风力发电机组齿轮箱监控设施

风力发电机组的测温测振监测装置的研究与应用摘要：在清洁能源领域中，风力发电是一个十分重要的内容。

不过虽然近年来风电装备快速发展，但是始终没有建立有效的监测诊断方法。

随着技术水平的进步，风力发电机无论是规模还是装机容量上都实现了很大的扩展，但是基于测温测振监测的风力发电机在线诊断系统，却存在较大的空缺。

由于事故的频繁发生和运行维护费用的增加，对风电经济效益造成了很大的影响。

所以，应在明确风力发电机发展现状的基础上，分析其故障特点及诊断难点，进而提出风力发电机状态测温测振监测和故障诊断技术，为风电事业的发展提供保障。

关键词：风力发电机；状态监测；故障诊断技术；研究进展Abstract: In the field of clean energy, wind power generation is a very important content. But although in recent years Wind power equipment has developed rapidly, but no effective monitoring and diagnosis method has been established. With the technical level of the Progress, wind turbines have been greatly expanded in both scale and installed capacity, but based on vibration There is a large vacancy in the wind turbine online diagnosis system of dynamic monitoring. Due to the frequent occurrence of accidents and the The increase of operation and maintenance costs has had a great impact on the economic benefits of wind power. Therefore, it should be in the clear wind force Based on the development status of the generator, the fault characteristics and diagnostic difficulties are analyzed, and then the wind turbine shape is proposed State temperature measurement and fault diagnosis technology provide guarantee for the development of wind power industry.Key words: wind turbine; status monitoring; fault diagnosis technology; research progress前言：世界各国都面临着日益严峻的环境污染和能源危机问题，在这样的背景下，发展清洁能源、绿色能源、可再生能源已经刻不容缓风力发电是我国重点发展的清洁能源产业，为我国提供了丰富的清洁能源。

风电场主要设备介绍及其基本理论1 风力发电机的类型风力发电机多种多样，归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。

1.1水平轴风力发电机水平轴风力发电机可分为升力型和阻力型两类。

升力型风力发电机旋转速度快，阻力型旋转速度慢。

对于风力发电，多采用升力型水平轴风力发电机。

大多数水平轴风力发电机具有对风装置，能随风向改变而转动。

对于小型风力发电机，这种对风装置采用尾舵，而对于大型的风力发电机，则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。

风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机，风轮在塔架后面的则称为下风向风机。

水平轴风力发电机的式样很多，有的具有反转叶片的风轮，有的在一个塔架上安装多个风轮，以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本，还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡，集中气流，增加气流速度。

1.2垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。

利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有纯阻力装置的风轮；S型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。

这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。

达里厄式风轮是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。

在20世纪70年代，加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究，现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。

达里厄式风轮是一种升力装置，弯曲叶片的剖面是翼型，它的启动力矩低，但尖速比可以很高，对于给定的风轮重量和成本，有较高的功率输出。

现在有多种达里厄式风力发电机，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。

这些风轮可以设计成单叶片，双叶片，三叶片或者多叶片。

其他形式的垂直轴风力发电机有马格努斯效应风轮，它由自旋的圆柱体组成，当它在气流中工作时，产生的移动力是由于马格努斯效应引起的，其大小与风速成正比。

防止风力发电生产重大事故的六项重点要求目录一、防止人身伤亡事故措施细则 (2)二、防止风力发电机组火灾事故措施 (10)三、防止风力发电机组倒塔事故措施 (13)四、防止风力发电机组轮毂（桨叶）脱落事故措施 (16)五、防止风力发电机组叶轮（叶片和轮毂）飞车事故措施 (17)六、防止全场停电的反事故措施 (19)一、防止人身伤亡事故措施细则1.1 范围本细则根据原国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（2000年版）和《中国大唐集团公司防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施导则》制定，在中国大唐集团新能源有限责任公司实施，新能源公司各单位均应遵守和执行本细则。

1.2 总体要求1.2.l 工作或作业场所的各项安全措施必须符合《电业安全工作规程》和《电力建设安全工作规程》(DL5009.1－92)中有关要求。

1.2.2 领导干部应重视人身安全，认真履行自己安全职责。

认真掌握各种作业的安全措施和要求，并模范地遵守安全规程制度。

做到敢抓敢管，严格要求工作人员认真执行安全规程制度，严格劳动纪律，并经常深入现场检查，发现问题及时整改。

管理人员和各岗位工人等人员也必须认真履行各自的安全职责，做到“三不伤害”。

1.2.3 坚持设备治理、技术改进和加强管理相结合。

不断完善安全生产规程制度的依据并严格执行，消除管理盲区，落实安全职责，严格安全考核，狠抓习惯性违章。

1.2.4 加强对各种承包工程的安全管理，资质审核，反对对工程项目进行层层转包，明确安全责任，做到严格管理，安全措施完善，并根据有关规定严格考核。

1.2.5 在防止触电、高空坠落、机械伤害和交通事故等类人身伤害事故方面，应认真贯彻安全组织措施和技术措施，并配备经国家或省、部级质检机构检测合格的、可靠性高的安全工器具和防护用品。

完善设备的安全防护设施。

从措施上、装备上为安全作业创造可靠的条件。

淘汰不合格的工器具和防护用品，以提高作业的安全水平。

风力发电机组状态监测系统设计与应用江苏龙源风力发电有限公司地区：江苏南通江苏；226000甘肃龙源风力发电有限公司地区：甘肃玉门甘肃：735200摘要：随着现代社会的快速发展，科学技术水平已经有了较大程度的提高，对新能源的利用需求也是日益的增多，这就需要不断加大对这些新能源的综合利用力度，对于那些可再生的新能源要充分利用其优异的应用特点，更好地适应现代社会的经济发展应用需求。

大型风力发电设备机组运行状态自动监测管理系统的出现和在实际工业生产过程中的广泛应用，不仅有利于对发电机组日常检修设备费用的有效节约，还可以为保证机组的正常运行提供一个更加可靠的技术保证。

基于结合上述情况，做好对大型风力发电设备机组运行状态自动监测管理系统的整体结构设计验证工作刻不容缓，本文主要针对其状态监测管理系统的结构设计和实际应用情况进行较为详细的描述，结合实际情况，进行了进一步的设计验证，有助于我们构建一个健康绿色环保的工业生产流程。

关键词：风力发电机；风力状态变化监测；系统；结构设计以及应用随着人类经济社会的不断进步发展，人们对自然资源的使用率也在增大，导致了目前全球性的能源危机日益严重，寻找可持续的能源和利用新型能源至关重要，这也是目前人们所关心的一个问题。

可再生的能源相对其它能源还是具有较多的优点，比如一些可再生资源可以重复使用，清洁性比较高等。

现阶段，对于可以使用风能的风力发电机组已经受到了许多发达国家的关注。

虽然目前我国在对于使用一些风力发电机组的相关技术有了较大的发展，但是由于风力发电机组主要还是安装在一些偏远地区或者环境恶劣的地方，所以就难免会因此发生很多的故障，而且位置偏僻造成一些故障维修困难，从而就可能会因此产生很高的故障维修费用。

一、风力发电机组状态监测系统设计1.1风力发电机组状态监测系统设计的功能风力发电机组的状态监测系统由多台安装在风力发电机组的视频监控摄像头、振动、声音、温度等信号采集装置及监控处理装置组成，远程监控中心通过网络光纤与机组监控单元进行数据交换，对状态信息进行存储与深入诊断。

风力发电机组齿轮箱的维护与监测风能做为一种清洁能源，越来越受到人们的重视，同时风力发电场建成周期短，在我国特别是近些年，风能的利用有了突飞猛进的发展。

由于风电特有的间歇性和波动性，一般来说风力发电机组都安装在高山，荒野，海滩等大风地带，受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，所以对于一个风场而言，如何降低发电成本，提高风电机组的可利用率，延长机组的使用寿命成为一个刻不容缓的问题。

风力发电机组中齿轮箱是一个重要的机械部件，其主要功能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需求的转速，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。

齿轮箱安装在塔顶的狭小空间里，一旦出现故障修复非常困难，我风厂的齿轮箱因故障损坏了三次，对发电量都有一定的影响，因为是老型号，有的工厂根本不生产，备件去维修就要停机几个月的时间，影响了风电量。

所以对齿轮箱的可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求，例如对构件材料的要求，除了常规状态下机械性能外，还应该具有低温平稳工作，防止振动和冲击，保证充分的润滑条件等。

因此加强齿轮箱的研究，重视对其进行维护保养的工作，显得尤其重要。

1总体结构我厂使用的齿轮箱来自两个不同的生产厂家，分别是芬兰VALMET和BROOX-HANSEN,让我们来共同探讨一下齿轮箱的总体结构：1.1齿轮箱：当电机以同步速度转动时(即50HZ/500RPM)齿轮箱的比率选择的是低速轴转速以配合叶片的最佳叶尖速度。

当风速在15—16米/秒和更高额定输出达到时，叶片叶尖速度和叶尖角度的组合保证了风机通过失速自动进行功率控制。

1.2、齿轮箱室：齿轮箱的负荷和作用力通过一边一个的支撑点传送到塔筒和地基，这些支撑点装有坚固的橡胶衬套，可进一步降低风机发出的噪音和振动。

齿轮箱根据电机速度提升主轴转速和转子转速，刹车盘装在齿轮箱后端的高速轴上。

风力发电增速齿轮箱的传感器技术和远程监测系统随着可再生能源的快速发展和全球气候变化的威胁日益加深，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到了广泛关注。

风力发电机组中的齿轮箱作为核心部件之一，承担着将风能转化为电能的重要任务。

然而，由于恶劣的工作环境和高负荷的运转条件，齿轮箱的故障频率较高，导致了维修成本的增加和发电效率的降低。

因此，发展风力发电增速齿轮箱的传感器技术和远程监测系统显得尤为重要。

增速齿轮箱的传感器技术是指在齿轮箱内安装传感器，实时监测齿轮箱的工作状态和健康状况。

这些传感器可以监测齿轮箱的振动、温度、油液状况等关键参数，从而判断齿轮箱是否存在故障隐患。

传感器技术的引入可以及时发现齿轮箱的异常情况，并提前采取相应的维修措施，确保风力发电机组的稳定运行。

目前，常用的增速齿轮箱传感器包括振动传感器、温度传感器和油液传感器。

振动传感器可以监测齿轮箱的振动频率和振动幅度，通过监测振动信号的变化来判断齿轮箱是否存在故障。

温度传感器可以监测齿轮箱的温度变化，当温度超过设定阈值时发出警报，以防止齿轮油过热导致故障。

油液传感器可以监测齿轮箱内润滑油的污染程度和油液的黏度，以及油液的流量和压力，从而判断齿轮箱是否需要更换润滑油或进行维护。

除了传感器技术，远程监测系统也是风力发电增速齿轮箱关键的一环。

远程监测系统可以将传感器获取的数据实时传输到指挥中心或运维团队，通过数据分析和算法来判断齿轮箱的工作状态，并及时发出警报或提醒。

该系统可以实现故障的早期预警和故障诊断，为维修人员提供及时准确的故障信息，从而提高齿轮箱的可靠性和维修效率。

远程监测系统还可以进行数据的远程存储和分析，为风力发电机组的运维提供数据支持。

通过对大量齿轮箱运行数据的统计和分析，可以获得齿轮箱的疲劳寿命、故障规律和维修周期等重要信息，为运维人员的决策提供科学依据。

同时，远程监测系统还可以与其他设备进行智能连接，实现风力发电机组的整体远程监控和调度。

风电机组齿轮箱介绍一、什么是风电机组齿轮箱？风电机组齿轮箱是风力发电设备中的关键部件之一，用于将风轮旋转的动能传递给发电机，从而产生电能。

它通常由多个齿轮组成，通过精确的传动比例来提高风轮转速，并将其转化为适合发电机工作的转速。

二、风电机组齿轮箱的结构风电机组齿轮箱由外壳、轴、齿轮、轴承和润滑系统等组成。

2.1 外壳外壳是齿轮箱的保护壳体，具有良好的密封性能和机械强度。

其结构通常由上、下两部分组成，方便维护和齿轮更换。

2.2 轴齿轮箱中的轴承负责承受齿轮和旋转部件的载荷，并确保它们平稳运行。

轴通常由高强度合金钢制成，具有较高的刚度和耐磨性。

2.3 齿轮齿轮是风电机组齿轮箱的核心部件，它们通过齿轮传动实现能量转换和传递。

常见的齿轮有斜齿轮、圆柱齿轮和行星齿轮等。

齿轮的优质材料和精确加工能够提高传动效率和耐久性。

2.4 轴承轴承是支撑齿轮箱内齿轮和转动部件的重要组成部分。

它们能够减少摩擦和磨损，并确保齿轮箱平稳运转。

常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承。

2.5 润滑系统润滑系统负责为齿轮箱提供足够的润滑油，并对齿轮和轴承进行冷却和保护。

良好的润滑系统能够降低齿轮箱的摩擦和磨损，延长使用寿命。

三、风电机组齿轮箱的工作原理风电机组齿轮箱采用齿轮传动的方式将风轮的旋转动能传递给发电机。

1.风轮旋转驱动主轴旋转；2.主轴通过第一级齿轮传动将低速大扭矩的运动转化为高速小扭矩的运动；3.高速轴通过第二级齿轮传动将高速小扭矩的运动转化为低速大扭矩的运动；4.最后，低速轴将此运动传递给发电机，发电机产生电能。

四、风电机组齿轮箱的维护与故障排除为保证风电机组齿轮箱的正常运行，需要进行定期的维护与故障排除。

4.1 维护•定期更换润滑油，并清洗润滑系统；•检查齿轮和轴承的磨损情况，及时更换或修复；•检查外壳密封性能，确保齿轮箱内部的油液不泄漏；•定期检查齿轮箱的整体结构，排查潜在故障。

4.2 故障排除•齿轮断裂：检查齿轮材料和制造工艺，确认是否需要更换更坚固的齿轮；•轴承失效：检查轴承润滑情况，并及时更换损坏的轴承；•润滑系统故障：检查润滑系统的油泵、油管和过滤器等，确保润滑油畅通无阻；•外壳磨损：定期检查外壳磨损情况，如有需要及时更换。

风力发电机组齿轮箱的维护与监测作者：赵盈洁来源：《科技资讯》2012年第10期摘要：风电特有的间歇性和波动性，受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，对于一个风场而言，如何降低发电成本，提高风电机组的可利用率，延长机组的使用寿命成为一个刻不容缓的问题。

中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00风能做为一种清洁能源，越来越受到人们的重视，同时风力发电场建成周期短，在我国特别是近些年，风能的利用有了突飞猛进的发展。

由于风电特有的间歇性和波动性，一般来说风力发电机组都安装在高山，荒野，海滩等大风地带，受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，所以对于一个风场而言，如何降低发电成本，提高风电机组的可利用率，延长机组的使用寿命成为一个刻不容缓的问题。

风力发电机组中齿轮箱是一个重要的机械部件，其主要功能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需求的转速，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。

齿轮箱安装在塔顶的狭小空间里，一旦出现故障修复非常困难，我风厂的齿轮箱因故障损坏了三次，对发电量都有一定的影响，因为是老型号，有的工厂根本不生产，备件去维修就要停机几个月的时间，影响了风电量。

所以对齿轮箱的可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求，例如对构件材料的要求，除了常规状态下机械性能外，还应该具有低温平稳工作，防止振动和冲击，保证充分的润滑条件等。

因此加强齿轮箱的研究，重视对其进行维护保养的工作，显得尤其重要。

1总体结构我厂使用的齿轮箱来自两个不同的生产厂家，分别是芬兰VALMET和BROOX-HANSEN,让我们来共同探讨一下齿轮箱的总体结构：1.1齿轮箱：当电机以同步速度转动时(即50HZ/500RPM)齿轮箱的比率选择的是低速轴转速以配合叶片的最佳叶尖速度。

风电机组齿轮箱介绍一、背景介绍风力发电是一种清洁能源，近年来得到了广泛的关注和应用。

而风电机组作为风力发电的核心设备之一，其齿轮箱作为传动装置，承担着将风轮旋转产生的动能转化为电能的重要任务。

因此，齿轮箱的性能和可靠性对于整个风电机组的运行稳定性和经济效益具有至关重要的影响。

二、齿轮箱基本结构齿轮箱是由输入轴、输出轴、油泵系统、润滑系统、冷却系统等组成，其中最主要的部分是由齿轮副组成。

通常情况下，齿轮箱采用多级斜齿轮传动结构或行星式减速器结构。

在多级斜齿轮传动结构中，输入端与输出端均采用斜齿轮副实现传动，在行星式减速器结构中，则采用行星架与内外啮合行星齿轮实现传动。

三、齿轮材料选择由于风力发电场所处环境恶劣，风电机组长期工作在高温、低温、高湿度和强风等恶劣环境下，因此齿轮箱的材料选择至关重要。

目前，常用的齿轮材料包括合金钢、低碳合金钢、铸铁等。

其中，合金钢具有高强度、高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性能好等优点，但是其成本较高；低碳合金钢则具有良好的可焊性和耐磨性，但是其强度和硬度相对较低；铸铁则具有成本低、加工性好等优点，但是其强度和硬度较差。

因此，在实际应用中需要根据不同情况选择不同的齿轮材料。

四、齿轮箱润滑系统齿轮箱润滑系统主要由油泵系统和润滑油路组成。

油泵系统主要负责将润滑油从储油罐中抽取并送到齿轮箱内部进行润滑；而润滑油路则负责将润滑油分配到各个部位进行润滑。

在实际应用中，通常采用循环式润滑系统或者静压式润滑系统。

循环式润滑系统的优点是结构简单、成本低，但是其润滑效果相对较差；而静压式润滑系统则具有润滑效果好、噪音小等优点，但是其结构复杂、成本较高。

五、齿轮箱故障原因及处理方法在实际使用中，齿轮箱可能会出现以下故障：齿轮损伤、轴承损坏、油泵故障等。

其中，齿轮损伤是最常见的故障之一，其原因主要有：过载、疲劳、腐蚀等。

处理方法包括更换齿轮副或者进行修复加固；而轴承损坏的原因主要有：过载、磨损等。

处理方法包括更换轴承或者进行修复加固；油泵故障的原因主要有：堵塞、漏油等。

高原型风力发电用齿轮箱的智能化监测与控制随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电成为了一个重要的替代能源选择。

然而，由于高原地区的特殊环境条件，高原型风力发电的技术挑战也相应增加，其中之一就是齿轮箱的智能化监测与控制问题。

高原地区的特殊环境包括低气压、低温、强风以及较大的氧气稀薄程度。

这些环境条件对齿轮箱的运行稳定性和寿命产生了显著影响。

因此，高原型风力发电使用的齿轮箱需要进行智能化监测与控制，以确保其安全可靠地运行。

智能化监测是指通过各种传感器和数据采集系统，实时监测齿轮箱的工作状态和性能指标。

这些传感器可以测量齿轮箱的振动、温度、压力、润滑油的质量和粘度等参数，以便及时发现任何异常情况。

数据采集系统将这些数据传输到监测中心，进行数据分析和处理，根据设定的阈值判断齿轮箱是否处于正常工作状态。

智能化控制是指根据监测数据和分析结果，对齿轮箱进行精确的控制和调整。

一方面，它可以实现齿轮箱的自动保护，当监测数据显示齿轮箱工作异常时，可以自动发出警报并采取相应的措施，如停机保护或调整工作负载。

另一方面，智能化控制还可以优化齿轮箱的运行效率，比如调整润滑油的供给量和质量，减少齿轮的磨损和能量损失。

为了实现高原型风力发电用齿轮箱的智能化监测与控制，需要使用先进的传感器技术和数据处理算法。

一种常用的传感器是振动传感器，可以测量齿轮箱的振动幅值、频率谱和波形，用于判断齿轮磨损和传动系统的故障。

温度和湿度传感器可以检测齿轮箱的工作环境温度和湿度，避免过热和结冰等问题。

压力传感器可以测量润滑油的供应压力，以保证齿轮箱的正常润滑工作。

在数据处理方面，需要使用专门的算法和模型来分析监测数据，识别齿轮箱的故障类型和危险程度。

这些算法可以基于机器学习和人工智能技术进行训练和优化，提高准确性和可靠性。

同时，监测中心还可以利用大数据分析技术，对多个高原型风电场齿轮箱的数据进行统一管理和分析，挖掘有用的信息和经验，为设备维护和性能优化提供支持。

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