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风力发电机组振动监测技术的应用分析
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王志伟
摘要：现阶段风力发电机组投运规模在进行不断的扩大，运行时间也在不断的延长，机械故障现象无可避免。为在真正意义上实现对风机设备故障的监测以及预防，我们必须实现对在线状态监测技术的有效利用，有计划的实现对风机设备的维护，最终实现对利用率的有效提高。这不仅对风力发电行业自身的建设与发展有促进作用，同时对社会以及经济发展有积极意义。
关键词：振动监测技术；风力发电机；主轴承；齿轮箱
一、风力发电机组运行现状
为实现对震动监测技术在风力发电机组中应用的有效分析，我们首先将其与实际工程相结合，下面我们对其进行仔细分析。该公司属于能源投资有限公司，在国内是一家规模较大的风电投资商。截至到2009年，该公司投运的风电场装机容量已经实现1.2GW，一共有850多台风机在同时运行。这些风机现阶段依旧由厂家进行维护工作，该公司不能实现对风机的自行维护。因此保证设备的正常运行是该公司亟待解决的问题之一。
首先我们实现对风电机组故障的科学统计分析。变桨、变频以及电气控制是导致风力发电机出现故障的主要原因。同时发电机组周以及齿轮箱也在上述范围涵盖之内，也是造成停机现象出现的主要原因。齿轮箱的损坏对风电场发电量的维护以及成本有直接影响，因此该公司为实现对经济效益的最大获取，必须实现对齿轮箱以及机械零部件可靠性的有效预防与维护。
二、安裝状态监测系统的必要性
1.风力发电的特点
（1）地理位置受限
电场一般修建于人迹罕至的草原以及荒漠等地区，这主要是受到风资源的限制。
（2）维修力量薄弱
我国对风力发电行业的研究起步较晚，因此现在仍然处于初级阶段。维修人员缺乏经验以及运行维修技术不成熟是存在风力发电行业中的明显缺陷。面对这一现象我们需要进行不断的努力与探索。
（3）发电效益低
相对于传统的火力发电来说，风力发电年发电时间较少。引起这种现象出现的原因，原因是风力资源的限制。
（4）运行和维修费用高
运行以及维修费用较高也是存在于我国风力发电行业中的主要问题。引起上述现象出现的主要原因就是没有成熟的运行以及维修经验。根据相关统计与调查显示，相对于传统的火力发电厂来说，风力发电厂的运行以及维修比火力发电厂高出三倍。
2.在线监测的作用
随着风力发电机组单机容量的增加和在线监测技术的日益完善，在线监测技术对提高风机设备的可利用率、有计划地进行设备维护、提高风能利用率等起到重要的作用。使用在线监测系统以后，能增加风电场的正常运行时间、优化设备运行工况、降低风力发电设备的维修费用、提高风力发电机组的运行安全性。具体表现如下：
（1）减少非计划性轴承和齿轮的维修工作，可进行基于状态监测的维修；
（2）为制定维修计划提供依据，可在无风或枯风期安排维修；
（3）减少现场日常巡视次数；
（4）降低生产成本，减少生产损失；
（5）减少故障部件的二次损伤；
（6）延长机组使用寿命；
（7）减少备件数，降低损耗率。
三、风力发电机振动监测系统实施方案
该公司是国内在风机上安装振动监测系统的第1家风电运营商，在呼伦贝尔、东台和荣成3个风电场对4种机型、11台风机实施在线监控。
1.呼伦贝尔风电场实施方案
呼伦贝尔风电场安装了33台东方汽轮机厂生产的FB70B-1500型风力发电机组，发电机采用山西永济发电机厂和兰州电机厂电机，齿轮箱选用南高齿和重齿产品，主轴轴承选用SKF公司瓦轴轴承。为了能够将各厂家的产品均覆盖在内，在呼伦贝尔风电场3台风机上安装了在线振动监测系统，同时选用1套便携振动监测设备。
2.东台风电场实施方案
东台风电场安装了41台GE1.5S和51台华锐风力发电机，GE公司的发电机、齿轮箱和主轴轴承都选用同一厂家的产品，华锐公司的风机齿轮箱由华锐公司生产，发电机采用山西永济发电机厂和大连天元电机厂产品。为了覆盖到所有部件厂家产品，东台公司在GE和华锐的风机上各装2套在线振动监测系统，同时选用1套离线振动监测设备。
四、风力发电机振动监测系统实施效果
目前，荣成、东台、呼伦贝尔风电场在线振动监测系统已经安装调试完成，试运行近半年，完成了系统软件的参数设置，如转速触发范围、加速度包络频谱的频宽范围、趋势数据和频谱图的保存时间间隔等；收集风机各部件（包括主轴、齿轮箱、发电机）振动的基础数据，了解风机在不同风况下运行时的振动数据趋势，为风机量身定做了振动预警和报警标准，达到逐步实现智能监测的目的。
1.主轴承
主轴承加速度包络频谱显示运行时主轴承冲击能量平缓，未发现有故障频率，轴承情况良好，但在包络时域波形中有很弱的杂乱的冲击信号，应为润滑油中的杂质所产生，暂不影响设备的运行，应注意润滑维护。
2.齿轮箱
分析振动速度频谱，发现有轻微不对中征兆，径向与轴向均存在较低1倍与2倍峰值，但通过对发电机振动的分析，认为
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