一种风电机组齿轮箱异常状态预警系统及方法与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电机组齿轮箱异常状态预警系统及方法。


背景技术：

2.风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，其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，通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。根据机组的总体布置要求，有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴与齿轮箱合为一体，也有将大轴与齿轮箱分别布置，其间利用胀紧套装置或联轴节连接的结构。
3.齿轮箱中的润滑十分重要，当齿轮箱长期处于润滑不良状态下运行，会加快齿轮箱齿面及轴承点蚀、磨损，严重时会造成齿轮箱抱死损坏，对齿轮箱损坏存在一定安全隐患，而润滑油压的高低可直接反应润滑回路的流体阻力大小，进而测定过滤器滤芯的堵塞程度，是提前预知齿轮箱润滑回路缺陷的重要手段，而且对齿轮箱内部缺陷也能做到早发现、早处理，实时监测齿轮箱运行健康水平，确保机组大部件齿轮箱安全稳定运行，因此提高齿轮箱润滑油压监测准确度尤为重要，所以我们提出了一种风电机组齿轮箱异常状态预警系统及方法，用以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种风电机组齿轮箱异常状态预警系统及方法，解决了现有技术中当齿轮箱长期处于润滑不良状态下运行，会加快齿轮箱齿面及轴承点蚀、磨损，严重时会造成齿轮箱抱死损坏，对齿轮箱损坏存在一定安全隐患的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种风电机组齿轮箱异常状态预警系统及方法，通过恢复入口压力传感器接线及增加0-100bar压力传感器配置文件，具体操作包含以下几点步骤：
7.步骤一：调整接线，将机组24v电源断开，机舱柜内端子排口上端的线缆与上端线缆进行互换；
8.步骤二：合上机组24v电源，做齿轮箱油泵测试，通过scada监控系统远程确认入口压力传感器显示数值；
9.步骤三：更新预警系统的程序文件。
10.优选的，更新程序文件包含以下几点步骤：
11.a.将机组切换至维护状态，并将plc电源断开，取出plc中的cf卡，通过读卡器连接至手提电脑；
12.b.在手提电脑桌面建立以该机组命名的文件夹，备份cf卡中指定文件至该新建文件夹；
13.c.使用联合动力研发组提供的指定文件替换原来的文件；
14.d.将cf卡重新插入plc中，将plc上电，启机恢复运行；
15.e.通过scada监控系统远程确认入口压力传感器显示数值。
16.优选的，齿轮箱油泵工作原理为：齿轮泵是用两个齿轮互啮转动，对介质要求不高，压力在6mpa以下，流量较大，齿轮油泵在泵体中装有一对回转齿轮，分为主动回转齿轮与被动回转齿轮，两齿轮的相互啮合，泵内的整个工作腔分两个独立的部分，分为吸入腔与排出腔。
17.优选的，齿轮箱出现异常高温现象，是由于风力发电规组长时间出力过高或者是风力发电机组本身散热系统工作不正常等因素造成，检查齿轮箱在运行时，是否有异常；
18.当齿轮箱存在异常时，停止风力发电机组的运行，通过齿轮箱本体的各个观测孔，检查齿轮箱各个齿面、轴承情况各传动零部件有无卡滞现象，前后连接接头是否松动；
19.其次，风力发电机组长时间运行时，机舱内散热性能较差，从而造成齿轮箱油温度上升较快，改善机舱内部散热，加装齿轮箱润滑油品外循环系统。
20.优选的，齿轮箱油位的监测，控制磁电位置开关，可以避免油槽内扰动而引起开关的误动作，设定一个浮动开关点，避免由于润滑油品随温度而改变引起油品的粘度和体积波动，不会导致油位开关误动作。
21.优选的，风力发电机组长时间停机时：
22.齿轮箱加热元件不能完全加热润滑油品，造成润滑油品粘度变大，当风力发电机组启动，齿轮泵工作时，电机过负荷，出现该类故障后应使机组处于待机状态，逐步加热齿轮油至正常值后再启动风力发电机组，避免由于强制启动风力发电机组时，齿轮油粘度较大造成润滑不良，而损坏啮合齿面或轴承等传动部件，齿轮油泵电机输出轴油封老化，导致齿轮油品进入接线端子盒，造成端子接触不良，三相电流不平衡，出现齿轮油泵过载故障，更严重的情况是齿轮油品会大量进入齿轮油泵电机绕组，破坏绕组气隙，造成齿轮油泵过载。
23.优选的，齿轮油泵在运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当齿轮从啮合到脱开时在吸入侧就形成局部真空，液体被吸入，被吸入的液体充满齿轮的各人齿谷而带到排出侧，齿轮进入啮合时液体被挤出，形成高压液体并经泵排出口排出泵外。
24.优选的，风力发电机组显示齿油位低时，及时登机检查齿轮箱及润滑管路是否渗漏，油位开关工作是否正常，接线是否有松动，出现渗漏，应当及时进行处理；
25.优选的，当油温较高时，润滑油在齿轮箱外设管路循环时，造成齿轮箱本体内油位下降，补加适量润滑油品，但不能补加过量，过量地补加润滑油品会造成润滑油从高速输出轴或其它部位渗漏。
26.优选的，当检查齿轮箱正常时，检查润滑油供应是否充分，特别是在各主要润滑点处，必须要有足够的油液润滑和冷却，同时进行油品分析，油品是否变质及时更换润滑油品。
27.本发明至少具备以下有益效果：
28.本发明一种风电机组齿轮箱异常状态预警系统及方法通过风电机组运行数据分析发现联合动力1.5mw机组齿轮箱润滑油滤网入口压力传感器存在监测异常，具体问题一是敏泰润滑系统入口压力传感器选型错误，正常量程为0-16bar,其实际安装为0-100bar；二是齿轮箱入口压力传感器接线错误，与图纸接线不符，接入至出口压力传感器位置，本发
明中的系统在使用之后联合动力1.5mw机组齿轮箱润滑油压监测显示已恢复正常，使得现场运行监盘人员能够实时掌握齿轮箱润滑压力，及时发现异常机组，同时也可通过数据分析等手段提前预知齿轮箱润滑回路缺陷，确保机组齿轮箱安全稳定运行。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明的调整后的接线示意图。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.实施例一
33.参照图1，通过恢复入口压力传感器接线及增加0-100bar压力传感器配置文件，具体操作包含以下几点步骤：
34.步骤一：调整接线，将机组24v电源断开，机舱柜内端子排口上端的线缆与上端线缆进行互换；
35.步骤二：合上机组24v电源，做齿轮箱油泵测试，通过scada监控系统远程确认入口压力传感器显示数值；
36.步骤三：更新预警系统的程序文件。
37.实施例二
38.参照图1，更新程序文件包含以下几点步骤：
39.a.将机组切换至维护状态，并将plc电源断开，取出plc中的cf卡，通过读卡器连接至手提电脑；
40.b.在手提电脑桌面建立以该机组命名的文件夹，备份cf卡中指定文件至该新建文件夹；
41.c.使用联合动力研发组提供的指定文件替换原来的文件；
42.d.将cf卡重新插入plc中，将plc上电，启机恢复运行；
43.e.通过scada监控系统远程确认入口压力传感器显示数值。
44.实施例三
45.参照图1，齿轮箱油泵工作原理为：齿轮泵是用两个齿轮互啮转动，对介质要求不高，压力在6mpa以下，流量较大，齿轮油泵在泵体中装有一对回转齿轮，分为主动回转齿轮与被动回转齿轮，两齿轮的相互啮合，泵内的整个工作腔分两个独立的部分，分为吸入腔与排出腔。
46.实施例四
47.参照图1，齿轮箱出现异常高温现象，是由于风力发电规组长时间出力过高或者是风力发电机组本身散热系统工作不正常等因素造成，检查齿轮箱在运行时，是否有异常；
48.当齿轮箱存在异常时，停止风力发电机组的运行，通过齿轮箱本体的各个观测孔，检查齿轮箱各个齿面、轴承情况各传动零部件有无卡滞现象，前后连接接头是否松动；
49.其次，风力发电机组长时间运行时，机舱内散热性能较差，从而造成齿轮箱油温度上升较快，改善机舱内部散热，加装齿轮箱润滑油品外循环系统。
50.实施例五
51.参照图1，齿轮箱油位的监测，控制磁电位置开关，可以避免油槽内扰动而引起开关的误动作，设定一个浮动开关点，避免由于润滑油品随温度而改变引起油品的粘度和体积波动，不会导致油位开关误动作。
52.风力发电机组长时间停机时：
53.齿轮箱加热元件不能完全加热润滑油品，造成润滑油品粘度变大，当风力发电机组启动，齿轮泵工作时，电机过负荷，出现该类故障后应使机组处于待机状态，逐步加热齿轮油至正常值后再启动风力发电机组，避免由于强制启动风力发电机组时，齿轮油粘度较大造成润滑不良，而损坏啮合齿面或轴承等传动部件，齿轮油泵电机输出轴油封老化，导致齿轮油品进入接线端子盒，造成端子接触不良，三相电流不平衡，出现齿轮油泵过载故障，更严重的情况是齿轮油品会大量进入齿轮油泵电机绕组，破坏绕组气隙，造成齿轮油泵过载。
54.齿轮油泵在运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当齿轮从啮合到脱开时在吸入侧就形成局部真空，液体被吸入，被吸入的液体充满齿轮的各人齿谷而带到排出侧，齿轮进入啮合时液体被挤出，形成高压液体并经泵排出口排出泵外。
55.风力发电机组显示齿油位低时，及时登机检查齿轮箱及润滑管路是否渗漏，油位开关工作是否正常，接线是否有松动，出现渗漏，应当及时进行处理；
56.当油温较高时，润滑油在齿轮箱外设管路循环时，造成齿轮箱本体内油位下降，补加适量润滑油品，但不能补加过量，过量地补加润滑油品会造成润滑油从高速输出轴或其它部位渗漏。
57.当检查齿轮箱正常时，检查润滑油供应是否充分，特别是在各主要润滑点处，必须要有足够的油液润滑和冷却，同时进行油品分析，油品是否变质及时更换润滑油品。
58.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：
1.一种风电机组齿轮箱异常状态预警方法，其特征在于，所述通过恢复入口压力传感器接线及增加0-100bar压力传感器配置文件，具体操作包含以下几点步骤：步骤一：调整接线，将机组24v电源断开，机舱柜内端子排口上端的线缆与上端线缆进行互换；步骤二：合上机组24v电源，做齿轮箱油泵测试，通过scada监控系统远程确认入口压力传感器显示数值；步骤三：更新预警系统的程序文件。2.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱异常状态预警系统，其特征在于，所述更新程序文件包含以下几点步骤：步骤一：将机组切换至维护状态，并将plc电源断开，取出plc中的cf卡，通过读卡器连接至手提电脑；步骤二：在手提电脑桌面建立以该机组命名的文件夹，备份cf卡中指定文件至该新建文件夹；步骤三：使用联合动力研发组提供的指定文件替换原来的文件；步骤四：将cf卡重新插入plc中，将plc上电，启机恢复运行；步骤五：通过scada监控系统远程确认入口压力传感器显示数值。3.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱异常状态预警系统，其特征在于，所述齿轮箱油泵工作原理为：齿轮泵是用两个齿轮互啮转动，压力在6mpa以下，流量大，齿轮油泵在泵体中装有一对回转齿轮，分为主动回转齿轮与被动回转齿轮，两齿轮的相互啮合，泵内的整个工作腔分两个独立的部分，分为吸入腔与排出腔。4.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱异常状态预警方法，其特征在于，所述齿轮箱出现异常高温现象，检查齿轮箱在运行时，是否有异常；当齿轮箱存在异常时，停止风力发电机组的运行，通过齿轮箱本体的各个观测孔，检查齿轮箱各个齿面、轴承情况各传动零部件，前后连接接头是否松动。5.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱异常状态预警方法，其特征在于，所述齿轮箱油位的监测，控制磁电位置开关，设定一个浮动开关点。6.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱异常状态预警方法，其特征在于，所述风力发电机组长时间停机时：齿轮箱加热元件不能完全加热润滑油品，造成润滑油品粘度变大，当风力发电机组启动，齿轮泵工作时，电机过负荷，加热齿轮油至正常值后再启动风力发电机组。7.根据权利要求3所述的一种风电机组齿轮箱异常状态预警方法，其特征在于，所述齿轮油泵在运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当齿轮从啮合到脱开时在吸入侧就形成局部真空，液体被吸入，被吸入的液体充满齿轮的各人齿谷而带到排出侧，齿轮进入啮合时液体被挤出，形成高压液体并经泵排出口排出泵外。8.根据权利要求5所述的一种风电机组齿轮箱异常状态预警方法，其特征在于，所述风力发电机组显示齿油位低时，及时登机检查齿轮箱及润滑管路是否渗漏，油位开关工作是否正常，接线是否有松动。9.根据权利要求5所述的一种风电机组齿轮箱异常状态预警方法，其特征在于，当油温较高时，润滑油在齿轮箱外设管路循环时，造成齿轮箱本体内油位下降，补加适量润滑油
品。10.根据权利要求5所述的一种风电机组齿轮箱异常状态预警方法，其特征在于，所述当检查齿轮箱正常时，检查润滑油供应是否充分，同时进行油品分析，油品是否变质及时更换润滑油品。

技术总结
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电机组齿轮箱异常状态预警系统及方法，解决了现有技术中当齿轮箱长期处于润滑不良状态下运行，会加快齿轮箱齿面及轴承点蚀、磨损，严重时会造成齿轮箱抱死损坏，对齿轮箱损坏存在一定安全隐患的问题。一种风电机组齿轮箱异常状态预警系统及方法，包括调整接线，将机组24V电源断开，将机舱柜内端子排口上端的线缆与上端线缆进行互换，合上机组24V电源。本发明中的系统在使用之后联合动力1.5MW机组齿轮箱润滑油压监测显示已恢复正常，使得现场运行监盘人员能够实时掌握齿轮箱润滑压力，及时发现异常机组，同时也可通过数据分析等手段提前预知齿轮箱润滑回路缺陷，确保机组齿轮箱安全稳定运行。定运行。定运行。


技术研发人员：杨兴和 张恩富 陈卫星 李洪亮 荣春杰 甄明 黄修刚 乔健 王跃
受保护的技术使用者：龙源阜新风力发电有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/5/26