风力发电机组齿轮箱润滑油在线监控预警处置方法与流程

本发明涉及风力发电机组润滑油监测技术领域，尤其是一种风力发电机组齿轮箱润滑油在线监控预警方法。

背景技术：

风能作为一种再生清洁能源，目前主要用于风力发电，采用的兆瓦级风力发电机组能将风能转化为电能并输送到电网。其中，齿轮箱齿轮箱作为风力发电机组的主要传动部件，一旦发生故障且需下架维修，将对风场的经济效益有着一定的影响；风力发电机组齿轮箱的润滑，对于齿轮箱持续稳定运行起着至关重要的作用。

由于大部分的风场均在偏远地带，昼夜温差大，受环境因素影响，在冬季温度较低时，润滑油品粘度会增大，容易导致齿轮箱润滑部位不能得到充分润滑，长期运行将会导致啮合面以及轴承滚动体和座圈发生点蚀、胶合和磨损现象；在夏季温度过高时，如果齿轮箱散热不好，齿轮箱内油品温度上升会较快，根据热平衡态原理，在没有外界影响的条件下，一个热力学系统经长时间后必将趋于热平衡，由于润滑油粘度下降，对啮合齿面油膜形成不利，齿面也容易出现点蚀、胶合现象，上述原因导致风力发电机组齿轮箱容易受损，使用寿命相对较短。除了油温的影响外，油品的清洁度也是影响齿轮箱的重要指标。故需要对润滑油的各项参数进行监测及后期维护，以保证齿轮箱能够在合适工作环境中工作，以延长使用寿命。现有的监测方式有人工巡检，费时且工作强度大。也有通过设置传感器进行监测的，但是风场所处的地理环境一般无网络信号或信号不好，无法将监测数据快速传出，也给后期维护带来不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种风力发电机组齿轮箱润滑油在线监控预警处置方法，通过该方法能够在线监测润滑油油品信息并传送到后台服务器，并作出反馈处理。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：包括如下步骤：s1、通过油品品质在线监测器现场采集齿轮箱进油口、出油口的油品信息，油品信息包括润滑油的温度、压力、油液粘度、含水量、介电常数和磁性磨粒的参数信息；s2、现场控制处理器将采集到的齿轮箱进油口、出油口的油品信息处理后通过北斗短报文通信模块传送给后台处理服务器，后台处理服务器将油品信息数据进行存储；s3、后台处理服务器将采集到的油品信息数据与内置在后台处理服务器中的标准数据库进行比对，若采集到的油品信息数据异常，则做出相应的处理：若油温异常的，通过北斗短报文系统向现场控制处理器发送调节油温的控制指令，现场控制处理器根据调温的控制指令控制润滑油加热器或散热器工作，调节油温到标准油温区间内；若压力数据异常的，通过北斗短报文系统向现场控制处理器发送调节油压的控制指令，现场控制处理器根据调温的控制指令控制调节油泵的工作频率，使油压回到标准油温区间内；若油温异常、油压异常经过一个远程自动干预流程的处置后还不能回到正常数据的后台服务器向值班人员发出报警信号，值班人员收到报警信号后，综合预判故障后，先进行人工远程干涉，发出控制指令，如果人工干预后还不能消除故障的，以及是需要更换润滑油的，则通过北斗短报文、短信、微信中的一种或多种向故障片区内的现场维护人员发送故障维护信息，现场维护人员到达现场进行检修；若是提示需要更换润滑油的，则由后台服务器向现场工作人员发送更换润滑油的维护信息。

进一步的，所述步骤s3中，后台服务器向值班人员发出的报警信号为微信、钉钉、短信和智能语音电话中的一种或多种。

进一步的，所述步骤s3中发送给维护人员的维护信息包括：故障点位置信息、故障预判结果、现场采集到的油品信息及异常数据的标准阈值。

进一步的，所述步骤s3中，所述后台处理服务器还将异常数据在控制室的显示屏、值班员工作显示屏上突出显示。所述控制室中还设有声光报警器，当后台处理服务器收到异常数据时自动开启，提示值班员处理。

进一步的，所述所述油品品质在线监测器包括主进油管和主出油管，主进油管和主出油管之间连接设有四条独立的支管道，在主进油管、主出油管和每条支管道上均设有一监测室，四条支管道上的监测室内分别安装有油液粘度传感器、水分传感器、油质传感器和磨粒监测传感器，在四条支管道的监测室的进出口上还分别连接有一电磁阀，在主进油管和主出油管上分别安装有温度传感器和压力传感器，油液粘度传感器、水分传感器、油质传感器、磨粒监测传感器、温度传感器、压力传感器和电磁阀分别与所述现场控制器相连。所述监视室包括设有上部开口的壳座和用于安装对应传感器的封盖，封盖与壳座密封连接。

本发明的有益效果是：采用上述方法，能够在线无损监测到风力发电机组齿轮箱中润滑油的油品信息，并能通过北斗短报文的方式向后台服务器传送监测数据，同时利用北斗短报文双向通信的功能，实现远程干预控制，使润滑油保持在合适的状态，以提高齿轮箱的性能，延长使用寿命。通过先自动干预再人工处理的方式，能减少人工的工作强度，并能保证故障的及时处理。

另外，通过在齿轮箱润滑油的进出口上均设置监测油品信息，进口处的监测数据能判定进入齿轮箱的润滑油是否达标，而出口处的监测数据能判断齿轮箱内齿轮磨损等信息，有助于齿轮箱的后期维护。

附图说明

图1为本发明之方法的流程示意图。

图2为本发明中采用的在线监控预警处置系统的方框示意图。

图3为本发明中油品品质在线监测器的结构示意图。

图4为本发明中油品品质在线监测器的第一监测室的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明一种风力发电机组齿轮箱润滑油在线监控预警处置方法，利用一种在线监控预警处置系统，如图2所示，该在线监控预警处置系统包括现场控制器1、北斗短报文通讯模块2、油品品质在线监测器3、与北斗系统4通讯连接的后台服务器5和与服务器通过网络相连的控制终端6。其中，油品品质在线监测器3设有两个，分别安装连接在风力发电机组齿轮箱的进出油口上。现场控制器与用于加热润滑油的加热器7、冷却润滑油的散热器8和调节油压的循环油泵9相连接。现场控制器1为plc控制器或单片机控制器或集成电路控制板。控制终端6为手机、平板电脑、个人电脑、工控电脑中的一种或多种。

如图1所示，具体的风力发电机组齿轮箱润滑油在线监控预警处置方法包括如下步骤：

s1、通过油品品质在线监测器现场采集齿轮箱进油口、出油口的油品信息，油品信息包括润滑油的温度、压力、油液粘度、含水量、介电常数和磁性磨粒的参数信息。

s2、现场控制处理器将采集到的齿轮箱进油口、出油口的油品信息处理后通过北斗短报文通信模块传送给后台处理服务器，后台处理服务器将油品信息数据进行存储。

s3、后台处理服务器将采集到的油品信息数据与内置在后台处理服务器中的标准数据库进行比对，若采集到的油品信息数据异常，则做出相应的处理。

一、若油温异常的，通过北斗短报文系统向现场控制处理器发送调节油温的控制指令，现场控制处理器根据调温的控制指令控制润滑油的加热器或散热器工作，调节油温到标准油温区间内。

二、若压力数据异常的，通过北斗短报文系统向现场控制处理器发送调节油压的控制指令，现场控制处理器根据调温的控制指令控制循环油泵的工作频率，使油压回到标准油温区间内。

三、若油温异常、油压异常经过一个远程自动干预流程的处置后还不能回到正常数据的后台服务器向值班人员发出报警信号，值班人员收到报警信号后，综合预判故障后，先进行人工远程干涉，发出控制指令，如果人工干预后还不能消除故障的，以及是需要更换润滑油的，则通过北斗短报文、短信、微信中的一种或多种向故障片区内的现场维护人员发送故障维护信息，现场维护人员到达现场进行检修。

四、若是润滑油质量不达标，提示需要更换润滑油的，则由后台服务器向现场工作人员发送更换润滑油的维护信息。

进一步的，所述步骤s3中，后台服务器向值班人员发出的报警信号为微信、钉钉、短信和智能语音电话中的一种或多种。所述步骤s3中发送给维护人员的维护信息包括：故障点位置信息、故障预判结果、现场采集到的油品信息及异常数据的标准阈值。

进一步的，所述步骤s3中，所述后台处理服务器还将异常数据在控制室显示屏、值班员工作显示屏上突出显示。所述控制室中还设有声光报警器，当后台处理服务器收到异常数据时自动开启，提示值班员处理。

另外，本发明中所述的油品品质在线监测器3可以采用现有技术中相应的检测传感器。但为了提高检测的准确性，油品品质在线监测器3可以采用如下结构，具体如图3、4所示，油品品质在线监测器3包括主进油管31和主出油管32，主进油管31和主出油管32之间连接设有四条独立的支管道33、34、35、36，在主进油管31、主出油管32和四条支管道33、34、35、36上分别设有第一监测室311、第二监测室321、第三监测室331、第四监测室341、第五监测室351、第六监测室361。第一监测室311、第二监测室321、第三监测室331、第四监测室341、第五监测室351、第六监测室361内分别安装有温度传感器312、压力传感器322、油液粘度传感器332、水分传感器342、介电常数传感器352和磨粒监测传感器362，在四条支管道的监测室的进出口上还分别连接有一电磁阀37。温度传感器312、压力传感器322、油液粘度传感器332、水分传感器342、介电常数传感器352和磨粒监测传感器362和电磁阀37分别与所述现场控制器1相连。

具体的，上述油品品质在线监测器3的工作过程如下：在进行采集工作时，4条支管道依次进行独立采集，并且采集过程中对应支管道上的电磁阀为关闭状态。具体是，当油液粘度传感器332工作时，第一支管道上的电磁阀关闭，其他三个支管道对应的电磁阀均开启。当油液粘度传感器332采集完成后，打开对应电磁阀。然后关闭第二支管道上的电磁阀，水分传感器342工作，采集润滑液的含水量，完成后打开对应电磁阀。接着关闭第三支管道上的电磁阀，介电常数传感器352工作进行数据采集，完成后打开对应电磁阀。最后关闭第四支管道上的电磁阀，介电常数传感器352工作进行数据采集，完成后关闭对应电磁阀。如此循环。如此能将流经支管道的润滑液截流，使油液粘度传感器332、水分传感器342、介电常数传感器352和磨粒监测传感器362能分别在润滑液处于静止状态时检测，有利于获得准确的数据。

进一步的，上述第一监测室311、第二监测室321、第三监测室331、第四监测室341、第五监测室351、第六监测室361结构相同。下面以第一监测室311说明其具体结构，如图3所示，第一监测室311包括设有上部开口的壳座41和用于安装有温度传感器312的封盖42，壳座41上设有进油口411和出油口412。封盖42与壳座41螺纹连接，在封盖42与壳座41之间设有密封圈43。另外，在所述主进油管31的进口和主出油管32的出口上均安装有快接接头30。方便与润滑油循环管道的对接。

如此，通过采用上述结构的油品品质在线监测器3，能够通过电磁阀将监测室的支管道封闭，如此能够在润滑油处于静态的状态下检测，提高检测结果的准确性。

以上内容仅用以说明本发明的技术方案，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。