CN204458220U - 一种风力发电机组状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风力发电机组状态监测系统，通过风力发电机接线盒，振动信号采集单元，音频信号采集单元，网络接入装置，光缆和中央监控中心的设置，可实现风力发电机组的视频摄像、振动、声音、温度等信号采集，同时远程监控中心通过网络光纤与机组监控单元进行数据交换，对状态信息进行存储与深入诊断。本实用新型有利于提高智能化程度，进而降低维护成本，延长使用寿命，较好的解决了目前常见的风力发电机组状态监测系统采用有线光缆传输的方式存在的准确度较低，智能化程度较低，不便于风力发电机动态下状态参数监测的技术问题。

Description

一种风力发电机组状态监测系统

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组状态监测系统。

背景技术

目前，目前，风力发电机组的故障机理十分复杂，影响因素众多，它是决定机组能否长期稳定运行的关键因素。建立一套完整的风力发电机组状态监测和故障诊断系统，对于正确评价机组运行状态，预防和减少机组故障的发生，实现预知性维修都有重要的意义，随着风力发电并网研究的热潮，实际生产出的风力发电机在性能测验中经常遇到各种故障，因此针对风力发电机组的故障诊断与状态监测系统显得格外重要。目前风电场运行维护人员主要通过机组主控系统和定期巡视检查方式来了解机组的运行状态。但是目前风电场所使用的典型监控系统尚不能很好地解决以下问题：1)现有风电场的建设一般较分散，要了解各台机组的运行状态，现有的系统不能完全满足设备远程监控要求。2)由于风电场的设备状态不同，往往需要对不同设备的运行情况作具体分析，并做出具有针对性的分析处理。3)风力发电机组属于大型旋转机械发电设备，现有监控系统缺乏对机组振动等状态的监测手段。4)风电场的多台机组布置距离较远，机组在数十米高度，地理环境及气候条件比较恶劣，需要工作人员进行日常的巡检维护，增加了维护人员的劳动强度。

目前常见的风力发电机组状态监测系统采用有线光缆传输的方式，将各传感器提供的在线信号测量值传输至微机，并与微机内存的标准值比较才，判断出系统的状态是否良好。然而风力发电机的运行是动态的，参数变化很快，这种方式不便于风力发电机动态下的状态参数监测。

实用新型内容

本实用新型为解决目前常见的风力发电机组状态监测系统采用有线光缆传输的方式存在的准确度较低，智能化程度较低，不便于风力发电机动态下状态参数监测的技术问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的风力发电机组状态监测系统。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本实用新型的风力发电机组状态监测系统，该风力发电机组状态监测系统包括：风力发电机接线盒，振动信号采集单元，音频信号采集单元，温度信号采集单元，视频信号采集单元，中央处理单元，电源装置，网络接入装置，光缆和中央监控装置；

电源装置与中央处理单元连接，振动信号采集单元与中央处理单元连接，音频信号采集单元与中央处理单元连接，温度信号采集单元与中央处理单元连接，视频信号采集单元与中央处理单元连接，网络接入装置与中央处理单元连接，中央监控中心，通过电缆与网络接入装置双向联通。

本实用新型还可以采用如下技术措施：

在本实用新型中，采用低频加速度振动传感器的振动信号采集单元。

进一步，中央处理单元还包括嵌入式数据采集单元，就地信息存储单元，语音交互终端，视频压缩单元，摄影机姿态控制单元和智能处理器；

嵌入式数据采集单元与振动信号采集单元，音频信号采集单元，温度信号采集单元连接，就地信息存储单元与智能处理器连接，语音交互终端与智能处理器连接，视频压缩单元与视频信号采集单元和智能处理器连接，摄影机姿态控制单元与智能处理器连接。

进一步，采用H.264视频压缩的视频压缩单元；采用UPS不间断电源的电源装置；采用TCP/IP网络的数字视频监控的中央监控中心。

进一步，智能处理还包括：基板、频率转换器、连接器以及信号链路；频率转换器、连接器及信号链路设置与基板上。

进一步，设置多个频率转换器，信号链路包括至少二层链路，第一层链路用于连接连接器的第一接口，第二层链路包括第二通孔及第三通孔，用于配置在其中装有各连接器的各区域上并经由各子信号链路连接于第二通孔。

进一步，振动信号采集单元包括：增敏机构，固定至操作臂，包括传递并放大长水口保护套管的振动信号的弹片；传感器，用于检测经由弹片放大的振动信号；以及屏蔽罩，罩在传感器上，用于保护传感器；

进一步，振动信号采集单元还包括：转速传感器通过整形电路连接数字逻辑单元，加速度传感器通过可编程增益放大器连接抗混叠滤波器，数模转换器连接数字逻辑单元。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型通过风力发电机接线盒，振动信号采集单元，音频信号采集单元，网络接入装置，光缆和中央监控中心的设置，可实现风力发电机组的视频摄像、振动、声音、温度等信号采集，同时远程监控中心通过网络光纤与机组监控单元进行数据交换，对状态信息进行存储与深入诊断。本实用新型有利于提高智能化程度，进而降低维护成本，延长使用寿命，较好的解决了目前常见的风力发电机组状态监测系统采用有线光缆传输的方式存在的准确度较低，智能化程度较低，不便于风力发电机动态下状态参数监测的技术问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的风力发电机组状态监测系统结构示意图；

图中：1、风力发电机接线盒；2、振动信号采集单元；3、音频信号采集单元；4、温度信号采集单元；5、视频信号采集单元；6、中央处理单元；6-1、嵌入式数据采集单元；6-2、就地信息存储单元；6-3、语音交互终端；6-4、视频压缩单元；6-5、摄影机姿态控制单元；6-6、智能处理器；7、电源装置；8、网络接入装置备；9、光缆；10、中央监控装置。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：本实用新型所用到的单元都属于已知单元，在购买硬件单元时，已经安装有软件。本实用新型不存在软件或方法的创新。

请参阅图1：

如图1所示，本实用新型实施例的风力发电机组状态监测系统主要包括：风力发电机接线盒1，振动信号采集单元2，音频信号采集单元3，温度信号采集单元4，视频信号采集单元5，中央处理单元6，电源装置7，网络接入装置8，光缆9和中央监控装置10；

电源装置7，与中央处理单元6连接，用于为中央处理单元6供电；

振动信号采集单元2，与中央处理单元6连接，用于对齿轮箱、轴系等旋转设备的振动监测及机组设备的状态进行实时监测与分析功能；

音频信号采集单元3，与中央处理单元6连接，用于监测发现机组运行过程中的异常响动，实现与现场人员的通话；

温度信号采集单元4与中央处理单元6连接，用于对环境温度等信息的状态监测；

视频信号采集单元5与中央处理单元6连接，用于对发电机组进行视频监控，方便维护人员远程监视设备运行状态的功能；

网络接入装置8与中央处理单元6连接，用于为检修人员提供与中央处理单元6之间的多媒体交互及远程维修指导的功能；

中央监控中心10，通过电缆9与网络接入装置8双向联通。

振动信号采集单元2具体采用低频加速度振动传感器，具有机组振动状态分析功能。对机组齿轮箱、轴系进行多路数据高速采集、实时分析，对机组进行振动越线报警及故障分析的功能。

中央处理单元6，包括嵌入式数据采集单元6-1，就地信息存储单元6-2，语音交互终端6-3，视频压缩单元6-4，摄影机姿态控制单元6-5和智能处理器6-6；

嵌入式数据采集单元6-1，与振动信号采集单元2，音频信号采集单元3，温度信号采集单元4连接，用于接收采集的振动信号、音频信号和温度信号；

就地信息存储单元6-2，与智能处理器6-6连接，用于存储就地信息；

语音交互终端6-3，与智能处理器6-6连接，用于实现与智能处理器6-6的语音交互；

视频压缩单元6-4，与视频信号采集单元5和智能处理器6-6连接，用于对采集的视频信号压缩，并传送至视频信号采集单元5；

摄影机姿态控制单元6-5，与智能处理器6-6连接，用于实现摄像机姿态的调整；

智能处理器6-6，用于将采集的振动信号、音频信号、温度信号和压缩的视频信号进行处理，并通过网络接入装置8和光缆9，将处理的信号传输至中央监控装置10。

进一步，智能处理器6-6具体采用AMD四核处理器，有利于提高运算速度，具有很好的稳定性和扩展性，进而降低维护成本，延长使用寿命。

进一步，视频压缩单元64具体采用采用H.264视频压缩技术，具有压缩比高，且处理非常灵活。

进一步，电源装置7具体采用UPS不间断电源，具有停电保护数据的功能。

进一步，中央监控中心10具体采用TCP/IP网络的数字视频监控，具有传输距离不受限制且能很方便地与其它系统互连互通，另外还可以方便地接入其它安全防范设备，进一步提高安全防范性能。

智能处理6-6还包括：基板、频率转换器、连接器以及信号链路；频率转换器、连接器及信号链路设置与基板上。

设置多个频率转换器，信号链路包括至少二层链路，第一层链路用于连接连接器的第一接口，第二层链路包括第二通孔及第三通孔，用于配置在其中装有各连接器的各区域上并经由各子信号链路连接于第二通孔。

振动信号采集单元2包括：增敏机构，固定至操作臂，包括传递并放大长水口保护套管的振动信号的弹片；传感器，用于检测经由弹片放大的振动信号；以及屏蔽罩，罩在传感器上，用于保护传感器；

振动信号采集单元2还包括：转速传感器通过整形电路连接数字逻辑单元，加速度传感器通过可编程增益放大器连接抗混叠滤波器，数模转换器连接数字逻辑单元。

本实用新型的有益效果为：通过风力发电机接线盒，振动信号采集单元，音频信号采集单元，网络接入设备，光缆和中央监控中心的设置，可实现风力发电机组的视频摄像、振动、声音、温度等信号采集，同时远程监控中心通过网络光纤与机组监控单元进行数据交换，对状态信息进行存储与深入诊断，有利于提高智能化程度，进而降低维护成本，延长使用寿命。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种风力发电机组状态监测系统，其特征在于，该风力发电机组状态监测系统包括：风力发电机接线盒，振动信号采集单元，音频信号采集单元，温度信号采集单元，视频信号采集单元，中央处理单元，电源装置，网络接入装置，光缆和中央监控装置；

电源装置与中央处理单元连接，振动信号采集单元与中央处理单元连接，音频信号采集单元与中央处理单元连接，温度信号采集单元与中央处理单元连接，视频信号采集单元与中央处理单元连接，网络接入装置与中央处理单元连接，中央监控中心，通过电缆与网络接入装置双向联通。

2.如权利要求1所述的风力发电机组状态监测系统，其特征在于，采用低频加速度振动传感器的振动信号采集单元。

3.如权利要求1所述的风力发电机组状态监测系统，其特征在于，中央处理单元还包括嵌入式数据采集单元，就地信息存储单元，语音交互终端，视频压缩单元，摄影机姿态控制单元和智能处理器；

嵌入式数据采集单元与振动信号采集单元，音频信号采集单元，温度信号采集单元连接，就地信息存储单元与智能处理器连接，语音交互终端与智能处理器连接，视频压缩单元与视频信号采集单元和智能处理器连接，摄影机姿态控制单元与智能处理器连接。

4.如权利要求1所述的风力发电机组状态监测系统，其特征在于，采用H.264视频压缩的视频压缩单元；采用UPS不间断电源的电源装置；采用TCP/IP网络的数字视频监控的中央监控中心。

5.如权利要求1所述的风力发电机组状态监测系统，其特征在于，智能处理还包括：基板、频率转换器、连接器以及信号链路；频率转换器、连接器及信号链路设置与基板上。

6.如权利要求5所述的风力发电机组状态监测系统，其特征在于，设置多个频率转换器，信号链路包括至少二层链路，第一层链路用于连接连接器的第 一接口，第二层链路包括第二通孔及第三通孔，用于配置在其中装有各连接器的各区域上并经由各子信号链路连接于第二通孔。

7.如权利要求1所述的风力发电机组状态监测系统，其特征在于，振动信号采集单元包括：增敏机构，固定至操作臂，包括传递并放大长水口保护套管的振动信号的弹片；传感器，用于检测经由弹片放大的振动信号；以及屏蔽罩，罩在传感器上，用于保护传感器。

8.如权利要求7所述的风力发电机组状态监测系统，其特征在于，振动信号采集单元还包括：转速传感器通过整形电路连接数字逻辑单元，加速度传感器通过可编程增益放大器连接抗混叠滤波器，数模转换器连接数字逻辑单元。