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风电机组传动系统网络化状态监测与故障诊断系统设计

发布时间:2019-07-22 20:45
【摘要】:针对现有风电机组监测系统无法对其传动系统早期故障进行有效诊断的问题,研发了一套基于B/S和C/S混合架构的风电机组传动系统网络化状态监测与故障诊断系统。根据应用需求设计了风电机组传动系统状态监测和故障诊断系统、整体框架和功能模块;结合数据采集设备,基于.ENT和SQL Server平台研发了风电机组传动系统状态监测和故障诊断系统,包括网络化数据采集、远程状态监测、信号分析、故障诊断和数据库服务器等模块。该系统成功应用于某风场风电机组传动系统状态监测和故障诊断。
【图文】:

图3数据采集模块流程图Fig.3Flowchartofdatacollectionmodule2.3信号分析模块


2系统主要功能研发2.1数据采集模块数据采集模块通过有线以太网、3G无线网或GPRS方式将采集到的数据传输至数据库服务器或监测分析诊断模块。数据采集模块根据设置的数据库服务器IP及数据库名称,从中读取采样通道、采样频率、采样长度等采集参数,对采集设备进行参数设置;同时负责将满足采样间隔的样本数据或异常数据保存至数据库服务器端。数据采集的流程图如图3所示。2.2状态监测模块状态监测模块主要通过阈值分析和趋势分析实现。阈值分析是对能够表征风机状态的特征量设置预警阈值和告警阈值,当实测值超出预警值或告警值时以告警日志形式和声音报警形式及时给予报警;实时数据采集中一旦数据触发报警值,将会保存至数据库,进而通过信号分析模块分析预警或告警原因。趋势分析是对测量点幅值构成的观测曲线的斜率进行判别分析,实质是通过曲线斜率的大小来预计未来观测曲线的变化趋势,如果测量曲线的斜率过大,系统测量值则有可能在未来的某个时刻超出正常范围。阈值报警流程如图4所示。图3数据采集模块流程图Fig.3Flowchartofdatacollectionmodule图4阈值报警流程图Fig.4Flowchartofmonitoringthresholdalarm2.3信号分析模块信号分析模块包括信号预处理、时域/频谱分析、图谱分析等子模块,如图5所示。信号预处理可通过去趋势项、去奇异值、降噪滤波等方法,剔除原始信号中异常信息,降低噪声的干扰和影响。时域分析、频谱分析是最常用的信号分析方法,,计算得到的时域特征量能够最直接地反映信号的振动特性,频域特征量是对单一时域分析的进一步补充。图谱分析采用多种信号分析方法,以图像

图4阈值报警流程图Fig.4Flowchartofmonitoringthresholdalarm


示。2.2状态监测模块状态监测模块主要通过阈值分析和趋势分析实现。阈值分析是对能够表征风机状态的特征量设置预警阈值和告警阈值,当实测值超出预警值或告警值时以告警日志形式和声音报警形式及时给予报警;实时数据采集中一旦数据触发报警值,将会保存至数据库,进而通过信号分析模块分析预警或告警原因。趋势分析是对测量点幅值构成的观测曲线的斜率进行判别分析,实质是通过曲线斜率的大小来预计未来观测曲线的变化趋势,如果测量曲线的斜率过大,系统测量值则有可能在未来的某个时刻超出正常范围。阈值报警流程如图4所示。图3数据采集模块流程图Fig.3Flowchartofdatacollectionmodule图4阈值报警流程图Fig.4Flowchartofmonitoringthresholdalarm2.3信号分析模块信号分析模块包括信号预处理、时域/频谱分析、图谱分析等子模块,如图5所示。信号预处理可通过去趋势项、去奇异值、降噪滤波等方法,剔除原始信号中异常信息,降低噪声的干扰和影响。时域分析、频谱分析是最常用的信号分析方法,计算得到的时域特征量能够最直接地反映信号的振动特性,频域特征量是对单一时域分析的进一步补充。图谱分析采用多种信号分析方法,以图像的形式形象地描述信号中蕴含的风电机组状态信息,如通过轴心轨迹的形状判断转子故障类型,通过色谱图观察振动幅值随时间、频率或转速之间的变化关系等。39第1期马婧华,等:风电机组传动系统网络化状态监测与故障诊断系统设计
【作者单位】: 重庆大学机械传动国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51275546)~~
【分类号】:TM315

【共引文献】

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本文编号:2517886

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