一種風電機組齒輪油在線監測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種風電機組齒輪油在線監測裝置，所述裝置包括上位機（12）和下位機（11）；下位機包括微量油泵（1）、油池（2）、數據采集單元（3）、下位機信號發射與接收單元（4）；上位機包括上位機信號發射與接收單元（5）、數據分析單元（6）、控制及顯示單元（7）；其中，風電機組齒輪油通過微量油泵（1）進入所述裝置，并經過數據采集單元（3）后返回。
【專利說明】一種風電機組齒輪油在線監測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及風力發電領域，具體的說，涉及一種風電機組齒輪油在線監測裝置。
【背景技術】
[0002]近些年，我國風電發展迅速，至2012年底全國累計裝機容量達6000萬千瓦。根據世界風能委員會的預測，到2020年全世界電力消耗將有12%來自風力發電。風力發電技術已經成為世界各國的研究熱點，其研究重點在于如何降低風力發電的成本和如何提供可靠、高質量的電能。在日常的運行中，由于風力發電機工作在野外，工作環境非常惡劣，風力發電機組發生故障導致停機，必將帶來巨大的經濟損失。因此，確保可靠穩定的長周期運轉，加強平時主動維護，避免被動維修是最核心的要求。主齒輪箱是雙饋型風電機組的核心部件，其基本功能就是將風力推動葉片所產生的低轉速高扭矩功率，轉化為發電機所需的高轉速低扭矩功率。因此齒輪箱的可靠性往往直接影響了風電機組的發電效率和使用壽命。齒輪箱失效將大大降低發電效率，同時增加整體的維護成本。美國國家可再生能源實驗室最近的一項研究表明，風電機組主齒輪箱的失效大部分都始于軸承，而且隨著風電機組功率的不斷增大，這個情況越來越明顯。軸承壽命的影響因素眾多，除了設計、材料、加工等方面外，潤滑油品的質量控制(包括理化性質和雜質含量)也是一個非常關鍵的因素。風電機組主齒輪箱的潤滑和磨損狀態信息會在其所使用的潤滑油品中以各種指標的變化反映出來,這如同人體身體狀況會通過血液中病理指標反映出來一樣，我們可以通過對血液的化驗來對人體內部病患進行診斷，同樣，對于風電設備也可通過對風電設備在用潤滑油油質狀況、油中磨損金屬顆粒和污染雜質顆粒等項目的跟蹤監測分析，來獲得有關潤滑油狀態與設備潤滑和磨損狀態的各種信息。
[0003]風電機組因其設備昂貴，工作環境惡劣、地點偏遠，設備的高度較高，維修保養工作十分不便，當發生潤滑故障，風電場必需支付設備調配、能源生產損失、部件更換等高額費用。因此，確保可靠穩定的長周期運轉，加強平時主動維護，避免被動維修是最核心的要求。對風電機組的潤滑磨損狀態進行監測，并在此基礎上開展視情維護對風電廠的長期效益有著非常積極的作用。
[0004]目前國內針對風機齒輪油的監測，主要靠就地取樣、離線檢測分析來獲取風機齒輪油的相關信息。檢測指標主要包括齒輪油黏度、水分以及油中的磨損顆粒，綜合這些信息，來判斷齒輪的磨損狀況。
[0005]現有的齒輪油取樣分析技術最大的缺點就在于就地取樣的困難。風電場通常位置偏遠，環境惡劣，每臺機組之間相距又較遠，每次取樣都會給工作人員帶來較大的困難和危險性。
實用新型內容
[0006]本實用新型的一個目的在于提供一種風電機組齒輪油在線監測裝置。[0007]為達上述目的，一方面，本實用新型提供了一種風電機組齒輪油在線監測裝置，所述裝置包括上位機12和下位機11 ;下位機包括順序連接的微量油泵1、油池2和數據采集單元3，數據采集單元3與下位機信號發射與接收單元4電連接；上位機包括相互連接的上位機信號發射與接收單元5、數據分析單元6、控制及顯示單元7 ;其中，風電機組齒輪油箱10與微量油泵I連接，風電機組齒輪油箱10內的齒輪油通過微量油泵I進入所述裝置，并經過數據采集單元3后返回。
[0008]根據本實用新型的【具體實施方式】，本實用新型優選所述數據采集單元包括溫度傳感器31、黏度傳感器32和鐵譜探頭33。
[0009]根據本實用新型的【具體實施方式】，本實用新型優選所述溫度傳感器31、黏度傳感器32和鐵譜探頭33為并列設置。
[0010]本實用新型的裝置可以按照如下步驟進行工作:
[0011]如圖1所示，齒輪油通過微量油泵I的作用，進入監測裝置3 ;油池2起緩解進油壓力的作用，避免對后續的傳感器造成沖擊；油樣分別進入溫度傳感器31、黏度傳感器32和在線鐵譜探頭33，完成數據的采集；數據通過下位機信號發射和接收單元4經無線網絡傳輸至上位機信號發射和接收單元5 ;數據分析單元6對接收到數據進行分析、計算，并最終在顯示及控制單元7上顯示出來。本裝置將油液在線檢測和數據分析顯示分開，可實現一臺上位機對多臺下位機，即多臺風電機組齒輪油的在線監測。
[0012]綜上所述，本實用新型提供了一種風電機組齒輪油在線監測裝置。本實用新型的裝置具有如下優點:
[0013](I)本實用新型通過設計一套風電機組齒輪油在線監測裝置，可以實現對齒輪油油質狀況和磨損顆粒信息等的實時監測，從而對齒輪磨損狀況進行預判，通過在線監測解決了常規風機齒輪油離線檢測取樣困難的缺點；
[0014](2)同時本實用新型還將油液在線檢測和數據分析顯示分開，可實現一臺上位機對多臺下位機，即多臺風電機組齒輪油的在線監測，降低了風電場的整體監測成本；
[0015](3)監測裝置長時間運行后，傳感器會發生污染，對數據的可靠性造成影響，本實用新型增加了各傳感器的沖洗裝置，可以有效消除這種不利影響；
[0016](4)齒輪油粘度與油樣溫度息息相關，本實用新型增加了溫度傳感器，可以檢測到當前溫度下的油樣粘度，并將其換算成40°C下的粘度，以便于對油樣粘度的變化趨勢做出判斷，現有技術缺少必要的溫度檢測，難以做到油樣粘度的準確監測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例1的監測裝置示意圖，其中I為微量油泵；2為油池；3為溫度傳感器；4為黏度傳感器；5為鐵譜探頭；6為下位機信號發射和接收單元；7為上位機信號發射和接收單元；8為數據分析單元；9為顯示及控制單元；10為齒輪油箱。
【具體實施方式】
[0018]以下通過具體實施例詳細說明本實用新型的實施過程和產生的有益效果，旨在幫助閱讀者更好地理解本實用新型的實質和特點，不作為對本案可實施范圍的限定。
[0019]實施例1[0020]1、在上位機12顯示及控制單元7上，選擇好需要進行油液監測操作的下位機11 ；
[0021]2、上位機12顯示及控制單元7發出“開始檢測”指令，通過無線網絡傳輸至下位機11，下位機11接收到指令后，啟動微量油泵1，同時溫度傳感器31、黏度傳感器32和鐵譜探頭33，其中溫度傳感器31、黏度傳感器32和鐵譜探頭33為并列(并聯)設置，各支路電磁閥處于開啟狀態，風電機組齒輪油箱10內的齒輪油經過微量油泵I和油池2后對系統進行沖洗，保證各傳感器及探頭的清潔，每次至少沖洗10分鐘后，再進行下一步操作；
[0022]3、從上位機12上點擊“數據采集”按鈕，下位機11接收到指令后，停微量油泵1，同時關閉各支路電磁閥，并于5分鐘后，溫度傳感器31、黏度傳感器32、鐵譜探頭33分別進行數據采集工作；
[0023]4、各傳感器完成數據采集工作后，通過下位機信號發射和接收單元4經無線網絡傳輸至上位機信號發射和接收單元5，數據分析單元6對接收到的數據進行分析、計算。由于齒輪油黏度變化與溫度密切相關，將不同溫度條件下的齒輪油黏度進行比較沒有實際意義，根據GB/T256-88，數據分析單元對測得的黏度進行溫度校正。同時，數據分析單元還將鐵譜探頭傳輸過來的數據進行處理，將采集到的固體顆粒尺寸、含量即時顯示出來，并與歷史數據進行比較；
[0024]5、當采集到的黏度、鐵譜數據與歷史值發生較大幅度變化時，報警裝置發生報警，提醒操作人員對風機齒輪油數據進行關注、分析。
【權利要求】
1.一種風電機組齒輪油在線監測裝置，其特征在于，所述裝置包括上位機(12)和下位機(11);下位機包括順序連接的微量油泵(I)、油池(2)和數據采集單元(3)、數據采集單元(3)與下位機信號發射與接收單元(4)電連接；上位機包括相互連接的上位機信號發射與接收單元(5)、數據分析單元(6)、控制及顯示單元(7);其中，風電機組齒輪油箱(10)與微量油泵(I)連接，風電機組齒輪油箱(10 )內的齒輪油通過微量油泵(I)進入所述裝置，并經過數據采集單元(3)后返回。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述數據采集單元(3)包括溫度傳感器(31)、黏度傳感器(32 )和鐵譜探頭(33 )。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述溫度傳感器(31)、黏度傳感器(32)和鐵譜探頭(33)為并列設置。
【文檔編號】G01N15/00GK203519461SQ201320686601
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月1日 優先權日:2013年11月1日
【發明者】余安國, 王應高, 李志成 申請人:國家電網公司, 華北電力科學研究院有限責任公司