CN112177862A - 一种风力发电机运维系统的运维方法 - Google Patents

一种风力发电机运维系统的运维方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机运维方法，步骤1：震动传感器获取发电机震动频率；转速传感器获取齿轮箱、传动轴的转速；角度传感器获取偏航装置的转动角度；步骤2：处理器将震动信号与预设震动频率比较，当震动信号大于或小于预设震动频率时，产生发电机异常报警信号；处理器将转速信号与预设转速比较，当转速信号小于预设转速时，产生转速异常报警信号；处理器将角度信号与预设转动角度比较，当角度信号小于或大于预设转动角度时，产生转角异常信号；步骤3：报警设备根据所述步骤2中的异常信号进行告警。本发明运用传感器获取相应设备的工作状况，通过处理器可以实时的发现运维人员在检修时无法及时发现突发异常。

Description

一种风力发电机运维系统的运维方法
技术领域
本发明涉及风力发电机技术领域，具体涉及一种风力发电机运维系统的运维方法。
背景技术
现如今，风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，风力发电已经成为主要发电模式中的一种。同一片风力发电场会竖有很多根风力发电机，风力发电机的分布也较为分散，两两相隔较远。风力发电机的机舱大多位于几十米高的高处，运维人员无法做到每天检修，所以容易出现检修时无法及时获知发电机、偏航装置等出现的突发异常。这些异常包括抖动、转速明显过低、调速调向不灵、异常杂音等。
发明内容
本发明提供了一种风力发电机运维系统的运维方法，以解决现有技术中运维人员在检修时无法及时获取风力发电机出现的突发异常的问题。
本发明提供了一种风力发电机运维系统的运维方法，包括运行风力发电机运维方法的运维系统：震动传感器、转速传感器、角度传感器、处理器、显示器、报警设备；
所述震动传感器用于采集发电机震动频率，产生震动信号；
所述转速传感器用于采集齿轮的转速，产生转速信号；
所述角度传感器用于采集偏向装置的转动角度，产生角度信号；
所述处理器与所述震动传感器、转速传感器、角度传感器连接，用于根据获取的震动信号、转速信号、角度信号判断是否发生发电机震动异常、齿轮转速异常、偏航装置转动异常，并根据异常产生异常信号；
所述显示器与所述处理器连接，用于显示各信号状况；
所述报警设备与所述处理器连接，用于根据异常信号发出告警；
所述风力发电机运维系统的运维方法包括如下步骤：
步骤1：震动传感器获取发电机震动频率，产生震动信号；
转速传感器获取齿轮箱、传动轴的转速，产生转速信号；
角度传感器获取偏航装置的转动角度，产生角度信号；
步骤2：处理器将震动信号与预设震动频率比较，当震动信号大于或小于预设震动频率时，产生发电机异常报警信号；
处理器将转速信号与预设转速比较，当转速信号小于预设转速时，产生转速异常报警信号；
处理器将角度信号与预设转动角度比较，当角度信号小于或大于预设转动角度时，产生转角异常信号；
步骤3：报警设备根据所述步骤2中的异常信号进行告警。
进一步地，所述风力发电机运维系统还包括：风速传感器；所述处理器与所述风速传感器连接，
所述步骤1中还包括：风速传感器获取当前风速，产生风速信号；
所述步骤1之后，步骤2之前还包括：处理器根据风速信号计算齿轮箱齿轮、传动轴的标准转速；
所述步骤2中的预设转速为所述标准转速。
进一步地，所述风力发电机运维系统还包括：风向传感器；所述处理器与所述风向传感器连接，
所述步骤1中还包括：风向传感器获取当前风速，产生风向信号；
所述步骤1之后，步骤2之前还包括：处理器根据风向信号计算偏航装置的标准转动角度；
所述步骤2中的预设转动角度为所述标准转动角度。
进一步地，所述风力发电机运维系统还包括：声音采集装置；所述处理器与所述声音采集装置连接，
所述步骤1中还包括：声音采集装置获取机舱内声音，产生声音信号；
所述步骤2中还包括：判断声音信号中是否有噪音，当存在噪音时，产生噪音报警信号，并存储声音信号中的噪音。
进一步地，所述步骤2中所述的噪音包括周期性噪音和突发性噪音，所述处理器判断声音信号中是否有周期性噪音的方法为：当前序数个固定时间周期内存在相同幅度和频率的噪音时，产生周期性噪音报警信号；
所述处理器判断声音信号中是否有突发性噪音的方法为：当前序数个固定时间周期内不存在相同幅度和频率的噪音时，产生突发性噪音报警信号。
进一步地，所述风力发电机运维系统还包括：移动终端；所述移动终端与所述处理器连接，用于展示相关数据、实时报警。
本发明的有益效果：
本发明的风力发电机运维系统运用震动传感器、转速传感器、角度传感器获取相应设备的工作状况，通过处理器可以实时的发现发电机是否发生震动异常、齿轮转速是否明显降低、偏航装置是否转向到位，避免运维人员在检修时无法及时发现突发异常。本发明增加风速传感器、风向传感器，可以获知当前风速、风向，将其作为评判标准，可以更加准确的判断各设备异常。本发明增加声音采集装置，可以通过声音信号中的噪音，来判断一些无法通过传感器获取的异常。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明中一种风力发电机运维系统具体实施例的系统框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种风力发电机运维系统，包括：震动传感器1、转速传感器2、风速传感器3、角度传感器4、风向传感器5、声音采集装置6、处理器7、显示器8、报警设备9、移动终端10；
所述震动传感器1安装在发电机上，用于采集发电机震动频率，产生震动信号；
所述转速传感器2安装在低速轴上和/或齿轮箱中和/或高速轴上，用于采集齿轮、轴的转速，产生转速信号；
所述角度传感器4用于采集偏向装置的转动角度，产生角度信号；
所述风速传感器3安装在机舱外壳上，用于获取当前风速，产生风速信号；
所述风向传感器5安装在机舱外壳上，用于获取当前风向，产生风向信号；
所述声音采集装置6安装在机舱壳内，用于采集机舱内所有设备产生的声音，产生声音信号；可以根据监控需求安装在某一设备附近，针对性的获取该设备产生的声音；
所述处理器7与所述震动传感器1、转速传感器2、角度传感器4、风速传感器3、风向传感器5、声音采集装置6连接，可以通过无线、5G、有线等方式进行数据信号的传输。
当发电机松动、转轴偏心等情况时，发电机都会出现抖动的情况，此时震动传感器1获取的震动信号会相较正常情况下的震动频率更快、震动幅度更大，处理器7可以根据这一特征判断出发电机出现了异常，产生发电机震动异常信号；
风力发电机会因为风的情况而出现长时间停止转动的情况，此时齿轮间、轴的润滑油会出现凝固、杂质堆积等情况，造成风力发电机在后续工作时，齿轮、轴的转速受到影响。风速传感器3可以实时获取当前风速，处理器7可以根据风速信号预先计算出齿轮、轴的相应标准转速，当转速信号明显低于标准转速的时候，可以判断齿轮或轴出现了转速过低的异常情况，产生转速异常信号；
同理，偏航装置也会因为长时间停机而照成转向不到位的情况，或者转向过程慢的情况。处理器7可以根据风向信号预先计算出偏航装置需要转动的标准角度，以及转动角度所需标准时间，当角度信号所反映的角度明显不足时，产生转向不足异常信号，当转向持续时间明显小于或大于标准时间时，产生转向速度异常信号。
风轮不平衡，引起风力机转动时轻微来回摆动，风力机每转一周都发出‘砰砰’或‘咔咔’声，尤其是在低速时，运维人员检修时可能无法及时发现风力机转动时出现的摆动现象，但可以通过声音的获取来捕捉该异常。声音采集装置6获取机舱中各设备的声音，正常情况下处理器7获取的声音信号会比较平稳，不会出现明显的、有频率的噪音，当出现有噪音，尤其是有规律的噪音时，说明有设备出现异常，产生声音异常信号；
所述显示器8与所述处理器7连接，用于显示各信号状况；
所述报警设备9与所述处理器7连接，用于根据异常信号发出告警；
所述移动终端10与所述处理器7连接，用于展示相关数据、实时报警。
风力发电机运维系统的具体运维方法包括如下步骤：
步骤1：震动传感器获取发电机震动频率，产生震动信号；
转速传感器获取齿轮箱、传动轴的转速，产生转速信号；
角度传感器获取偏航装置的转动角度，产生角度信号；
风速传感器获取当前风速，产生风速信号；
风向传感器获取当前风速，产生风向信号；
声音采集装置获取机舱内声音，产生声音信号；
步骤2：处理器根据风速信号计算齿轮箱齿轮、传动轴的标准转速；
处理器根据风向信号计算偏航装置的标准转动角度；
步骤3：处理器将震动信号与预设震动频率比较，当震动信号大于或小于预设震动频率时，产生发电机异常报警信号；
处理器将转速信号与标准转速比较，当转速信号小于预设转速时，产生转速异常报警信号；
处理器将角度信号与预设转动角度比较，当角度信号小于或大于标准转动角度时，产生转角异常信号；
处理器判断声音信号中是否有周期性噪音，当前序数个固定时间周期内存在相同幅度和频率的噪音时，产生周期性噪音报警信号；
处理器判断声音信号中是否有突发性噪音，当前序数个固定时间周期内不存在相同幅度和频率的噪音时，产生突发性噪音报警信号
步骤4：报警设备根据所述步骤2中的异常信号进行告警。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种风力发电机运维系统的运维方法，包括运行风力发电机运维方法的运维系统：震动传感器、转速传感器、角度传感器、处理器、显示器、报警设备；
所述震动传感器用于采集发电机震动频率，产生震动信号；
所述转速传感器用于采集齿轮的转速，产生转速信号；
所述角度传感器用于采集偏向装置的转动角度，产生角度信号；
所述处理器与所述震动传感器、转速传感器、角度传感器连接，用于根据获取的震动信号、转速信号、角度信号判断是否发生发电机震动异常、齿轮转速异常、偏航装置转动异常，并根据异常产生异常信号；
所述显示器与所述处理器连接，用于显示各信号状况；
所述报警设备与所述处理器连接，用于根据异常信号发出告警；
其特征在于，所述风力发电机运维系统的运维方法包括如下步骤：
步骤1：震动传感器获取发电机震动频率，产生震动信号；
转速传感器获取齿轮箱、传动轴的转速，产生转速信号；
角度传感器获取偏航装置的转动角度，产生角度信号；
步骤2：处理器将震动信号与预设震动频率比较，当震动信号大于或小于预设震动频率时，产生发电机异常报警信号；
处理器将转速信号与预设转速比较，当转速信号小于预设转速时，产生转速异常报警信号；
处理器将角度信号与预设转动角度比较，当角度信号小于或大于预设转动角度时，产生转角异常信号；
步骤3：报警设备根据所述步骤2中的异常信号进行告警。
2.如权利要求1所述的风力发电机运维系统的运维方法，其特征在于，所述风力发电机运维系统还包括：风速传感器；所述处理器与所述风速传感器连接，
所述步骤1中还包括：风速传感器获取当前风速，产生风速信号；
所述步骤1之后，步骤2之前还包括：处理器根据风速信号计算齿轮箱齿轮、传动轴的标准转速；
所述步骤2中的预设转速为所述标准转速。
3.如权利要求1或2所述的风力发电机运维系统的运维方法，其特征在于，所述风力发电机运维系统还包括：风向传感器；所述处理器与所述风向传感器连接，
所述步骤1中还包括：风向传感器获取当前风速，产生风向信号；
所述步骤1之后，步骤2之前还包括：处理器根据风向信号计算偏航装置的标准转动角度；
所述步骤2中的预设转动角度为所述标准转动角度。
4.如权利要求1所述的风力发电机运维系统的运维方法，其特征在于，所述风力发电机运维系统还包括：声音采集装置；所述处理器与所述声音采集装置连接，
所述步骤1中还包括：声音采集装置获取机舱内声音，产生声音信号；
所述步骤2中还包括：判断声音信号中是否有噪音，当存在噪音时，产生噪音报警信号，并存储声音信号中的噪音。
5.如权利要求4所述的风力发电机运维系统的运维方法，其特征在于，所述步骤2中所述的噪音包括周期性噪音和突发性噪音，所述处理器判断声音信号中是否有周期性噪音的方法为：当前序数个固定时间周期内存在相同幅度和频率的噪音时，产生周期性噪音报警信号；
所述处理器判断声音信号中是否有突发性噪音的方法为：当前序数个固定时间周期内不存在相同幅度和频率的噪音时，产生突发性噪音报警信号。
6.如权利要求1所述的风力发电机运维系统的运维方法，其特征在于，所述风力发电机运维系统还包括：移动终端；所述移动终端与所述处理器连接，用于展示相关数据、实时报警。
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