入信号触发完成。

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