CN108301990B - 风力发电机组及其高速轴刹车盘的温度监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风力发电机组及其高速轴刹车盘的温度监测系统和方法。所述温度监测系统可包括：闸温采集模块、温度传感器和控制器，其中，所述温度传感器用于感测与风力发电机组的高速轴刹车盘对应的制动闸片的温度，并且将感测到的温度传输给所述闸温采集模块；所述闸温采集模块设置在风力发电机组的机舱柜内，用于将所述温度传感器感测到的温度传输给所述控制器。根据本发明的温度监测系统和温度监测方法，可感测危险源的温度，以便为风力发电机组的异常判断提供有用的信息。

Description

风力发电机组及其高速轴刹车盘的温度监测系统和方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地，涉及一种风力发电机组及其高速轴刹车盘的温度监测系统和方法。

背景技术

风力发电机组的高速制动器与高速轴刹车盘配合，用于紧急刹车或者临时维护刹车。高速制动器可采用液压方式抱闸或松闸。在松闸时，高速制动器的制动闸片不与高速轴刹车盘接触。然而，当出现故障时，高速制动器的制动闸片不能在松闸时回到正常松闸位置，导致制动闸片与高速轴刹车盘接触，并摩擦生热，产生高温，甚至引起电路故障甚至火灾。

为了避免电路故障，现有技术采用热敏电阻保护电路。然而，这种方式不能监测制动闸片等故障源的温度，从而不能避免火灾等事故的发生。

发明内容

本发明的各个方面至少可解决以上提到的问题和/或缺点，并且至少提供以下优点。另外，本发明可不解决以上提到的问题和/或缺点。

根据本发明的一方面，提供了一种风力发电机组的高速轴刹车盘的温度监测系统。所述温度监测系统可包括：闸温采集模块、温度传感器和控制器，其中，所述温度传感器用于感测与风力发电机组的高速轴刹车盘对应的制动闸片的温度，并且将感测到的温度传输给所述闸温采集模块；所述闸温采集模块设置在风力发电机组的机舱柜内，用于将所述温度传感器感测到的温度传输给所述控制器。

可选地，所述温度传感器包括：测温端，用于感测所述制动闸片的温度；信号输出端，用于将所述测温端感测到的温度传输给所述闸温采集模块，其中，所述测温端固定在所述制动闸片的闸片衬托上，并且与所述制动闸片接触，所述信号输出端与所述闸温采集模块连接。

可选地，所述控制器包括温度计算模块，用于根据所述控制器接收到的温度计算异常检验值；所述异常检验值包括第一时间内所述温度传感器感测到的所有温度中的瞬时最高温度值，以及在第二时间内的最高温度值与最低温度值之间的滑窗温差值，其中，所述控制器根据所述异常检验值判断是否发生异常。

可选地，所述控制器包括：报警触发模块，用于执行如下操作：判断所述异常检验值是否在第一范围之内；当所述异常检验值不在所述第一范围之内，并且所述异常检验值不在所述第一范围之内的持续时间达到第一延时时间时，触发第一报警；当所述异常检验值在所述第一范围之内时，判断所述异常检验值是否超超出第二范围；当所述异常检验值超出所述第二范围，并且所述异常检验值超出所述第二范围的持续时间达到第二延时时间时，触发第二报警。

可选地，所述报警触发模块用于触发第二报警，具体用于执行如下操作：确定所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值，且所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值的时间达到瞬时过温延时时间，触发瞬时过温事件报警，其中，瞬时过温事件报警对应高速制动器制动弹簧异常；确定所述滑窗温差值超过温升阈值，且所述滑窗温差值超过温升阈值的时间达到温升延时时间，触发滑窗温升事件报警，其中，滑窗温升事件报警对应高速制动器液压回路异常。

可选地，所述控制器还包括：报警复位模块，用于执行如下操作：当第一报警被触发时，判断所述异常检验值是否在第三范围之内，当所述异常检验值在所述第三范围之内，并且所述异常检验值在所述第三范围之内的持续时间达到第三延时时间时，使被触发的第一报警复位；当第二报警被触发时，判断第二报警被复位次数是否达到预定的复位次数，当未达到所述预定的复位次数时，判断所述异常检验值是否小于复位温度，当所述异常检验值小于所述复位温度，并且所述异常检验值小于所述复位温度的持续时间达到第四延时时间时，使被触发的第二报警复位。

可选地，所述报警触发模块还用于执行如下操作：当第二报警被触发时，确定所述异常检验值源自的制动闸片，并且触发与确定的制动闸片对应的第三报警。

可选地，所述控制器还包括：报警复位模块，用于当所述第二报警被复位时，使被触发的第三报警复位。

根据本发明的另一方面，提供了一种在风力发电机组的高速轴刹车盘的温度监测系统中执行的温度监测方法。所述温度监测系统可包括：闸温采集模块、温度传感器和控制器，所述温度监测方法可包括：通过所述温度传感器感测与风力发电机组的高速轴刹车盘对应的制动闸片的温度；将感测到的温度传输给设置在风力发电机组的机舱柜内的闸温采集模块；通过所述闸温采集模块将所述温度传感器感测到的温度传输给所述控制器。

可选地，所述温度传感器包括测温端和信号输出端，所述测温端固定在所述制动闸片的闸片衬托上，并且与所述制动闸片接触，所述信号输出端与所述闸温采集模块连接，其中，感测温度的步骤包括：通过所述测温端感测所述制动闸片的温度；通过所述信号输出端将所述测温端感测到的温度传输给所述闸温采集模块。

可选地，所述温度监测方法还包括：根据所述控制器接收到的温度计算异常检验值；所述异常检验值包括第一时间内所述温度传感器感测到的所有温度中的瞬时最高温度值，以及在第二时间内的最高温度值与最低温度值之间的滑窗温差值；根据所述异常检验值判断是否发生异常。

可选地，所述判断是否发生异常的步骤包括：判断所述异常检验值是否在第一范围之内；当所述异常检验值不在所述第一范围之内，并且所述异常检验值不在所述第一范围之内的持续时间达到第一延时时间时，触发第一报警；当所述异常检验值在所述第一范围之内时，判断所述异常检验值是否超出第二范围；当所述异常检验值超出所述第二范围，并且所述异常检验值超出所述第二范围的持续时间达到第二延时时间时，触发第二报警。

可选地，触发第二报警的步骤具体包括：确定所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值，且所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值的时间达到瞬时过温延时时间，触发瞬时过温事件报警，其中，瞬时过温事件报警对应高速制动器制动弹簧异常；确定所述滑窗温差值超过温升阈值，且所述滑窗温差值超过温升阈值的时间达到温升延时时间，触发滑窗温升事件报警，其中，滑窗温升事件报警对应高速制动器液压回路异常。

可选地，所述温度监测方法还包括：当第一报警被触发时，判断所述异常检验值是否在第三范围之内，当所述异常检验值在所述第三范围之内，并且所述异常检验值在所述第三范围之内的持续时间达到第三延时时间时，使被触发的第一报警复位；当第二报警被触发时，判断第二报警被复位次数是否达到预定的复位次数，当未达到所述预定的复位次数时，判断所述异常检验值是否小于复位温度值，当所述异常检验值小于所述复位温度值，并且所述异常检验值小于所述复位温度值的持续时间达到第四延时时间时，使被触发的第二报警复位。

可选地，所述根据所述异常检验值判断是否发生异常的步骤还包括：当第二报警被触发时，确定所述异常检验值源自的制动闸片，并且触发与确定的制动闸片对应的第三报警。

可选地，所述温度监测方法还包括：当所述第二报警被复位时，使被触发的第三报警复位。

根据本发明的另一方面，提供了一种风力发电机组。所述风力发电机组可包括：齿轮箱、发电机、机舱柜、用于连接齿轮箱和发电机的高速轴、温度监测系统、主控制器以及固定在高速轴上的高速轴刹车盘，其中，所述温度监测系统包括：闸温采集模块和温度传感器，所述温度传感器用于感测与所述高速轴刹车盘对应的制动闸片的温度，并且将感测到的温度传输给所述闸温采集模块；所述闸温采集模块设置在所述机舱柜内，用于将所述温度传感器感测到的温度传输给所述主控制器。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，存储有当被处理器执行时使得处理器执行上述温度监测方法的指令。

风力发电机组的高速制动器利用摩擦力制动。在高速制动器的运行过程中，摩擦可导致温度上升。可根据摩擦产生的温度的变化等信息判断是否发生异常，并且在判断出发生异常时触发报警或停机保护。因此，本发明的温度监测系统和温度监测方法可监测危险源的温度，以便为风力发电机组的异常判断提供有用的信息。

将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。

附图说明

现将详细参照本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。

图1示出根据本发明的示例性实施例的风力发电机组的结构示意图；

图2示出根据本发明的示例性实施例的温度监测系统的结构示意图；

图3示出根据本发明的示例性实施例的闸温数据采集与处理流程的流程图；

图4示出根据本发明的示例性实施例的报警触发流程的流程图；

图5示出根据本发明的示例性实施例的报警复位流程的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图更加详细地描述发明构思的示例性实施例。

图1示出根据本发明的示例性实施例的风力发电机组的结构示意图。

如图1中所示，根据本发明的示例性实施例的风力发电机组可包括：齿轮箱101、发电机102、用于连接齿轮箱101和发电机102的高速轴103、固定在高速轴103上的高速轴刹车盘104、主控制器(未示出)、机舱柜112、高速制动器以及温度监测系统，其中，齿轮箱101与叶轮106连接。风力发电机组的高速制动器可包括多个制动闸片。在一个优选实施例中，高速制动器可包括四个制动闸片107、108、109和110。在这四个制动闸片中，制动闸片107和制动闸片108位于高速轴刹车盘104的一侧，制动闸片109和制动闸片110位于高速轴刹车盘104的另一侧。高速制动器利用液压制动，制动闸片107和制动闸片109位于机舱111内的设置液压站(未示出)的一侧，制动闸片108和制动闸片110位于机舱111内的设置机舱柜112的一侧。

温度监测系统包括：闸温采集模块105和温度传感器。闸温采集模块105可设置在机舱柜112内。在一个优选实施例中，温度传感器为四个。四个温度传感器与四个制动闸片107、108、109和110对应地设置。也就是说，为每个制动闸片对应地设置一个温度传感器。温度传感器的一端与闸温采集模块105连接，另一端与对应制动闸片连接。例如，温度传感器的信号线可穿过机舱柜112的穿线PG锁母(未示出)从机舱柜112伸出或延伸到机舱柜112内；温度传感器与设置在机舱柜112内的闸温采集模块105的信号采集端子连接。

所述四个温度传感器用于感测与风力发电机组的高速轴刹车盘对应的四个制动闸片107、108、109和110的温度，并且将感测到的温度传输给闸温采集模块；所述闸温采集模块设置在风力发电机组的机舱柜内，用于将所述四个温度传感器感测到的温度传输给风力发电机组的主控制器。在部件101至110中，除了叶轮106之外均位于机舱111内。

图2示出根据本发明的示例性实施例的温度监测系统的结构示意图。参照图1和图2，本发明的示例性实施例的温度监测系统包括：闸温采集模块105、温度传感器和控制器(未示出)。四个温度传感器107、108、109和110中的每个温度传感器包括：测温端，用于感测所述四个制动闸片中的对应制动闸片的温度；信号输出端，用于将测温端感测到的温度传输到闸温采集模块105。温度传感器的信号输出端可与机舱柜112的连接端201连接，连接端201与闸温采集模块105连接，使得四个温度传感器感测到的温度能够被传输到闸温采集模块105。

作为示例，任意一个制动闸片与一个闸片衬托固定连接，温度传感器的测温端可固定在对应的制动闸片的闸片衬托上，并且与对应的制动闸片接触。

根据本发明的示例性实施例，风力发电机组的主控制器或温度监测系统的控制器可根据接收到的温度判断是否发生异常，并且可在判断出发生异常时触发报警。

根据本发明的示例性实施例，风力发电机组的主控制器或温度监测系统的控制器可包括温度计算模块(未示出)，用于根据接收到的温度计算异常检验值。所述异常检验值包括第一时间内四个温度传感器感测到的四个制动闸片的所有温度值中的瞬时最高温度值，以及每个制动闸片在第二时间内的最高温度值与最低温度值之间的滑窗温差值。在一个实施例中，第一时间是脉冲时间(例如，1秒)，表示获取温度的时间间隔，例如，每隔1秒执行一次四个制动闸片的四个温度的获取；第二时间是滑动时间窗(例如，5秒或10秒)，表示获取温差值的时间范围。所述主控制器或控制器可根据所述异常检验值判断是否发生异常。在本实施例中，主控制器或控制器可将特定时间的温度、最高温度、最低温度和温度差值等作为异常检验值，这仅仅是示例，其它通过计算获得的温度值也可作为异常检验值。下文将参照图3至图5描述温度监测过程中涉及的操作。

图3示出根据本发明的示例性实施例的闸温数据采集与处理流程的流程图，可根据图3所示的流程对温度进行采集和处理。

如图3中所示，在步骤301，判断是否达到脉冲时间。脉冲时间可以是1秒。当达到脉冲时间时可执行步骤302以更新四个制动闸片的温度，否则结束流程。这里，更新温度是指通过温度传感器从制动闸片获得当前温度。在步骤303，对获得的温度进行排序。在步骤304，保存获得的当前温度中的在预定温度范围内的最高温度，预定温度范围可表示不会引起火灾等故障的温度范围。在步骤305，保存历史保存的温度和当前温度之中的在预定温度范围内的最高温度以及获得该最高温度的时间。在步骤306，保存获得的当前温度中的在预定温度范围内的单个制动闸片的最高温度以及获得该最高温度的时间。在步骤307，保存当前温度中的单个制动闸片在滑动时间窗(例如，5秒或10秒)内的温差值。随后，可返回步骤301，以便继续获得新的温度。

通过图3所示的流程可获得可获得单个制动闸片在滑动时间窗内的温差值，以及整体的历史最高温度。由此可获得整体或单个制动闸片的闸温变化趋势，例如，闸温上升趋势，这里的闸温是指制动闸片的温度。在获得闸温变化趋势的情况下，可结合风力发电机组运行状态来判断制动闸片是否存在摩擦。例如，当风力发电机组处于运转状态，并且闸温上升趋势显示闸温持续上升时，可判断出制动闸片与高速轴刹车盘之间存在摩擦。在这种情况下，可发出报警以指示制动闸片存在摩擦。维护人员在接收到该报警时可进行相应处理。

作为示例，所述主控制器或控制器还可包括报警触发模块，用于执行如下操作：判断所述异常检验值是否在第一范围之内；当所述异常检验值不在所述第一范围之内，并且所述异常检验值不在所述第一范围之内的持续时间达到第一延时时间时，触发第一报警；当所述异常检验值在所述第一范围之内时，判断所述异常检验值是否超出第二范围；当所述异常检验值超出所述第二范围，并且所述异常检验值超出所述第二范围的持续时间达到第二延时时间时，触发第二报警。

其中，第一范围表示可测量温度范围。

第二范围表示能够触发第二报警的温度阈值范围。具体而言，温度阈值可以是瞬时过温阈值或者温升阈值。相应地，第二延时时间可以是瞬时过温延时时间或者温升延时时间，第二报警包括瞬时过温事件和滑窗温升事件。

相应地，报警触发模块触发第二报警，具体包括：

确定所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值，且所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值的时间达到瞬时过温延时时间，触发瞬时过温事件报警，其中，瞬时过温事件报警对应高速制动器制动弹簧异常；

确定所述滑窗温差值超过温升阈值，且所述滑窗温差值超过温升阈值的时间达到温升延时时间，触发滑窗温升事件报警，其中，滑窗温升事件报警对应高速制动器液压回路异常。

作为示例，报警触发模块还用于执行如下操作：当第二报警被触发时，确定所述异常检验值源自的制动闸片，并且触发与确定的制动闸片对应的第三报警。

在上述实施例中，第一报警可表示温度已经超出可测量温度范围(温度传感器故障)，需要人为恢复温度传感器使其正常测量温度；第二报警可表示温度未超出可测量温度范围，但是达到温度高设定报警阈值，需要引起监控人员注意或进行停机保护；第三报警表示出现第二报警时，进一步确定温度高的闸片，即定位四个闸片中的过温闸片并报警。

图4示出根据本发明的示例性实施例的报警触发流程的流程图。

如图4中所示，在步骤401，判断是否达到特定时间，当达到特定时间时，进入步骤402，否则结束流程，其中，特定时间可以是脉冲时间。例如，每隔1秒接收到并更新一次四个制动闸片的温度。

在步骤402，判断叶轮是否旋转，当叶轮旋转时，进入步骤403，否则结束流程。

在步骤403，判断异常检验值是否在第一范围之内，当异常检验值在第一范围之内时，进入步骤404，否则结束流程。其中，第一范围表示可测量温度范围。当异常检验值不在第一范围之内时，说明温度传感器发生故障。例如，在机组运行过程中如果温度传感器的信号线断开，则采集到的温度为默认值(诸如，3276.7℃)，超出第一范围。

在步骤404，判断第二报警是否处于使能状态，如果是，则进入步骤405和步骤416，否则结束流程。

在步骤405，判断瞬时最高温度值是否超过瞬时过温阈值，若是，进入步骤406，否则结束流程。

在步骤406，判断瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值的持续时间是否达到瞬时过温延时时间，当达到时进入步骤407，否则返回步骤405。

在步骤416，判断滑窗温差值是否超过温升阈值，若是，则进入步骤417，否则结束流程。

在步骤417，判断滑窗温差值超过温升阈值的时间是否达到温升延时时间，当达到时进入步骤407，否则返回步骤416。

在步骤407，判断第二报警是否被触发，当第二报警被触发时结束流程，否则进入步骤408。在步骤408，触发第二报警，随后进入步骤409。

在步骤409，识别温度异常来源，即：识别异常检验值源自的制动闸片。在步骤410，触发与识别出的制动闸片对应的第三报警，随后流程结束。

在步骤411，判断第一报警是否处于使能状态，如果是，则进入步骤412，否则结束流程。在步骤412，判断异常检验值是否在第一范围之内，当异常检验值不在第一范围之内时，进入步骤413，否则结束流程。在步骤413，判断第一报警是否被触发，当第一报警被触发时结束流程，否则进入步骤414。在步骤414，判断异常检验值不在第一范围之内的持续时间是否达到传感器故障延时时间，当达到传感器故障延时时间时，进入步骤415，否则返回步骤412。在步骤415，触发第一报警，随后，结束流程。

以下对步骤405、406、416、417的设计思想进行说明。

高速制动器通过液压控制抱闸或松闸，当高速制动器闸腔内注入足以克服高速制动器制动弹簧的压力油液时，前后闸片由于拉杆移动而产生一定间隙，使中间的高速刹车盘能够自由通过。然而，当机组在运行中，闸片由于某种原因导致自位移不够而与高速刹车盘摩擦时，便会产生高温。

机组实际运行过程中引起闸片温度升高的原因有两种，一种原因是制动弹簧老化导致的闸片回位不充分，引起闸片与高速盘轻微摩擦；另一种原因是由于高速制动器液压回路异常，导致闸体松闸压力下降，闸片抱死，引起闸片与高速盘严重摩擦。

第一种原因，由于闸片在与高速盘摩擦后产生磨损，这种情况下温度变化率较小，且可能会上升到某温度时便不再上升，因此使用闸片瞬时最高温度值与报警温度阈值比较的方式报警，瞬时过温阈值约为100℃(步骤405、406)。

第二种原因，由于闸片抱死，闸片与高速盘摩擦严重，温度变化率较大，往往由于不可自动恢复故障引起。假设正常工作温度为30℃，在机组旋转过程中，若发生抱闸(液压缸完全泻放松闸压力)而使得闸片与高速盘摩擦，闸片温度会迅速上升至200℃以上。因此使用闸片在滑动时间窗内温升差值与温升阈值作比较的方式报警，能够提高响应速度(步骤416、417)。

例如，假设滑动时间窗长度为5秒，温升阈值为5℃。最近5秒的温升为：3℃，4℃，5℃，5℃，6℃，7℃(每秒计算一次最近5秒温升)，当5秒温升为5℃(温升阈值)时，经过设定温升延迟时间(约3秒左右)，延迟3秒内温升分别为5℃，6℃，7℃，均大于等于5℃，因此满足滑窗温升事件报警激活条件。

如果正常工作温度为30℃，采用滑窗温差方式计算温度上升趋势，可以在识别到闸片温度上升到50℃左右即产生报警，提升了安全性。

根据本发明的示例性实施例，风力发电机组的主控制器或温度监测系统的控制器可包括报警复位模块(未示出)用于执行如下操作：当第一报警被触发时，判断所述异常检验值是否在第三范围之内，当所述异常检验值在所述第三范围之内，并且所述异常检验值在所述第三范围之内的持续时间达到第三延时时间时，使被触发的第一报警复位；当第二报警被触发时，判断第二报警被复位次数是否达到预定的复位次数，当未达到所述预定的复位次数时，判断所述异常检验值是否小于复位温度，当所述异常检验值小于所述复位温度，并且所述异常检验值小于所述复位温度的持续时间达到第四延时时间时，使被触发的第二报警复位。

作为示例，报警复位模块还用于当所述第二报警被复位时，使被触发的第三报警复位。

图5示出根据本发明的示例性实施例的报警复位流程的流程图。

如图5中所示，在步骤510，判断是否执行手动复位，如果是，则执行步骤504，使第三报警复位，否则执行步骤502和步骤503。在执行手动复位时，也可使被触发的第一报警或第二报警复位。在执行步骤504之后，可返回步骤501。

在步骤502，判断第二报警是否允许被复位，如果是，则执行步骤505，否则结束流程。在步骤505，判断小时复位次数是否达到，如果未达到，则进入步骤506，否则结束流程。在步骤506，判断日复位次数是否达到，如果未达到，则进入步骤507，否则结束流程。在步骤507，判断第二报警是否已经被触发，如果是则进入步骤508，否则结束流程。在步骤508，判断异常检验值是否小于复位温度，当异常检验值小于复位温度时进入步骤509，否则结束流程。在步骤509，判断异常检验值小于复位温度的持续时间是否达到第四延时时间，如果是则进入步骤510，否则返回步骤508。在步骤510，使第二报警复位，随后进入步骤504。

在步骤503，判断第一报警是否允许被复位，如果是，则执行步骤511，否则结束流程。在步骤511，判断第一报警是否已经被触发，如果是，则进入步骤512，否则结束流程。在步骤512，判断异常检验值是否在第二范围之内，当判断异常检验值在第二范围之内时，进入步骤513，否则结束流程。在步骤513，判断异常检验值在第二范围之内的持续时间是否达到第三延时时间，如果是，则进入步骤514，否则返回步骤512。在步骤514，使第一报警复位，随后可返回步骤501。

根据本发明的示例性实施例，提供了一种在风力发电机组的高速轴刹车盘的温度监测系统中执行的温度监测方法。所述温度监测系统包括：闸温采集模块、温度传感器和控制器，所述温度监测方法包括：通过所述四个温度传感器感测与风力发电机组的高速轴刹车盘对应的四个制动闸片的温度；将感测到的温度传输给设置在风力发电机组的机舱柜内的闸温采集模块；通过所述闸温采集模块将所述四个温度传感器感测到的温度传输给所述控制器。

作为示例，所述四个温度传感器中的每个温度传感器包括测温端和信号输出端，所述测温端固定在所述四个制动闸片中的对应制动闸片的闸片衬托上，并且与所述对应制动闸片接触，所述信号输出端与所述闸温采集模块连接，其中，感测温度的步骤包括：通过测温端感测所述对应制动闸片的温度；通过信号输出端将测温端感测到的温度传输给所述闸温采集模块。

作为示例，所述温度监测方法还包括：根据所述控制器接收到的温度计算异常检验值；所述异常检验值包括第一时间内所述四个温度传感器感测到的所述四个制动闸片的所有温度中的瞬时最高温度值，以及每个制动闸片在第二时间内的最高温度值与最低温度值之间的滑窗温差值；根据所述异常检验值判断是否发生异常。

在上述实施例中，第一时间是脉冲时间(例如，1秒)，表示获取温度的时间间隔，例如，每隔1秒执行一次四个制动闸片的四个温度的获取；第二时间是滑动时间窗(例如，5秒或10秒)，表示获取温度差值的时间范围。

作为示例，所述判断是否发生异常的步骤包括：判断所述异常检验值是否在第一范围之内；当所述异常检验值不在所述第一范围之内，并且所述异常检验值不在所述第一范围之内的持续时间达到第一延时时间时，触发第一报警；当所述异常检验值在所述第一范围之内时，判断所述异常检验值是否超出第二范围；当所述异常检验值超出所述报第二范围，并且所述异常检验值超出所述报第二范围的持续时间达到第二延时时间时，触发第二报警。

作为示例，触发第二报警的步骤具体包括：确定所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值，且所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值的时间达到瞬时过温延时时间，触发瞬时过温事件报警，其中，瞬时过温事件报警对应高速制动器制动弹簧异常；确定所述滑窗温差值超过温升阈值，且所述滑窗温差值超过温升阈值的时间达到温升延时时间，触发滑窗温升事件报警，其中，滑窗温升事件报警对应高速制动器液压回路异常。

作为示例，所述温度监测方法还包括：当第一报警被触发时，判断所述异常检验值是否在第三范围之内，当所述异常检验值在所述第三范围之内，并且所述异常检验值在所述第三范围之内的持续时间达到第三延时时间时，使被触发的第一报警复位；当第二报警被触发时，判断第二报警被复位次数是否达到预定的复位次数，当未达到所述预定的复位次数时，判断所述异常检验值是否小于复位温度值，当所述异常检验值小于所述复位温度值，并且所述异常检验值小于所述复位温度值的持续时间达到第四延时时间时，使被触发的第二报警复位。

作为示例，所述根据所述异常检验值判断是否发生异常的步骤还包括：当第二报警被触发时，确定所述异常检验值源自的制动闸片，并且触发与确定的制动闸片对应的第三报警。

作为示例，所述温度监测方法还包括：当所述第二报警被复位时，使被触发的第三报警复位。

在上述实施例中，第一报警可表示温度已经超出安全温度范围，需要及时处理；第二报警可表示温度未超出安全温度范围，但是已经需要引起注意；第三报警可表示哪个制动闸片出现异常。

在本发明的示例性实施例中，风力发电机组可为750KW型风力发电机组，温度传感器可以是PT100型温度传感器，闸温采集模块可以是西门子的SM331。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种计算机可读存储介质，存储有当被处理器执行时使得处理器执行上述实施例中的温度监测方法的指令。

通常由于高速制动器在运行中的异常摩擦导致的温度上升趋势有一定规律，其温度上升趋势和异常摩擦的起因有关，且和发电机转速有直接关系，因此控制器根据风力发电机组运行状态、闸温上升趋势可准确判断相应闸片是否存在摩擦情况，并实时触发报警或停机保护。

本发明实施例中的高速制动器可采用液压制动，当液压回路出现故障时，高速制动器的松闸能力下降，使得制动闸片不能回到正常松闸位置，从而与处于旋转状态的高速轴刹车盘接触，并摩擦生热，导致温度上升。本发明的实施例感测制动闸片的温度，并根据感测到的温度判断是否发生异常，并在发生异常时报警，由此可避免高温引起的火灾等事故。

本发明示例性实施例中的PT100型温度传感器可替换为热敏电阻或红外线温度传感器。热敏电阻的安装位置与PT100安装位置相同，也用于感测制动闸片的温度。热敏电阻的工作原理是：当制动闸片的温度到达热敏电阻的阻值跃变区域内时，热敏电阻将向闸温采集模块传输低电平信号，闸温采集模块将对应的信号传输给温度监测系统的控制器或风力发电机组的主控制器，所述主控制器或所述控制器可根据该电平信号触发相应报警。红外线温度传感器可安装于高速制动器或者齿轮箱上，可用于感测制动闸片的温度，并通过闸温采集模块向温度监测系统的控制器或风力发电机组的主控制器传输温度信号，所述主控制器或所述控制器可根据该温度信号触发相应报警。

本发明实施例中的计算机可读存储介质包含程序命令、数据文件、数据结构等、或它们的组合。被记录在计算机可读存储介质中的程序可被设计或被配置以实现本发明的方法。计算机可读存储介质包括用于存储并执行程序命令的硬件系统。硬件系统的示例有磁介质(诸如硬盘、软盘、磁带)、光介质(诸如CD-ROM和DVD)、磁光介质(诸如软光盘、ROM、RAM、闪存等)。程序包括由编译器编译的汇编语言代码或机器代码和由解释器解释的更高级语言代码。硬件系统可利用至少一个软件模块来实施以符合本发明。

可使用一个或多个通用或专用计算机(例如，处理器、控制器、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或能够运行软件或执行指令的任何其它装置)来实施上述方法的至少一部分。所述至少一部分可在操作系统中实现，也可在操作系统下操作的一个或多个软件应用中实现。

为了示意和描述的目的，给出了对本发明的描述，该描述的意图不在于以所公开的形式来穷尽或限制本发明。对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的情况下，可对实施例进行各种修改和改变。

Claims (12)

1.一种风力发电机组的高速轴刹车盘的温度监测系统，其特征在于，所述温度监测系统包括：闸温采集模块、温度传感器和控制器，

其中，所述温度传感器用于感测与风力发电机组的高速轴刹车盘对应的制动闸片的温度，并且将感测到的温度传输给所述闸温采集模块；所述闸温采集模块设置在风力发电机组的机舱柜内，用于将所述温度传感器感测到的温度传输给所述控制器，

其中，所述控制器包括温度计算模块，用于根据所述控制器接收到的温度计算异常检验值；所述异常检验值包括第一时间内所述温度传感器感测到的所有温度中的瞬时最高温度值，以及在第二时间内的最高温度值与最低温度值之间的滑窗温差值，其中，所述控制器根据所述异常检验值判断是否发生异常，

其中，所述控制器还包括报警触发模块，用于执行如下操作：判断所述异常检验值是否在第一范围之内；当所述异常检验值不在所述第一范围之内，并且所述异常检验值不在所述第一范围之内的持续时间达到第一延时时间时，触发第一报警；当所述异常检验值在所述第一范围之内时，判断所述异常检验值是否超出第二范围；当所述异常检验值超出所述第二范围，并且所述异常检验值超出所述第二范围的持续时间达到第二延时时间时，触发第二报警，

其中，所述报警触发模块具体用于执行如下操作：确定所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值，且所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值的时间达到瞬时过温延时时间，触发瞬时过温事件报警，其中，瞬时过温事件报警对应高速制动器制动弹簧异常；确定所述滑窗温差值超过温升阈值，且所述滑窗温差值超过温升阈值的时间达到温升延时时间，触发滑窗温升事件报警，其中，滑窗温升事件报警对应高速制动器液压回路异常。

2.如权利要求1所述的温度监测系统，其特征在于，所述温度传感器包括：

测温端，用于感测所述制动闸片的温度；

信号输出端，用于将所述测温端感测到的温度传输给所述闸温采集模块，

其中，所述测温端固定在所述制动闸片的闸片衬托上，并且与所述制动闸片接触，所述信号输出端与所述闸温采集模块连接。

3.如权利要求1所述的温度监测系统，其特征在于，所述控制器还包括：报警复位模块，用于执行如下操作：

当第一报警被触发时，判断所述异常检验值是否在第三范围之内，当所述异常检验值在所述第三范围之内，并且所述异常检验值在所述第三范围之内的持续时间达到第三延时时间时，使被触发的第一报警复位；

当第二报警被触发时，判断第二报警被复位次数是否达到预定的复位次数，当未达到所述预定的复位次数时，判断所述异常检验值是否小于复位温度，当所述异常检验值小于所述复位温度，并且所述异常检验值小于所述复位温度的持续时间达到第四延时时间时，使被触发的第二报警复位。

4.如权利要求1所述的温度监测系统，其特征在于，所述报警触发模块还用于执行如下操作：

当第二报警被触发时，确定所述异常检验值源自的制动闸片，并且触发与确定的制动闸片对应的第三报警。

5.如权利要求4所述的温度监测系统，其特征在于，所述控制器还包括：报警复位模块，用于当所述第二报警被复位时，使被触发的第三报警复位。

6.一种在风力发电机组的高速轴刹车盘的温度监测系统中执行的温度监测方法，其特征在于，所述温度监测系统包括：闸温采集模块、温度传感器和控制器，所述温度监测方法包括：

通过所述温度传感器感测与风力发电机组的高速轴刹车盘对应的制动闸片的温度；

将感测到的温度传输给设置在风力发电机组的机舱柜内的闸温采集模块；

通过所述闸温采集模块将所述温度传感器感测到的温度传输给所述控制器，

其中，所述温度监测方法还包括：根据所述控制器接收到的温度计算异常检验值，所述异常检验值包括第一时间内所述温度传感器感测到的所有温度中的瞬时最高温度值，以及在第二时间内的最高温度值与最低温度值之间的滑窗温差值；根据所述异常检验值判断是否发生异常，

其中，所述判断是否发生异常的步骤包括：判断所述异常检验值是否在第一范围之内；当所述异常检验值不在所述第一范围之内，并且所述异常检验值不在所述第一范围之内的持续时间达到第一延时时间时，触发第一报警；当所述异常检验值在所述第一范围之内时，判断所述异常检验值是否超出第二范围；当所述异常检验值超出所述第二范围，并且所述异常检验值超出所述第二范围的持续时间达到第二延时时间时，触发第二报警，

其中，触发第二报警的步骤具体包括：确定所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值，且所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值的时间达到瞬时过温延时时间，触发瞬时过温事件报警，其中，瞬时过温事件报警对应高速制动器制动弹簧异常；确定所述滑窗温差值超过温升阈值，且所述滑窗温差值超过温升阈值的时间达到温升延时时间，触发滑窗温升事件报警，其中，滑窗温升事件报警对应高速制动器液压回路异常。

7.如权利要求6所述的温度监测方法，其特征在于，所述温度传感器包括测温端和信号输出端，所述测温端固定在所述制动闸片的闸片衬托上，并且与所述制动闸片接触，所述信号输出端与所述闸温采集模块连接，

其中，感测温度的步骤包括：通过所述测温端感测所述制动闸片的温度；通过所述信号输出端将所述测温端感测到的温度传输给所述闸温采集模块。

8.如权利要求6所述的温度监测方法，其特征在于，所述温度监测方法还包括：

当第一报警被触发时，判断所述异常检验值是否在第三范围之内，当所述异常检验值在所述第三范围之内，并且所述异常检验值在所述第三范围之内的持续时间达到第三延时时间时，使被触发的第一报警复位；

当第二报警被触发时，判断第二报警被复位次数是否达到预定的复位次数，当未达到所述预定的复位次数时，判断所述异常检验值是否小于复位温度值，当所述异常检验值小于所述复位温度值，并且所述异常检验值小于所述复位温度值的持续时间达到第四延时时间时，使被触发的第二报警复位。

9.如权利要求6所述的温度监测方法，其特征在于，所述根据所述异常检验值判断是否发生异常的步骤还包括：

当第二报警被触发时，确定所述异常检验值源自的制动闸片，并且触发与确定的制动闸片对应的第三报警。

10.如权利要求9所述的温度监测方法，其特征在于，所述温度监测方法还包括：当所述第二报警被复位时，使被触发的第三报警复位。

11.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括：齿轮箱、发电机、机舱柜、用于连接齿轮箱和发电机的高速轴、温度监测系统、主控制器以及固定在高速轴上的高速轴刹车盘，

其中，所述温度监测系统包括：闸温采集模块和温度传感器，所述温度传感器用于感测与所述高速轴刹车盘对应的制动闸片的温度，并且将感测到的温度传输给所述闸温采集模块；所述闸温采集模块设置在所述机舱柜内，用于将所述温度传感器感测到的温度传输给所述主控制器，

其中，所述主控制器用于根据异常检验值判断是否发生异常，所述异常检验值包括第一时间内所述温度传感器感测到的所有温度中的瞬时最高温度值，以及在第二时间内的最高温度值与最低温度值之间的滑窗温差值，

其中，所述主控制器包括报警触发模块，用于执行如下操作：判断所述异常检验值是否在第一范围之内；当所述异常检验值不在所述第一范围之内，并且所述异常检验值不在所述第一范围之内的持续时间达到第一延时时间时，触发第一报警；当所述异常检验值在所述第一范围之内时，判断所述异常检验值是否超出第二范围；当所述异常检验值超出所述第二范围，并且所述异常检验值超出所述第二范围的持续时间达到第二延时时间时，触发第二报警，

其中，所述报警触发模块具体用于执行如下操作：确定所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值，且所述瞬时最高温度值超过瞬时过温阈值的时间达到瞬时过温延时时间，触发瞬时过温事件报警，其中，瞬时过温事件报警对应高速制动器制动弹簧异常；确定所述滑窗温差值超过温升阈值，且所述滑窗温差值超过温升阈值的时间达到温升延时时间，触发滑窗温升事件报警，其中，滑窗温升事件报警对应高速制动器液压回路异常。

12.一种计算机可读存储介质，存储有当被处理器执行时使得处理器执行如权利要求6-10中任一项所述的温度监测方法的指令。