一种风力发电机状态监测装置及监测方法
【专利摘要】一种风力发电机状态监测装置及监测方法，该装置包括智能判断模块、采集模块、电源、电压转接盒、电流调理盒、电压接入器、电流感应器和振动传感器，采集模块包括电气采集模块和振动采集模块；电压接入器的输入端连接发电机定子输出线，输出端连接电压转接盒输入端，电流感应器输入端套接在发电机定子输出线上，输出端连接电流调理盒输入端，振动传感器的输入端通过磁铁座直接吸附在风力发电机轴承座上，输出端和振动采集模块输入端相连，电压转接盒和电流调理盒的输出端连接电气采集模块输入端，采集模块输出端连接智能判断模块输入端，智能判断模块输出端通过网线同服务器相连；本发明还提供监测方法；能够智能化地监测风机的运行状态，准确地识别风机异常状态。
【专利说明】一种风力发电机状态监测装置及监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电机状态监测【技术领域】，具体涉及一种风力发电机状态监测装置及监测方法。
【背景技术】
[0002]目前大多数风机上运用监测装置多数集中在对单一特征量(如振动、温度等)的监测，对于发电机主要监测输出电量、输出功率等，目前还没有对风力发电机的电气信号(电流、电压)、振动信号等多参量信号同时监测的装置。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种风力发电机状态监测装置及监测方法，通过已成熟的信号处理方法，利用市场上已有的电流、振动、电压传感器对风力发电机的状态进行监测，诊断出风机状态是否出现故障，从而实现优化风机运行管理，提高风机使用寿命，更大程度地提高风场经济效益的目的。
[0004]为达到以上目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]一种风力发电机状态监测装置，包括智能判断模块1、采集模块2、电源3、电压转接盒4、电流调理盒5、电压接入器6、电流感应器7和振动传感器8，所述采集模块2包括电气采集模块2-1和振动采集模块2-2 ;所述电压接入器6的输入端连接发电机定子输出线A，输出端连接电压转接盒4的输入端，所述电流感应器7的输入端套接在发电机定子输出线A上，输出端连接电流调理盒5的输入端；所述振动传感器8的输入端通过磁铁座直接吸附在风力发电机B的轴承座C上，输出端连接振动采集模块2-2的输入端，所述电压转接盒4和电流调理盒5的输出端连接电气采集模块2-1的输入端，所述采集模块2的输出端连接智能判断模块I的输入端，智能判断模块I的输出端通过网线同服务器O相连接；所述智能判断模块I和采集模块2靠电源3供电工作。
[0006]所述智能判断模块1、采集模块2、电源3固定安装于监测主机盒9内，所述监测主机盒9、电压转接盒4和电流调理盒5安装在风力发电机机舱内。
[0007]所述服务器O位于风场监控中心内。
[0008]上述所述的风力发电机状态监测装置的检测方法，所述电压接入器6、电流感应器7和振动传感器8分别从风力发电机上采集原始的电压、电流和振动信号，并将该信号分别输出给电压转接盒4、电流调理盒5和振动采集模块2-2，所述电压转接盒4将采集到的高压交流电压信号变换成正负IOV范围内的直流电压信号，电流调理盒5将电流传感器输出的正负80mv范围内的直流电压信号变换成正负IOV范围内的直流电压信号，电压转接盒4和电流调理盒5转换后的信号被电气采集模块2-1获取，电气采集模块2-1、振动采集模块
2-2对获取的信号进行滤波和降噪处理，随后采集模块2将滤波和降噪处理后的信号发送至智能判断模块1，最后智能判断模块I对输入的信号进一步处理判断，然后将处理判断后相应的数字信息传送给服务器0，服务器O为具有相关授权的用户提供数据远程下载。[0009]所述智能判断模块I对输入的信号进一步处理判断，具体为:智能判断模块I提取振动信号的幅值和有效值，提取电压、电流信号的有效值；将振动信号的幅值和有效值与智能判断模块内规定的阈值进行比较，如果振动信号的幅值或者有效值超出规定的阈值范围，则判断发电机出现故障。将电压、电流信号的有效值与智能判断模块内规定的阈值进行比较，如果电压、电流信号的有效值超出规定的阈值范围，则判断发电机出现故障。
[0010]本发明和现有技术相比，具有如下优点:
[0011]I)本发明能够同时采集振动信号、电压信号、电流信号，并对其三者结果综合分析，弥补了以往设备从单一参量监测风机状态的不足，减少了只利用某一种信号所造成的故障分析误差，提高了风机状态监测的及时性和准确性，同时也降低了风机状态监测系统构建成本。
[0012]2)采集电压信号采用直接引出电压方式，更加提高了电压获取的精确度。
[0013]3 )采用环套的方式获取电流信号，方法简单易操作。
[0014]总之，本发明通过多参量分析评估，多方位地监测风力发电机状态，能够及时发现风机异常，同时，多参量同时分析，通过参量之间的相互比较，能够更加准确地查找故障位置，分析故障原因。此外，集成多参量的风力发电机状态监测设备也有效减少了风机状态系统设备的冗余，降低了风场购置冗余设备的成本，有助于提高风场效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]附图为本发明装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
[0017]如附图所示，本发明一种风力发电机状态监测装置，包括智能判断模块1、采集模块2、电源3、电压转接盒4、电流调理盒5、电压接入器6、电流感应器7和振动传感器8，所述采集模块2包括电气采集模块2-1和振动采集模块2-2 ;所述电压接入器6的输入端连接发电机定子输出线，输出端连接电压转接盒4的输入端，所述电流感应器7的输入端套接在发电机定转子输出线上，输出端连接电流调理盒5的输入端，所述振动传感器8的输入端通过磁铁座直接吸附在风力发电机轴承座上，输出端连接振动采集模块2-2的输入端，所述电压转接盒4和电流调理盒5的输出端连接电气采集模块2-1的输入端，所述采集模块2的输入端连接智能判断模块I的输入端，智能判断模块I的输出端通过网线同服务器O相连；所述智能判断模块I和采集模块2靠电源3供电工作。
[0018]所述电压转接盒4、电流调理盒5和监测主机盒9安装在风力发电机机舱内，智能判断模块1、采集模块2及电源3集成固定在监测主机盒9中。监测主机盒9对智能判断模块1、采集模块2、电源3起到防水、防振等保护作用。所述采集模块2内含内含采集卡及相应的硬件，负责接收各类传感器采集到的相关数据，并对数据进行模数转换、简单的滤波、降噪等处理，并将处理后的数据传送给智能判断模块I。智能判断模块I负责对由采集模块2传输来的信号进行进一步的处理。服务器O位于风场监控中心内，主要负责接收和存储采由信号处理器上传的数据，并能为具有相关授权的用户提供数据远程下载功能。
[0019]本发明还提供上述风力发电机状态监测装置的监测方法，具体为:所述电压接入器6、电流感应器7和振动传感器8分别从风力发电机上采集原始的电压、电流和振动信号，并将该信号分别输出给电压转接盒4、电流调理盒5和振动采集模块2-2，所述电压转接盒4将采集到的高压交流电压信号变换成正负IOV范围内的直流电压信号，电流调理盒5将电流传感器输出的正负80mv范围内的直流电压信号变换成正负IOV范围内的直流电压信号，电压转接盒4和电流调理盒5转换后的信号被电气采集模块2-1获取，电气采集模块2-1、振动采集模块2-2对获取的信号进行滤波和降噪处理，随后采集模块2将滤波和降噪处理后的信号发送至智能判断模块1，最后智能判断模块I提取振动信号的幅值和有效值，提取电压、电流信号的有效值；将振动信号的幅值和有效值与智能判断模块内规定的阈值进行比较，如果振动信号的幅值或者有效值超出规定的阈值范围，
[0020]则判断发电机出现故障。将电压、电流信号的有效值与智能判断模块内规定的阈值进行比较，如果电压、电流信号的有效值超出规定的阈值范围，则判断发电机出现故障。然后将处理判断后相应的数字信息传送给服务器0，服务器O为具有相关授权的用户提供数据远程下载。
【权利要求】
1.一种风力发电机状态监测装置，其特征在于:包括智能判断模块(I)、采集模块(2)、电源(3)、电压转接盒(4)、电流调理盒(5)、电压接入器(6)、电流感应器(7)和振动传感器(8)，所述采集模块(2)包括电气采集模块(2-1)和振动采集模块(2-2);所述电压接入器(6)的输入端连接发电机定子输出线(A)，输出端连接电压转接盒(4)的输入端，所述电流感应器(7)的输入端套接在发电机定子输出线(A)上，输出端连接电流调理盒(5)的输入端；所述振动传感器(8)的输入端通过磁铁座直接吸附在风力发电机(B)的轴承座(C)上，输出端连接振动采集模块(2-2 )的输入端，所述电压转接盒(4 )和电流调理盒(5 )的输出端连接电气采集模块(2-1)的输入端，所述采集模块(2 )的输出端连接智能判断模块(I)的输入端，智能判断模块(I)的输出端通过网线同服务器(O)相连接；所述智能判断模块(I)和采集模块(2 )靠电源(3 )供电工作。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机状态监测装置，其特征在于:所述智能判断模块(I)、采集模块(2 )、电源(3 )固定安装于监测主机盒(9 )内，所述监测主机盒(9 )、电压转接盒(4 )和电流调理盒(5 )安装在风力发电机机舱内。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机状态监测装置，其特征在于:所述服务器(O)位于风场监控中心内。
4.权利要求1至3任一项所述的风力发电机状态监测装置的检测方法，其特征在于:所述电压接入器(6 )、电流感应器(7 )和振动传感器(8 )分别从风力发电机上采集原始的电压、电流和振动信号，并将该信号分别输出给电压转接盒(4)、电流调理盒(5)和振动采集模块(2-2)，所述电压转接盒(4)将采集到的高压交流电压信号变换成正负IOV范围内的直流电压信号，电流调理盒(5)将电流传感器输出的正负80mv范围内的直流电压信号变换成正负IOV范围内的直流电压信号，电压转接盒(4)和电流调理盒(5)转换后的信号被电气采集模块(2-1)获取，电气采集模块(2-1)、振动采集模块(2-2)对获取的信号进行滤波和降噪处理，随后采集模块(2)将滤波和降噪处理后的信号发送至智能判断模块(1)，最后智能判断模块(I)对输入的信号进一步处理判断，然后将处理判断后相应的数字信息传送给服务器(O )，服务器(O )为具有相关授权的用户提供数据远程下载。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于:所述智能判断模块(I)对输入的信号进一步处理判断，具体为:智能判断模块(I)提取振动信号的幅值和有效值，提取电压、电流信号的有效值；将振动信号的幅值和有效值与智能判断模块内规定的阈值进行比较，如果振动信号的幅值或者有效值超出规定的阈值范围，则判断发电机出现故障。将电压、电流信号的有效值与智能判断模块内规定的阈值进行比较，如果电压、电流信号的有效值超出规定的阈值范围，则判断发电机出现故障。
【文档编号】G01R31/34GK103852723SQ201410123829
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】韩斌, 赵勇, 邓巍, 张鹤丹, 高平亮 申请人:西安热工研究院有限公司, 华能集团技术创新中心, 华能新能源股份有限公司