一种双馈风电机组传动链对中检测方法与流程

本发明涉及一种风电机组传动链对中检测方法，特别是涉及一种双馈风电机组传动链对中检测方法，主要用于水平轴双馈型风力发电机组主轴与齿轮箱对中检测、位移、扭矩、弯矩检测，结合机组运行数据，进而对传动链早期故障诊断。

背景技术：

1、目前主流的大功率水平轴双馈风力发电机组中，风载荷通过叶片和变桨轴承传递到轮毂，轮毂通过传动链(主轴、增速齿轮箱、轴承等)传递到发电机进行发电。传动链是风电机组中最关键的机械部件，传动链动力学性能的优劣直接影响风电机组的使用寿命。传动链对中检测技术对保证风电机组安装质量及机组安全运行起到关键作用。近年来风电机组因传动链支撑型式不合理、齿轮箱设计及安装问题等引发的齿轮箱爆箱、齿轮断齿、主轴轴承偏磨等重大质量事故频发。对于在役风电机组，其传动链设计及安装是否合理，风轮装配后机架变型是否会导致齿轮箱输入轴中心和主轴回转中心对中不良，行业内缺乏充分可靠的检测与评估手段。该问题已成为风电机组运维的技术难点，急需开发有效的检测评估方法。目前行业对机组传动系统故障诊断主要运用振动监测手段，该方法对机组故障诊断具有一定的滞后性。通过对传动系统位移、扭矩、弯矩的测量，并同风电机组运行状态数据相融合，能够对机组传动系统早期设计、制造与安装的有效性进行充分的验证，从而实现早期事故预防。目前，基于对传动系统开展位移、扭矩、弯矩的检测分析技术的案例尚未见报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对单独依靠振动监测难以发现传动链早期故障的不足，提出一种双馈风电机组传动链对中检测方法，此方法基于位移、扭矩、弯矩检测，并融合机组运行数据分析，检测方法更为简单，检测周期更短，发现故障更早。

2、为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种双馈风电机组传动链对中检测方法，包括：在双馈风力发电机组传动链的主轴、齿轮箱、锁紧盘、齿轮箱扭力臂和齿轮箱高速轴上分别布置位移传感器、弯矩应变片和扭矩应变片，检查锁紧盘与主机架径向位移，检查锁紧盘端面与齿轮箱前端面轴向位移，检查齿轮箱左右扭力臂与扭力臂支撑在三个方向的位移，检查齿轮箱后端与机架的位移，检查齿轮箱输入轴的弯矩，检查齿轮箱输出轴的扭矩；采集scada相关数据；分别下载预设几天的数据，对数据综合分析并与设计阈值对比，进而输出传动链对中检测及故障诊断报告。

4、本发明进一步的改进在于，在锁紧盘径向布置位移传感器a，检查锁紧盘与主机架径向位移。

5、本发明进一步的改进在于，在齿轮箱前端面布置位移传感器b、位移传感器c和位移传感器d，检查锁紧盘端面与齿轮箱前端面轴向位移。

6、本发明进一步的改进在于，在齿轮箱扭力臂上布置位移传感器e和位移传感器f，检查齿轮箱左右扭力臂与扭力臂支撑在三个方向的位移。

7、本发明进一步的改进在于，在齿轮箱后端布置位移传感器g，检查齿轮箱后端与主机架的位移。

8、本发明进一步的改进在于，在主轴径向布置齿轮箱低速轴弯矩应变片，检查齿轮箱输入轴的弯矩。

9、本发明进一步的改进在于，在齿轮箱高速轴布置齿轮箱高速轴扭矩应变片，检查齿轮箱输出轴的扭矩。

10、本发明进一步的改进在于，采集scada相关数据，包括：风向，风速，偏航角，桨距角，风轮转速，发电功率，齿轮箱入油口温度，油池温度，轴承温度，以及齿轮箱入油口压力。

11、本发明进一步的改进在于，分别下载第3天、第8天、第16天的数据，数据综合分析并与设计阈值对比。

12、本发明至少具有如下有益的技术效果：

13、1、通过齿轮箱低速轴弯矩应变片的检测数据，获取主轴的弯曲应变状态，可判断主轴是否存在过大的弯曲变形。

14、2、通过齿轮箱高速轴扭矩应变片的检测数据，获取齿轮箱高速轴的扭转应变状态，可判断齿轮箱高速轴是否存在过载。

15、3、通过位移传感器e和位移传感器f的检测数据，获取齿轮箱弹性支撑在x、y、z三个方向的受力状态，可判断齿轮箱是否存在过大的附加载荷。

16、4、通过位移传感器b、位移传感器c和位移传感器d的检测数据，获取锁紧盘端面与齿轮箱前端面的轴向定位状态，可判断主轴与齿轮箱是否存在过大的轴向窜动。

17、5、通过位移传感器a的检测数据，获取锁紧盘与主机架的径向定位状态，可判断锁紧盘与定位中心轴是否存在过大的偏移。

技术特征：

1.一种双馈风电机组传动链对中检测方法，其特征在于，包括：在双馈风力发电机组传动链的主轴、齿轮箱、锁紧盘、齿轮箱扭力臂和齿轮箱高速轴上分别布置位移传感器、弯矩应变片和扭矩应变片，检查锁紧盘与主机架径向位移，检查锁紧盘端面与齿轮箱前端面轴向位移，检查齿轮箱左右扭力臂与扭力臂支撑在三个方向的位移，检查齿轮箱后端与机架的位移，检查齿轮箱输入轴的弯矩，检查齿轮箱输出轴的扭矩；采集scada相关数据；分别下载预设几天的数据，对数据综合分析并与设计阈值对比，进而输出传动链对中检测及故障诊断报告。

2.根据权利要求1所述的一种双馈风电机组传动链对中检测方法，其特征在于，在锁紧盘(2)径向布置位移传感器a(7)，检查锁紧盘(2)与主机架(6)径向位移。

3.根据权利要求1所述的一种双馈风电机组传动链对中检测方法，其特征在于，在齿轮箱(3)前端面布置位移传感器b(8)、位移传感器c(9)和位移传感器d(10)，检查锁紧盘(2)端面与齿轮箱(3)前端面轴向位移。

4.根据权利要求1所述的一种双馈风电机组传动链对中检测方法，其特征在于，在齿轮箱扭力臂(5)上布置位移传感器e(11)和位移传感器f(12)，检查齿轮箱左右扭力臂与扭力臂支撑在三个方向的位移。

5.根据权利要求1所述的一种双馈风电机组传动链对中检测方法，其特征在于，在齿轮箱(3)后端布置位移传感器g(13)，检查齿轮箱后端与主机架(6)的位移。

6.根据权利要求1所述的一种双馈风电机组传动链对中检测方法，其特征在于，在主轴(2)径向布置齿轮箱低速轴弯矩应变片(14)，检查齿轮箱输入轴的弯矩。

7.根据权利要求1所述的一种双馈风电机组传动链对中检测方法，其特征在于，在齿轮箱高速轴(4)布置齿轮箱高速轴扭矩应变片(15)，检查齿轮箱输出轴的扭矩。

8.根据权利要求1所述的一种双馈风电机组传动链对中检测方法，其特征在于，采集scada相关数据，包括：风向，风速，偏航角，桨距角，风轮转速，发电功率，齿轮箱入油口温度，油池温度，轴承温度，以及齿轮箱入油口压力。

9.根据权利要求1所述的一种双馈风电机组传动链对中检测方法，其特征在于，分别下载第3天、第8天、第16天的数据，数据综合分析并与设计阈值对比。

技术总结
本发明公开了一种双馈风电机组传动链对中检测方法，包括：在双馈风力发电机组传动链的主轴、齿轮箱、锁紧盘、齿轮箱扭力臂和齿轮箱高速轴上分别布置位移传感器、弯矩应变片和扭矩应变片，检查锁紧盘与主机架径向位移，检查锁紧盘端面与齿轮箱前端面轴向位移，检查齿轮箱左右扭力臂与扭力臂支撑在三个方向的位移，检查齿轮箱后端与机架的位移，检查齿轮箱输入轴的弯矩，检查齿轮箱输出轴的扭矩；采集SCADA相关数据；分别下载预设几天的数据，对数据综合分析并与设计阈值对比，进而输出传动链对中检测及故障诊断报告。本发明基于位移、扭矩、弯矩检测，并融合机组运行数据分析，检测方法更为简单，检测周期更短，发现故障更早。

技术研发人员：雷航,林建冬,刘庆元,余成,刘河生
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13