振动分析在风电机械设备故障诊断中的研究

发布时间：2021-11-25 13:41

　　2006年以来,在国家扶持下,风电发展迅速。据国家能源局统计,经过十多年的快速发展,中国风力发电并网机组数量居世界首位。但我国风电各方面的检测技术都处在不成熟的阶段,现场中采用计划检修和修复性检修。计划检修采取定期维修的形式,无法完全掌控风机状态。修复性维修因为故障的突发性,导致我们无法做好充分的准备,维修消耗的时间太长,同时造成的风电设备继发性毁坏,往往继发性毁坏导致的损伤情况更加严重,风电设备维修的现状对设备状态检测的提出了巨大的要求。本文将振动检测分析技术在机电设备上的应用引入到新能源风力发电机组上,并根据风力发电机组中特有的运行环境提出专门的振动分析解决方法。通过研究风机的机械结构和运行特征,计算出风力发电机组各部件的正常运行的频率和故障发生时的频率,现场采集频率信号,转换为频域信号,进行分析,判断出风力发电机组当前的运转状态及即将发生的故障种类、严重程度,并对故障进行定位,分析其产生原因及趋势,预测设备可安全运行的期间,确定该设备下一步需要进行维护的时间和方式。定时追踪风力发电设备的振动监测信号,根据运转状态进行预知维修,转变维修体制。随着振动分析在风机设备状态检测中深入发展... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１中国风电装机容量??通过改变能源发展方式和调整能源产业结构实现可持续发展成为?

?＃＇??图１－２风力发电机组故障统计??通过在风场中统计大量的风机故障，见图１－２，发现风电机组中的变桨??控制系统、电气控制系统故障的次数占停机总次数的７４．９％：发电机变速箱??等风力发电机组主要部件的故障占总停机次数的１８．１％，其所占停机次数不??到五分之一，但所导致的停机时间占总停机时间的７０．８％［７］。??鉴于以上的数据分析，发电机、主轴承和齿轮箱的维修成本占风机后期??运维成本的大部分，因此产生了针对这些主要机械部件的监测的必要性和急??切性。风机设备的故障监测和预防式的维护是节省风电机组运行维护投入的??主要方式［８］。举个实际例子：如果齿轮箱发生早期故障，并及时发现，在机??舱内更换故障轴承，齿轮等维修费用不到１０万元；但是若故障扩大，很容易??２??

甚至因为备件的生产和采购周期过长导致停机达到半年以上，严重影响??发电厂的经济效益。三种维修在风力发电机组中的维修影响程度及对比，如??图１－３所示。??Ｉ?丨?＿？??（ａ＞事§维修?（ｂ）计划维修?（ｃ）状态维修??图１－３三种维修的对比??通过本文将振动分析技术引入到对风力发电机组设备的检测和故障处理??中，采集风电机组振动信号，进行振动分析，了解其运行状态，进行预知维??修，实现维修体制和方式的转变，对风力发电机组的稳定健康运行和风电场??的可持续发展具有重大现实意义：??１．

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于振动分析的风力发电故障检测系统设计[J]. 余和青,梁明,马芳.  科技与企业. 2015(06)
[2]基于信息熵距的旋转机械振动故障诊断方法[J]. 陈非,黄树红,张燕平,申弢,高伟.  振动、测试与诊断. 2008(01)
[3]基于连续小波变换的信号检测技术与故障诊断[J]. 林京,屈梁生.  机械工程学报. 2000(12)

博士论文
[1]故障诊断中信息熵特征提取及融合方法研究[D]. 谢平.燕山大学 2006

硕士论文
[1]风电机组的在线振动监测分析与可视化研究[D]. 高夺.华北电力大学 2016
[2]滚动轴承振动分析及故障诊断系统的研究[D]. 齐鹏翔.北京交通大学 2013
[3]风电机组齿轮箱在线振动监测系统的开发[D]. 彭国华.南京航空航天大学 2013
[4]风电机组状态监测及其可视化[D]. 张猛.华北电力大学 2012
[5]振动信号的测试与分析及其软件系统的开发[D]. 郭月强.北京工业大学 2002



本文编号：3518256