CN203337653U - 风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，包括于监测风电机组齿轮箱油中金属磨粒，并生成监测信号的金属磨粒检测系统，用于监测风电机组齿轮箱油中油液的颗粒度，并生成监测信号的颗粒度检测系统，用于监测风电机组齿轮箱油中油液的温度检测系统，用于接收所述监测信号并与储存的标准信号进行判断，将判断结果传送给控制信号的中央处理系统，用于接收所述中央处理系统生成控制信号，并传送至上位计算机通讯系统的通讯系统，用于接收所述开关量信号，输出或隔离上述信号的开出系统，通过金属磨粒、颗粒物、（微）水数据的综合监测，能较好的反映油液的污染程度。

Description

风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，尤其是涉及一种风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置。 

背景技术

传统的监测方法是将油样从风电机组齿轮箱中取样，送至相关实验室，用仪器分别测试金属磨粒、颗粒物及（微）水参数。依据得到的参数分析该齿轮箱的潜伏性故障情况。但这种方法具有操作复杂、监测周期长（时间周期1周-3月不等）、监测人为误差大的缺点，导致不适宜进行实时监测，对于海上风机监测来说更是几乎不可行。从而不能根据齿轮箱油中参数按需换油，即时掌握风电机组齿轮箱潜伏性故障情况。 

另外风电机组中的齿轮箱主要功用：是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。对于大型风电机组的齿轮箱，目前都是用油来润滑和散热，其状态直接关系到齿轮箱的运行安全。随着风电机组的长期运行，由齿轮箱的金属部件摩擦产生不同颗粒大小和形态的金属磨粒会进入油液；其外部水汽、灰尘、施工时的碎屑等污染也会进入油液，这些残留物和侵入物会降低油液润滑、划伤零件表面、堵塞器件，并加速元器件损坏。 

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述存在的问题，通过金属磨粒、颗粒物、（微）水数据的综合监测，能较好的反映油液的污染程度。可以指导按需换油，也能指导齿轮箱维修以及开展外部防护措施，预防事故发生的一种风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置。 

本实用新型的目的是以如下方式实现的：一种风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，包括于监测风电机组齿轮箱油中金属磨粒，并生成监测信号的金属磨粒检测系统，用于监测风电机组齿轮箱油中油液的颗粒度，并生成监测信号的颗粒度检测系统，用于监测风电机组齿轮箱油中油液的温度检测系统，用于接收所述监测信号并与储存的标准信号进行判断，将判断结果传送给控制信号的中央处理系统，用于接收所述中央处理系统生成控制信号，并传送至上位计算机通讯系统的通讯系统，用于接收所述开关量信号，输出或隔离上述信号的开出系统。 

上述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，还包括用于对中央处理系统工作状态进行显示的显示系统，所述显示系统电连接所述中央处理系统，所述显示系统具有所述三个LED，用于通过LED闪烁状态来表示风电机组齿轮箱油液污染状态监测不同的工作状态。 

上述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，还包括用于将所生成的金属磨粒、颗粒物及温度，数据监测信号进行滤波以及放大处理的信号处理系统，所述信号处理系统连接于中央处理系统和金属磨粒检测系统、颗粒度检测系统和温度检测系统之间，所述信号处理系统至少有三路电路。 

上述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，其所述中央处理系统采用型号为DSPF2812的处理器。 

上述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，其所述通讯系统用于将监测信号传输至外部远程网络，以由远程的集中监控中心接收该信号，所述通讯接口包括以太网、RS-232、RS-485。 

上述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，所述开出系统采用常开固态继电器，所述固态继电器的输出端平时处于断开状态，当固态继电器的输入端接收到中央处理系统送的所述控制信号后，通过光耦隔离把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出。 

上述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，所述监测装置还包括微水含 量检测系统。 

本实用新型的优点：1、通过金属磨粒、颗粒物、（微）水数据的综合监测，能较好的反映油液的污染程度。可以指导按需换油，也能指导齿轮箱维修以及开展外部防护措施，预防事故发生。 

2、本实用新型的监测装置根据齿轮箱油中参数按需换油，即时掌握风电机组齿轮箱潜伏性故障情况。 

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中 

图1是本实用新型的结构示意图； 

附图标记：1、中央处理系统，2、通讯系统，3、开出系统，4、显示系统，5、信号处理系统，6、金属磨粒检测系统，7、颗粒度检测系统，8、温度检测系统，9、微水含量检测系统。 

具体实施方式：

见图1所示，一种风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，包括于监测风电机组齿轮箱油中金属磨粒，并生成监测信号的金属磨粒检测系统6，用于监测风电机组齿轮箱油中油液的颗粒度，并生成监测信号的颗粒度检测系统7，用于监测风电机组齿轮箱油中油液的温度检测系统8，用于接收所述监测信号并与储存的标准信号进行判断，将判断结果传送给控制信号的中央处理系统1，用于接收所述中央处理系统1生成控制信号，并传送至上位计算机通讯系统的通讯系统2，用于接收所述开关量信号，输出或隔离上述信号的开出系统3。所述中央处理系统1采用型号为DSPF2812的处理器。 

见图1所示，所述监测装置还包括微水含量检测系统9，还包括用于对中 央处理系统1工作状态进行显示的显示系统4，所述显示系统4电连接所述中央处理系统1，所述显示系统4具有所述三个LED，用于通过LED闪烁状态来表示风电机组齿轮箱油液污染状态监测不同的工作状态。在中央处理系统1进行编码打包时可以是其中的一个LED灯闪烁，当在中央处理系统1控制数据通过通讯系统2传输时，则可以是另一个灯进行闪烁。当出现故障时，则第三个LED灯进行闪烁。 

还包括用于将所生成的金属磨粒、颗粒物及温度，数据监测信号进行滤波以及放大处理的信号处理系统5，所述信号处理系统5连接于中央处理系统1和金属磨粒检测系统6、颗粒度检测系统7和温度检测系统8之间，所述信号处理系统5至少有三路电路。所述通讯系统2用于将监测信号传输至外部远程网络，以由远程的集中监控中心接收该信号，所述通讯接口包括以太网、RS-232、RS-485。所述开出系统3采用常开固态继电器，所述固态继电器的输出端平时处于断开状态，当固态继电器的输入端接收到中央处理系统1送的所述控制信号后，通过光耦隔离把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出。 

其工作原理为：对于油液在线监测，很难用单一或者几种监测（检测）方法就能够充分表征其状态。油液污染状态主要包括生成物、残留物和侵入物，前者主要指由于齿轮摩擦产生的金属磨粒，碎屑，后者主要指水汽、尘土等，其中水汽入侵会带来降低油液的粘度、金属磨粒、尘土等会增加油液粘度、磨损齿轮。其中微水含量是温度的函数： 

水含量（PPM）： $w=2463-518\×{[3627-\frac{U}{1+0.014\×(60-t)}]}^{0.2}$

而且需要根据不同区域和不同油液标号，进行基础值和报警值的设置。并综合考虑多个参数进行分析，才能正确给出油液污染状态，并根据当前状态预测油液最佳更换时间和分析齿轮箱故障原因。 

当需要采监测风电机组齿轮箱油液污染状态监测信号时，例如可以是预先设 置在中央处理系统1程序中指定的定期监测，由信号处理系统5将所采集油液中的金属磨粒、颗粒物、（微）水、温度数据信号进行放大、滤波处理。然后由中央处理系统1对所监测的信号进行根据一定协议进行打包处理，之后再通过通讯系统2将信号传输出至上位计算机。多台风电机组齿轮箱油品油液污染状态监测装置通过RS-485接口与一台计算机连接组成局域网。由此，方便用户对多台风电机组齿轮箱油液污染状态监测获得的监测数据进行管理。当中央处理系统1判断所采集的油液污染状态数据异常时，生成相关开关量信号，输出至开出系统3进行报警。 

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，其特征在于：包括于监测风电机组齿轮箱油中金属磨粒，并生成监测信号的金属磨粒检测系统（6），用于监测风电机组齿轮箱油中油液的颗粒度，并生成监测信号的颗粒度检测系统（7），用于监测风电机组齿轮箱油中油液的温度检测系统（8），用于接收所述监测信号并与储存的标准信号进行判断，将判断结果传送给控制信号的中央处理系统（1），用于接收所述中央处理系统（1）生成控制信号，并传送至上位计算机通讯系统的通讯系统（2），用于接收所述开关量信号，输出或隔离上述信号的开出系统（3）。 

2.根据权利要求1所述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，其特征在于：还包括用于对中央处理系统（1）工作状态进行显示的显示系统（4），所述显示系统（4）电连接所述中央处理系统（1），所述显示系统（4）具有所述三个LED，用于通过LED闪烁状态来表示风电机组齿轮箱油液污染状态监测不同的工作状态。 

3.根据权利要求2所述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，其特征在于：还包括用于将所生成的金属磨粒、颗粒物及温度，数据监测信号进行滤波以及放大处理的信号处理系统（5），所述信号处理系统（5）连接于中央处理系统（1）和金属磨粒检测系统（6）、颗粒度检测系统（7）和温度检测系统（8）之间，所述信号处理系统（5）至少有三路电路。 

4.根据权利要求3所述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，其特征在于：所述中央处理系统（1）采用型号为DSPF2812的处理器。 

5.根据权利要求4所述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，其特征在于：所述通讯系统（2）用于将监测信号传输至外部远程网络，以由远程的集中监控中心接收该信号，所述通讯接口包括以太网、RS-232、RS-485。 

6.根据权利要求5所述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，其特征在于：所述开出系统（3）采用常开固态继电器，所述固态继电器的输出端平时处于断开状态，当固态继电器的输入端接收到中央处理系统（1）送的所述控制 信号后，通过光耦隔离把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出。 

7.根据权利要求1或6所述的风电机组齿轮箱油液污染状态监测装置，其特征在于：所述监测装置还包括微水含量检测系统（9）。 

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