[发明专利]一种风电机组在线监测系统和监测方法

说明书

一种风电机组在线监测系统，包括现场声音传感器，声音分析装置，红外监测装置，红外分析装置，控制装置，报警装置；声音传感器与声音分析装置连接，声音分析装置与控制装置连接；红外监测装置与红外分析装置连接，红外分析装置与控制装置连接；控制装置与报警装置连接；其中声音传感器固定设置在风电机组的转动主轴附近，红外监测装置的红外成像仪可以在机舱内轴向移动。还公开一种监测方法。本发明的系统和方法能够对风电机组传动链的健康状态实现实时在线监测和精确检测，具有操作简便、分析直观等优点。

技术领域

本发明涉及一种风电机组在线监测系统和监测方法，特别是涉及通过声和热两个方面对风电机组进行监测的系统和方法。

技术背景

对于风电机组来说，故障发生后如果不能及时发现并排除，随着风电机组的运行，传动链上的主轴承、齿轮箱和发电机等零部件会逐渐疲劳，直至发生断裂等重大事故，因此必须对风电机组进行故障监测。

目前常见的故障检测方法主要是对风电机组的振动进行分析，需要专业的信号处理知识，对现场运行维护人员来说操作复杂，培训难度大，接受比较困难。本发明对风电机组现场声音和热两方面进行检测，从而能够直观的发现风电机组的疲劳和故障情况，方便现场运行维护人员对风电机组的状态进行把控。此外，本发明检测系统和方法不需爬塔，降低了劳动强度，可以远程进行故障精确定位。

中国专利CN108414898A公开了一种风电场设备带电检测的状态试验方法，包括：(1)带电检测：通过仪器收集数据，实施超声局部放电检测和紫外成像检测相结合的带电检测，监测风电场设备的运行状态，进行故障的检测以及预防；(2)构建决策系统状态检修：收集和分析设备的运行数据，对设备开展状态评价工作，从而确定设备是否需要检修以及确定检修的项目；(3)建立设备预试检修优化方案：通过风电场设备状态检修，结合设备带电检测的实施，依据风电场设备状态评价细则对设备进行状态评价，制定定制的检修策略。该专利能够实现对风电机组的带电检测，从而在不停机情况下实时检测风电机组的工作状况。但是该专利依然存在着检测复杂的问题。

中国专利CN207965086U公开了一种风力发电机组检测系统，该系统包括：在线检测装置、离线检测装置以及服务器，其中，所述在线检测装置与所述服务器连接，用于对所述风力发电机组进行实时检测，并发送在线检测结果至所述服务器；所述服务器用于记录所述风力发电机组的运行时间和运行状态；所述离线检测装置与所述服务器连接，用于根据所述风力发电机组的运行时间和运行状态对所述风力发电机组进行检测，并发送离线检测结果至所述服务器。该风力发电机组检测系统无法方便现场运行维护人员的操作。

发明内容

本发明的风电机组在线监测系统，包括现场声音传感器，声音分析装置，红外监测装置，红外分析装置，控制装置，报警装置；声音传感器与声音分析装置连接，声音分析装置与控制装置连接；红外监测装置与红外分析装置连接，红外分析装置与控制装置连接；控制装置与报警装置连接；其中声音传感器固定设置在风电机组的转动主轴附近，红外监测装置的红外成像仪可以在机舱内轴向移动。

声音传感器采集现场声音，获取声音频率信号；声音分析装置根据声音信号的频率，获得声音信号的频率分布情况，判断故障部件。

其中控制装置包括有阈值设定模块、触发模块，阈值设定模块接受阈值设定值，触发模块根据阈值设定模块的阈值设定值决定触发模块的输出。

其中红外监测装置包括红外成像仪和移动装置，其中移动装置由链轮和孔组成，红外成像仪与链轮、电机固联，组成移动台；孔设置在机舱的导轨上；电机运动带动链轮旋转，链轮与孔啮合，带动固定红外成像仪的移动台运动，移动台上的红外成像仪从而能够受驱动做往复运动。

其中控制模块还包括计算模块，计算模块接受声音分析装置的数据并将声音分析装置传送的数据进行归一化处理，获得单一向量值；控制模块中还设置有比较模块，比较模块将计算模块获得的单一向量值与阈值设定模块接受的阈值设定值进行比较，比较模块与触发模块连接，并将比较模块的比较值输入到触发模块。