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        風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)及故障分析方法

        2019-12-22 14:12:05蘇來漫阿布力汗
        商品與質(zhì)量 2019年25期
        關(guān)鍵詞:監(jiān)測技術(shù)分析方法電能

        蘇來漫·阿布力汗

        新疆風(fēng)能有限責(zé)任公司 新疆烏魯木齊 830001

        1 風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀

        歐美國家風(fēng)電機(jī)組維護(hù)的研究起步較早,且在發(fā)展的過程之中不斷完善與成熟。風(fēng)電機(jī)組的預(yù)防性維護(hù)與預(yù)測性維護(hù)便是由歐美國家首先提出,其概念如下:通過相關(guān)技術(shù)對風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行一定程度的監(jiān)測,然后根據(jù)監(jiān)測信號分析出風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行情況與健康情況,在故障還未發(fā)生之前做出有效的診斷,并及時采取有效措施予以解決[1]。這種提前診斷出故障的監(jiān)測技術(shù)極大地降低了風(fēng)電機(jī)組發(fā)生故障的可能性,減少了故障處理成本,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。我國對于風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測的研究起步相對較晚,我國學(xué)者湯敏指出:對于風(fēng)機(jī)狀態(tài)的監(jiān)測可以從其振動、應(yīng)變、潤滑油、聲音、溫度、電能質(zhì)量等方面開展,通過測量、分析與數(shù)據(jù)整合手段,可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的預(yù)診斷,并提出具有針對性且行之有效的處理措施。

        2 風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測方法

        2.1 振動監(jiān)測

        振動監(jiān)測是較常使用的機(jī)器設(shè)備監(jiān)測方法,只要是機(jī)械,它在運(yùn)行的過程之中必然會發(fā)生振動,因此振動可以對機(jī)器設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行一定程度的反映。如果機(jī)器設(shè)備發(fā)生異常時,其振動量以及振動波形與正常運(yùn)行狀態(tài)下的情況會出現(xiàn)差異,通過對其的分析便可以獲取相關(guān)機(jī)器設(shè)備的劣化程度以及故障特征。

        2.2 聲學(xué)監(jiān)測

        在風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測中,最常使用的聲學(xué)技術(shù)主要有聲發(fā)射技術(shù)與超神波技術(shù)。相關(guān)研究表明,運(yùn)用聲發(fā)射技術(shù)對風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,能夠比振動監(jiān)測更早的預(yù)診出故障;而對于超聲波而言,它在方向性與穿透性方面能夠發(fā)揮出很大的優(yōu)勢,將之運(yùn)用于風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測,能夠?qū)ζ浣Y(jié)構(gòu)與狀態(tài)做出良好的反映。

        2.3 應(yīng)變監(jiān)測

        在風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵部位布置一定量的傳感器,然后對這些傳感器的應(yīng)力大小進(jìn)行檢測,通過分析傳感器的應(yīng)力大小變化,可以對風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過程中的結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行有效的了解,進(jìn)而合理判斷出風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及研究的日益深入,應(yīng)變監(jiān)測在風(fēng)電領(lǐng)域有了越來越廣泛的應(yīng)用,為風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性提供助力。

        2.4 溫度監(jiān)測

        在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測中,溫度監(jiān)測主要是對電力與電氣設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。通過對某些部位的溫度變化情況進(jìn)行監(jiān)測,可以獲取風(fēng)電機(jī)組是否健康運(yùn)行的相關(guān)信息。例如對液壓系統(tǒng)中液壓缸、高速軸承等部位進(jìn)行實(shí)時溫度監(jiān)測,當(dāng)溫度過高時,則需要將風(fēng)電機(jī)組退出運(yùn)行[2]。

        2.5 潤滑油液監(jiān)測

        潤滑油液的監(jiān)測主要是運(yùn)用了油液分析技術(shù),也可以稱作為設(shè)備磨損工況監(jiān)測技術(shù)。這一監(jiān)測方法主要是通過對油液進(jìn)行監(jiān)測分析來獲取設(shè)備的工況,并由此對相關(guān)設(shè)備當(dāng)前的工作狀況以及未來可能發(fā)生的情況做出判斷,并在此基礎(chǔ)之上實(shí)施具有針對性的運(yùn)維方案,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維修。

        2.6 電能質(zhì)量監(jiān)測

        電網(wǎng)運(yùn)行時,必須按照一定的規(guī)律連續(xù)且穩(wěn)定地向客戶提供優(yōu)質(zhì)的電能,在這種情況之下,風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中就必須具有特定的電壓與電流要求。因此電能質(zhì)量監(jiān)測是風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的重要方法,較常使用的電能質(zhì)量分析主要包含有峰值功率輸出、無功功率、電壓波動、諧波等。

        3 風(fēng)電機(jī)組故障分析方法

        3.1 統(tǒng)計分析

        統(tǒng)計分析即對極大值、均方根、均值、標(biāo)準(zhǔn)差、峰度、偏度等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,并針對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行多角度的分析,進(jìn)而為風(fēng)電機(jī)組故障診斷提供數(shù)據(jù)參考。

        3.2 趨勢分析

        對所收集到的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行一定程度的趨勢分析,這種分析方法一般用于風(fēng)電機(jī)組的故障預(yù)測分析[3]。

        3.3 過濾分析

        在獲取的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)信息當(dāng)中,存在著一些無用信息,運(yùn)用過濾分析方法可以將無用信息進(jìn)行剔除,從而提升數(shù)據(jù)的有效性與針對性。

        3.4 時域分析

        控制系統(tǒng)在一定的輸入下,依據(jù)輸出量的時域表達(dá)式,可以對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能以及瞬態(tài)進(jìn)行一定程度的分析。

        3.5 倒頻譜分析

        這一分析方法主要是對功率譜的對樹值進(jìn)行傅里葉逆變換,從而將復(fù)雜的卷積關(guān)系進(jìn)行簡化,使其轉(zhuǎn)換為線性疊加,這樣一來就可以在其倒頻譜上較容易地識別信號的頻率組成分量,進(jìn)而對風(fēng)電機(jī)組的故障特性做出較為準(zhǔn)確的反映。

        3.6 故障模式及后果分析法(FMEA)

        這一分析方法是一種邏輯歸納方法,以系統(tǒng)最低級的組成為起始點(diǎn),并由此逐級分析風(fēng)電機(jī)組中每一個部件可能的失效模式,然后在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行分析并跟蹤到系統(tǒng),由此可以決定出每一個故障模式對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)性能的影響。

        3.7 故障樹分析法(FTA)

        故障樹分析法時在故障模式影響與后果分析法的基礎(chǔ)之上發(fā)展而成的,故障樹是一種圖示模型,它的構(gòu)造是使用各種邏輯門按照系統(tǒng)與元件的因果關(guān)系組合而成的,通過這一分析方法可以有效獲取各個部件對于系統(tǒng)的影響權(quán)重信息[4]。

        4 結(jié)語

        本文主要針對風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)及故障分析方法進(jìn)行研究與分析。首先對風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了一定程度的闡述,然后從振動監(jiān)測、聲學(xué)監(jiān)測、應(yīng)變監(jiān)測、溫度監(jiān)測、潤滑油液監(jiān)測以及電能質(zhì)量監(jiān)測等方面說明了風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測方法。最后具體分析了統(tǒng)計分析、過濾分析、時域分析、倒頻譜分析、故障模式及后果分析、故障樹分析等風(fēng)電機(jī)組故障分析方法。

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