风电齿轮箱故障诊断实例分析.pdf
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风电齿轮箱故障诊断实例分析
肖洪波，刘松松
（沈阳鼓风机集团风电有限公司，沈阳110869）
摘要：介绍了以齿轮箱振动分析为主要手段的风电齿轮箱故障诊断方法，并通过齿面接触磨损分析和齿轮箱润滑油液分析等辅助手段，对风电齿轮箱的故障点进行分析诊断。并以某风电厂某台风力发电机组的齿轮箱故障诊断为例，对风电齿轮箱故障诊断方法进行实例分析。关
键词：风电齿轮箱；振动分析；故障诊断
中图分类号：T H 132.41文献标志码：A
0引言
风力发电机组多安装在环境恶劣的高山、荒野、海滩等风资源较优地区，常年经受无规律的变负荷变向风力作用、阵风的冲击，以及严寒酷暑、盐雾等的影响，致使风力发电机组经常出现故障。
风电机组的常见故障类型包括电气系统故障、传感器和叶片/变桨装置故障、齿轮箱故障等。据统计，我国风场齿轮箱损坏率高达40%～50%，是机组中故障率最高的部件，也是引起风电机组停机的最主要原因［1］，因此，在齿轮箱故障早期进行齿轮箱状态检测，并以此进行故障诊断和分析，可以在早期对故障进行有效诊断，有利于减少维修时间和降低由于齿轮箱故障引起的经济损失，对提高风电场的经济效益和安全性具有重大意义。
1 齿轮箱故障诊断的一般方法
以机械故障诊断的测试手段来分类，主要的故障诊
断方法有直接观察法、振动和噪声检测法、无损检测法、磨损残余物检测法、机械性能参数检测法等。其中最常用的是振动检测法［2］。我们在实例分析齿轮箱故障时使用的
齿轮箱故障诊断方法是以振动检测为主，辅助以直接观察法和磨损残余物检测法。
1.1 齿轮箱故障分析内容
一般情况下，对齿轮箱故障分析主要从以下几个方面开展：1）振动分析；2）齿面接触磨损分析；3）齿轮箱润滑油液分析。
1.2 齿轮箱振动检测点布置
在风电场现场对齿轮箱进行故障诊断时，通常按图 1 一级齿圈高速轴轴高速轴径
径向测点向测点向测点
发电机驱动端径向测点
扭矩臂轴向测点
图1振动传感器布置图文章编号：1002－2333（2014）04－0152－04
位置布置高速采集振动传感器。
2实例分析
以某风电场某台风电机组的齿轮箱故障诊断为例，介绍风电齿轮箱的故障诊断方法。
2.1 振动分析
2.1.1 振动测点分布与安装依据齿轮箱结构，现场安装高
速采集测点的传感器。
具体安装位置见图2。
图 2 齿轮箱高速采集测点
2.1.2 振动数据分析
表 1 为现场高速采集的各测点振动数据的加速度有效值和峭度指标。黑色字体数据为正常指标，灰色字体数
表1振动检测数据
测点项目
100 r/min 500 r/min 1 000 r/min 1 200r /min
空转空转空转加载200 kW 扭矩臂轴向
有效值（/m·s-2）0.143 9 2.702 3 10.814 5 12.417 1
峭度 3.171 9
7.719 1 3.365 9 3.528 1
一级齿圈径向
有效值（/m·s-2）0.236 1 0.237 4 0.245 6 0.250 4
峭度 2.560 5 2.552 0 2.490 5 2.458 7 高速轴径向
有效值（/m·s-2）0.026 8 0.315 8 5.942 7 11.081 3
峭度 4.052 3 3.394 5 6.319 7 33.895 8 高速轴轴向
有效值（/m·s-2）0.236 1 7.343 4 28.135 6 30.132 8
峭度 2.560 5 3.801 5 3.007 4 2.885 1
发电机驱动端径向
有效值（/m·s-2）0.129 2 2.135 9 3.679 1 4.600 0
峭度 3.751 8 3.896 4 3.009 4 37.405 4
152 机械工程师2014年第4期
为不正常指标。从表上的数值来看，一级齿圈径向没有问
题，其他测点红色指标过多，需要进一步分析排除。
扭矩臂轴向、高速轴径向和发电机驱动端径向在
100 r/min 下的峭度均超标（＞3.5）。而从时域波形可以观
察到三者之间具有非常明显的“节律”同步性，由于 3 个
测点跨距较大，相互影响可能性小，因此可以判定这种同
步性是由相同的外部因素造成的，造成这种冲击变动的
原因就是变化的风载。而扭矩臂轴向和高速轴径向的峭
度要大很多的原因是在其时域曲线上可以看到异常的突
发性的短时冲击，在剔除这些阵风造成的冲击点数据后，
三者峭度值基本相同，如图 3 所示。
） 1.0
-2
（m / s · 0.5
扭矩臂轴向振动
-1.0
-0.5
10
20
30
40
50 60 70 80 90 100 ）
时间/s
0.20
-2
（m /s ·0.15
高速轴径向振动 0.10 -0.20
0 -0.05
-0.10
-0.15
10
20
30
40
50 60 70 80 90 100
2）
时间/s
-
1.0 发电机驱动端轴向振动（·0.5
-0.5
-1.0
10 20
30
40 50 60 70 80 90 100
时间/s
图 3 振动数据
如图 4 所示，扭矩臂轴向和高速轴径向在 55 s 左右
受阵风影响振动值偏大，而峭度对冲击性十分敏感，因
1
）
-2
（m
/s ·
-2
加速度
-4
-5
-60 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
时间 /s
0.8
0.7
）
0.6
-2
（m /s · 0.5
0.4
加速度
0.3
0.2 0.1
-0.1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
时间 /s
图 4 100 r/min 扭矩臂轴向和高速轴径向振动
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此，这两个点的峭度值比较大，在剔除这些冲击点后的正
常振动部分峭度与发电机峭度基本相同，因此，100 r/min
的几个异常参数并非齿轮箱本身的故障异常所致。
如图 5，发电机驱动端轴向在 1 200 r/min 峭度大，从 时域波形来看，也是单一大幅值冲击所造成 ，如果是驱动 端轴承自身出现故障，在 100s 的时间内必然会重复出现 冲击波形，而不是如上图所示的只有一次冲击，又峭度对
冲击异常敏感，故而仅此一次冲击就可导致整个时间段内
的峭度值增大许多倍。经过计算，剔除该外部冲击，取后 80 s 的数据进行峭度计算，其值只有 3.060 4，峭度值正常。
300
200
）
-2
（m / s · 100
加速度 0
-100 -200 -300
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
时间 /s
图 5 1 200 r/min 发电机驱动端轴向振动
通过前面的分析，可知：扭矩臂处振动受风载影响较
大，不是该齿轮箱振动超标的根源；发电机和齿圈测点基
X ：16.61 0.30
Y ：0.2901 ）
0.25
-1 （m /s · 0.20
K ：33.7 V ：0.1457
0.15
速度
X ：156.7 Y ：0.0839
X ：123.1
X ：49.94 X ：140 0.05 Y ：0.03843
Y ：0.04689
00
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
频率/Hz
（a ）1 000 r/min 高速轴径向速度谱
X ：20.09 Y ：0.6356 0.6 ）
-1
0.5
（m /
s ·
0.4
速度
0.3
X ：0.062
Y ：0.0092
X ：186.6
X ：60.83
X ：167.7
0.1 Y ：0.0711 Y ：0.08525
0 100 200 300
400
500
600
频率/Hz
（b ）1 200 r/min 高速轴径向速度谱
×10-4
1.8 X ：309 Y ：0.0001474
）
X ：16.41
Y ：0.0001321
-1
X ：171.5 1.2 Y ：0.0001128
1.0
速度
0.8
0.6
0.4
0.2
0 0
100 200 300 400 500
600 700 800 900 1000
频率/Hz
×10-4（c ）1 000 r/min 高速轴轴向振动速度谱
2.0
1.8 X ：209.1
Y ：0.0001875
）
X ：20.11
-1
Y ：0.0001317
1.2 Y ：0.0001086
1.0
速度
0.8
0.6 0.4
0.2
00
100 200 300 400 500
600 700 800 900 1000
频率/Hz
（d ）1 200 r/min 高速轴轴向振动速度谱
图 6 高速轴径向与轴向的速度频谱
机械工程师2014 年第 4 期 153
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本属于正常范围，基本排除其为噪声源的可能；主要的问
题集中在高速轴的径向和轴向振动。
图 6 为高速轴的径向和轴向振动的频谱分析。图 6
依次为 1 000 r/min 、1 200 r/min 高速轴径向与轴向的速度
频谱。根据所得到的频谱可以得出以下结论： 1）高速轴径向振动中，高速轴转频分量是最主要的分
量，其他分量幅值相对较小，且加载后的高速轴 1 倍频率分 量增加量比其 2 倍频分量的增加量要高得多，即 1 000 r/min 频谱一倍频（16.61 Hz ）幅值与其 2 倍频（33.7 Hz ）幅值的
比值约为 2，而 1 200 r/min 频谱一倍频（20.09 Hz ）幅值与
其 2 倍频（40.53 Hz ）幅值的比值约为 6 ，说明转速与载荷
对高速轴径向的影响主要针对的是高速轴转频的 1 倍频
分量，其他分量的影响较小； 2）高速轴轴向振动中，除高速轴转频分量外，另有频 率约为 10 倍和 18 倍高速轴转频的分量，即 1 000 r/min
频谱中的 171.5 Hz 和 309 Hz ，及 1 200 r/min 频谱中的
209 Hz 和 370.7 Hz 分量。通过幅值观察可看到，增加载荷
没有对 1 倍高速轴转频分量产生明显影响，幅值变化不
大，而 10 倍频率分量幅值增大 66%，18 倍频率分量幅值
减小了 26%，且 10 倍频率分量附近的几个峰值也显著增
大。根据齿轮箱各部件的特征频率可知，这两个较大的分 量是高速轴轴承的故障频率分量。 3）如图 7 所示，分别为高速轴径向振动在 500 r/min 、
1 000 r/min 和 1 200 r/min 转速时的时域振动幅值曲线，可
4
3 ）
2
-2 （m /s · 1 加速
度 -1
-2 -3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 时间/s
（a ）500 r/min 高速轴径向振动
60
50
） 40
-
2 （m /s · 30
20 加速度
10 0 -10 -20
-30
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
时间/s
（b ）1 000 r/min 高速轴径向振动
450
400
350
）
-
2
300
（m /s · 250
加速度
200 150 100 50 0
-50
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
时间/s
（c ）1 200 r/min 高速轴径向振动
图 7 不同转速下时域振动幅值曲线
以看到，随着转速的增加，径向振动的偏向性越来越大，振
动幅值区间由开始的［-3，4］到［-30，60］到［-50，450］，说
明振动具有向正向偏移的倾向，这种现象的出现应与高速
轴轴承故障有关。
2.1.3 振动分析小结
初步判断结果为高速轴推力轴承故障导致轴承间隙
增大，由于间隙的增大导致径向方向振动幅值增大，同时
轴承可提供的轴向反力减小，在三级齿轮轴向力的作用
下使得高速轴受到的合力增大，从而导致轴向振动严重
超标，噪声增大。
2.2 齿面接触及磨损情况分析
通过检查内齿圈和行星轮、一级平行轴齿轮、二级平
行轴齿轮的齿面接触长度和磨损情况，均未发现偏载、断
齿、点蚀和磨损的现象。从而可以判断齿面接触正常。
2.3 齿轮箱润滑油液分析
采集齿轮箱润滑油样本，进行油样分析，结果显示油
品中磨损颗粒超标，主要为层状磨损。
2.4 诊断结论
1）通过使用振动测试仪器对扭矩臂、内齿圈、高速轴 径向与轴向、发电机驱动端等部位的测量，确定噪声及振 动来源于高速轴侧，高速轴轴承故障是这台齿轮箱噪声 产生的主要原因。
2）经过各级齿面接触和磨损检查，确定齿轮啮合正常。 3）通过齿轮箱润滑油液的分析，油品中磨损颗粒超 标，主要为层状磨损。
2.5 处理方案
根据 VDI 3834 标准，高速轴振动指标已超过停机极限，
继续运转，将对轴承、齿轮造成损害，建议检查高速轴轴承。
图 8
高速轴轴承损伤
8
7
X ：209.1
20130223 Y ：0.0006212 6
X ：20.12
Y ：0.0004000
X ：306.9
Y ：0.0000007
Y ：0.0003255 X ：227.2 2
Y ：0.0003047
1
100
200 300
400 500
600 700
800 900 1 000
频率/Hz
60
X ：26.5
Y ：0.005200 20130706 50
40
30
20
10
X ：42.4 Y ：0.0002124
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 000
频率/Hz
图 9 齿轮箱修复前后高速轴振动频谱
154 机械工程师2014年第4期
制造业信息化
仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP MANUFACTURING INFORMATIZATION 基于 Pro/ E的注塑机双曲肘合模装置设计
许颖，兰杰，佘昌全
（湖北三峡职业技术学院，湖北宜昌443003）
摘要：简述了Pro/E软件在注塑机液压双曲肘合模机构设计中的运用，并对其设计过程及方法进行了概括，说明了软
件设计及运动仿真的辅助功能在液压双曲肘合模装置设计中的作用。
关键词：注塑机；双曲肘；合模装置；Pro/E 软件；运动仿真
中图分类号：T P 391.7文献标志码：A文章编号：1002－2333（2014）04－0155－02
Design of the Double-toggle Clamping Mechanism in Injection Molding
Machine Based on Pro/E
XU Ying， LAN Jie， SHE Changquan
（Hubei Three Gorges Polytechnic, Yichang 443003, China）
Abstract： Pro/E is used to design the double -toggle clamping mechanism. The design process and method are summarized.
The function of kinematics simulation in the design of double-toggle clamping mechanism is proved.
Key words： injection molding machine; double-toggle; clamping mechanism; Pro/E; kinematics simulation
0 引言后，带动肘活塞杆移动模板固定模板
注塑机主要由注射装置、合模装置、液压传动系统和杆推动移动驱动油缸
电气控制系统组成。其中合模装置的形式按其实现锁模力模板在机架
的方式不同，可分为机械式、液压式和液压—机械式三大上来回移拉杆
类，机械式合模装置在早期出现过，它是依靠齿轮传动和动，完成合
机械肘杆机构的作用实现启闭运动的，因其调整复杂，目模机构的开后模板十字头后连杆前连杆
前已被液压式和液压—机械式合模装置所取代。液压—机闭模动作。图1液压双曲肘合模机构组成简图
械式合模装置主要有液压单曲肘、液压双曲肘及液压撑板 2 液压双曲肘合模装置设计过程
式合模装置，其中液压双曲肘合模装置的结构形式按曲肘在以往的分析过程中，也曾借助过许多软件的仿真
连杆数量和组合方式不同还可以划分出许多种，它的结构功能，但我们只是用来对该机构参数进行优化，没有具体复杂程度相对难度较大，而应用也较为广泛。对整体的三维实体模型进行仿真分析。在此我们考虑用1 液压双曲肘合模装置简介图2的过程进行设计。
液压双曲肘机构按组成曲肘的铰链数可分为四孔型用这种方法可以更加全面地完成设计计算并验证设
和五孔型；如按曲肘排列位置又分为斜排列和直排列。目
运用 Pro/E 运用 Pro/E 运用 P ro/E 运用 Pro/E 运
前使用最多的是五孔斜排列双曲肘机构。
运动仿真设三维造型功装配功能装动仿真功能注塑模具分别安装在固定模板和移动模板上，肘杆计并优化双能设计合模配双曲肘合校调双曲肘
的支撑部分安装在移动模板和后模板上，驱动油缸安装曲肘机构机构零件模机构合模机构
在后模板上。合模机构工作时，由驱动油缸驱动十字头图2运用Pro/E设计注塑机双曲肘合模装置的过程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
2.6 检修验证难，根据齿轮箱故障诊断的现场经验，这种集成目视检查、
齿轮箱经解体检查，发现高速轴2个圆锥滚子轴承内窥镜检查、振动分析和油品分析等综合诊断方法可以有效
的滚子表面及轴承内环出现严重点蚀剥落，如图8所示。地诊断齿轮箱的故障，为风电齿轮箱检修提高了技术保障。
更换新轴承后齿轮箱运行正常，对比修复前后最大［参考文献］
负荷工况高速轴频谱图，如图9所示，修复前表征高速轴［1］彭华东，陈晓清，任明，等.风电机组故障智能诊断技术及系统轴承的故障频率分量10倍转频（209.1 Hz）和18倍转频研究［J］.电网与清洁能源，2011，27（2）：61-66.
［2］武姣，姚肖方.风力发电机齿轮箱故障诊断方法及信号仿真［J］. （368.9 Hz），在修复之后的频谱图中消失。修复之后的频
仪器仪表与分析监测，2011（4）：6-8.
（编辑毕胜）谱图中，高速轴转频是最主要的分量。
3 结论!!!!!!!!!!
作者简介：肖洪波（1980—），女，工学硕士，工程师，主要从事风电齿轮
由于风电齿轮箱结构形式及运行条件的复杂性，所以
箱研制等。
单凭一种诊断方法要准确评估齿轮箱的故障情况非常困收稿日期：2014-01-15
机械工程师2014 年第 4 期 155
风电水电互补电力系统稳定性分析与计算
风电——水电互补电力系统稳定性分析与计算 摘要 本文介绍了含风力发电的风电一水电互补电力系统如何处理风力发电参数，进行稳定性分析与计算的方法，并结合新疆阿勒泰地区布尔津风电一水电互补电力系统计算实例验证其方法的正确性及可行性。 引言 近年来，由于当代科学技术的发展，加之能源短缺和环境保护等方面的影响，人类正在致力于寻找可再生的，取之不尽，用之不竭又是洁净的绿色能源，而水能与风能是绿色能源中最有发展潜力和前景的品种。同时水能与风能又都容易转化为能源的更高级形式一电能，其经济效益显著。 由于风力资源的随机性和季节性使风力发电的出力不平稳，风力发电不具备有功调节和无功调节的能力。风电的缺点也就是无风就无电，影响到风电的连续及稳定性。为了解决风电的连续性和稳定性问题就需要有一个互补系统。 在我国西北、华北、东北等内陆风区，风资源的季节分布特色大多为冬春季风大、夏秋季风小，与水能资源夏秋季丰水、冬春季枯水的季节分布正好形成互补特性，这是构建风能一水能互补系统的基础条件。如果在上述地区内，以带有蓄水调节水库的水电站为依托，在风资源丰富的地点建设适当容量的风电场，两者以电网连接实现季节性能量互补，以水库做为能源调剂手段，就能够实现风能与水能这两种最佳绿色能源的联姻，充分发挥绿色能源的优势，以风一水联手供电取代传统的水一火联合供电，这将是人类能源利用形式的历史性突破。由于阿勒泰地区的风资源和水资源具有极强的互补性，更由于阿勒泰地区具有较大的水电装机容量，而且其中有三个电站带有库容可观的调节水库，因此在该地区突破传统限制，在风电装机大大超出电网容量10％的条件下建设水电一风电互补系统，在技术上和经济上都是可行的。在我国类似阿勒泰那样资源条件的地区还有很多，都可以构建水电一风电互补系统解决供电问题，这将是对现有禁区的重要突破，有可能为阿勒泰及有类似条件地区的电源建设找到一条最为多快好省的途径。 1问题的提出 在电力系统中，传统的发电方式为水力发电和火力发电，一般均为同步电机。目前，风力发电这一新成员加入电网，一般都采用电容励磁感应异步发电机。使其分析计算复杂化。风电的加入使电网的稳定性受到影响。对风力发电机如何给定运行条件，如何建立数学模型、如何确定参数，是进行含风力发电的风电一水电互补电力系统静态和暂态及动态稳定性分析和计算的关键。本文介绍了含风力发电的风电一水电互补电力系统如何处理风力发电参数，进行稳定计算的方法。 2风力发电机的处理 电力系统是由发电厂、输电网络及电力负荷三大部分组成的能量生产、传输和使用系统。在过去的几十年间，同步发电机(水轮发电机或汽轮发电机)、输电网络及负荷的稳定计算已经成熟。只有风力发电技术在国内外都属于研究阶段，建立适合潮流计算、暂稳、动稳和静稳
风电齿轮箱断齿问题分析
风电齿轮箱断齿问题分析 一、引言 近年来中国的风电产业蓬勃发展，2011年全国新增装机容量达18ＧＷ，居世界第一。以华锐风电科技（集团）股份有限公司、金风科技股份有限公司、国电联合动力技术有限公司为代表的一批本土风电装备及关键零部件制造企业正在迅速崛起，推动我国发展成为世界上最大的风电装备制造基地。但我国自主风电装备制造仍然面临着一些深层次的问题，值得深思，且直接体现在以下两方面：一是中国区域气候特点明显，北方具有沙尘、低温、冰雪等恶劣工况，东南沿海具有台风、盐雾等恶劣工况，这与欧洲的标准风况（ＩＥＣ６１４００－１）差异明显，使得在引进技术基础上制造的风电装备的可靠性不足，故障率较高。我国北方的大型陆上风场普遍存在的长时间干燥扬尘的低温气候，对风电机组正常运行的影响非常大，会导致叶片表面损伤乃至脆断，而且液压系统密封不良、污染、液压油黏度增大等会产生工作不良及安全问题，齿轮箱密封润滑系统功能退化、低温停机较长时间后变速箱内油温低、黏稠等都会降低系统寿命，而西欧的海洋性暖温带气候则要温和得多，对风电设备的性能影响也小。二是当前国内的风机开发与欧美发达国家还存在着明显代差。欧美风电装备制造企业已经跨域了5—6ＭＷ的水平，正在大力推进10ＭＷ级风电装备的研制工作，而国产主流机型还处于 1.5—3ＭＷ的级别。更重要的是我国风电制造企业在核心技术上基本处于引进吸收和模仿阶段，尚未具备系统性的装备自主研发能力，引进的是产品线及部分生产技术，但是没有形成系统的设计开发能力和生产技术开发能力。这也是我国在风电装备开发、生产和应用上与国际先进水平差距显著的重要原因。分析近年来我国风电装备产业的发展历程，多数风电装备制造企业的技术能力与实际的设备可靠运行要求之间还存在着显著的差距。从风电装备服役运行中的主要技术问题做起，探究相关的设计制造科学理论与先进技术方法，提升自主设计能力及制造技术能力，已成为我国风电装备制造产业健康发展的重大课题。因此，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020）》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（2010）中都明确提出了“重点研究开发大型风力发电设备”、“提高风电技术装备水平，有序推进风电规模化发展”等要求。 总体上说，因主传动链机械故障导致停机的时间占据了风机故障停机时间的40%—60%甚至更多，是影响系统性能和可靠服役的关键问题（国产风电齿轮箱的问题更显著一些）。导致这些机械故障产生的主要外在因素可以归纳为极端气候条件、长期交变载荷作用、恶劣工作环境与复杂载荷的综合作用等，而主要的内在原因则可以追溯到传动系统的结构及装配质量技术等问题。目前新一代风机随着单机容量的增大，部件的尺寸、质量、系统复杂程度都在增加，同时包括海上风机在内的装备发展对系统可靠性的要求在进一步提高，因此对传动系统的相关问题如果不给予更大重视，必然会增加系统的故障率，降低服役可靠性。 二、断齿问题分析 1.齿轮损伤 齿轮损伤主要包括轮齿折断（断齿）、齿面疲劳（点蚀）、齿面胶合、齿面磨损等。对齿轮箱中齿轮出现的故障，国内外的观察结果或报告都较为一致，即发生最多的仍为齿面的损坏，从应用初期的微点蚀，到逐步扩展的大面积点蚀、剥落或磨损。断齿常由细微裂纹逐步
齿轮箱操作手册.
用以驱动风力发电机的PPSC1290-MY型齿轮箱 操作手册 Jahnel-Kestermann Getriebewerke 有限公司Hunscheidtstrasse 街116号44789 Bochum市（德国)
操作手册内容目录 技术数据---------------------------------------------------- 安全------------------------------------------------------------100-0003-01 综述------------------------------------------------------------100-0003-02 运输------------------------------------------------------------100-0012-03 结构和功能---------------------------------------------------350-0019-04 装配-------------------------------------------------------------100-0006-05 准备工作-------------------------------------------------------100-0004-06 启动-------------------------------------------------------------100-0001-07 运行-------------------------------------------------------------100-0001-08 维护-------------------------------------------------------------100-0006-11 推荐的润滑剂-------------------------------------------------100-0006-11 在运行之前请仔细阅读并遵守操作手册和安全措施
风机齿轮箱介绍
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低温状态下抗冷脆性等特性；应保证齿轮箱平稳工作，防止振动和冲击；保证充分的润滑条件，等等。对冬夏温差巨大的地区，要配置合适的加热和冷却装置。还要设置监控点，对运转和润滑状态进行遥控。 不同形式的风力发电机组有不一样的要求，齿轮箱的布置形式以及结构也因此而异。在风电界水平轴风力发电机组用固定平行轴齿轮传动和行星齿轮传动最为常见。 如前所述，风力发电受自然条件的影响，一些特殊气象状况的出现，皆可能导致风电机组发生故障，而狭小的机舱不可能像在地面那样具有牢固的机座基础，整个传动系的动力匹配和扭转振动的因素总是集中反映在某个薄弱环节上，大量的实践证明，这个环节常常是机组中的齿轮箱。因此，加强对齿轮箱的研究，重视对其进行维护保养的工作显得尤为重要。 第二节设计要求 设计必须保证在满足可靠性和预期寿命的前提下，使结构简化并且重量最轻。通常应采用CAD优化设计，排定最佳传动方案，选用合理的设计参数，选择稳定可靠的构件和具有良好力学特性以及在环境极端温差下仍然保持稳定的材料，等等。 一、设计载荷 齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载荷。其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。 风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础。载荷谱可通过实测得到，也可以按照JB/T1030 0标准计算确定。当按照实测载荷谱计算时，齿轮箱使用系数KA＝1。当无法得到载荷谱时，对于三叶片风力发电机组取KA=1.3。 二、设计要求 风力发电机组增速箱的设计参数，除另有规定外，常常采用优化设计的方法，即利用计算机的分析计算，在满足各种限制条件下求得最优设计方案。 （一）效率 齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在试验中实测得到。功率损失主要包括齿轮啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、风阻损失、其它机件阻尼等。齿轮的效率在不同工况下是不一致的。 风力发电齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率应大于97%，是指在标准条件下应达到的指标。 （二）噪声级 风力发电增速箱的噪声标准为85dB（A）左右。噪声主要来自各传动件，故应采取相应降低噪声的措施： 1. 适当提高齿轮精度，进行齿形修缘，增加啮合重合度； 2. 提高轴和轴承的刚度； 3. 合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振； 4. 安装时采取必要的减振措施，将齿轮箱的机械振动控制在GB/T8543规定的C级之内。（三）可靠性 按照假定寿命最少20年的要求，视载荷谱所列载荷分布情况进行疲劳分析，对齿轮箱整机及其零件的设计极限状态和使用极限状态进行极限强度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析、动力学分析等。分析方法除一般推荐的设计计算方法外，可采用模拟主机运行条件下进行零部件试验的方法。 在方案设计之初必须进行可靠性分析，而在施工设计完成后再次进行详细的可靠性分析计算，其中包括精心选取可靠性好的结构和对重要的零部件以及整机进行可靠性估算。 本月热门 ·语文教学论文集语文论文·毛泽东军事思想来源论略_·电子商务与物流_电子商务·建立科学有效的绩效管理体·浅谈小学一年级数学教学数·突围三农：求教马克思_经·锁定高效沟通管理_管理理·音乐课应重视音乐欣赏论·小学低年级识字教学浅谈语·网络营销市场每周分析摘要·小学一年级语文数学试卷集·德育“六化”_德育论文 ·初中学生期末评语300条_班·试论旅游资源的开发与保护·“做个守纪律的学生”主题 本日热门 ·浅谈小学一年级数学教学数·小学低年级识字教学浅谈语·音乐课应重视音乐欣赏论·突围三农：求教马克思_经·初中学生期末评语300条_班·试论大学生体育能力及其培·社交礼仪 ·全面预算发展趋势——战略·学会宽容_思想道德论文·如何创建学习型组织 ·目前国内经济形势与建立社·“做个守纪律的学生”主题·小学一年级数学试题库 ·探究──小学科学教育的灵·在企业各层级建立领导力
直驱式风力发电系统
第一章双PWM型变流电路简介 本文讨论克驱式风电系统的一种电力变换装拓扑结构，选取背靠 背双PWM型变流电路为研究对彖. 直驱式风电系统结构原理如图1-1所示。 风轮电机 图1-1永磁同步电机直驱式风力发电系统并网结构图双脉宽调制(pulse-width modulation, PWM)变流器是由2个电压源型变流器(voltage source converter, VSC)背靠背连接构成，2 VSC直流侧通过直流母线并联，两极直流母线Z间并联滤波电容器以提高直流电压的电能品质。由于该电路结构是完全镜面对称的，文献中称这种结构为背靠背连接。背靠背双PWM变流器以其控制功能灵活、交流侧功率因数可调和直流电压可控等诸多优点，在轻型直流输电、统潮流控制器和柔性功率调节器等柔性交流输电技术领域 中获得了广泛的应用。 该电路拓扑结构如图1-2所示，整流和逆变部分都采用PWM三相桥实现，这种结构的优点：输入电流为正弦波，减少了发电机的铜耗和铁耗；发电机功率因数可调节为1,且能够与大阻抗的同步发电机相联接。凤轮
图1-2三相电压型PWM逆变器的拓扑结构 第二章双PWM变流器动态数学模型 三相桥式拓扑结构构中交流侧采用三相对称的无中线连接方式, 图中L代表交流侧滤波电感参数，R为电感中的寄生电阻，图中直流电压源1｝血代表并网变流器直流母线电压，同时也是与发电机转了绕组相连的变流器直流母线电压。为建立三相电压源型并网变流器的数学模型，根据其其拓扑结构，首先作以下假设： 1.电网电动势为平稳的纯正弦波电动势（e a,e b,e c）o 2?主电路开关元器件为理想开关，无损耗。 3?三相参数是对称的。 4?网侧滤波电感L是线性的，且不考虑饱和。 以A相为例，当VI导通V2关断时，直流电源Ude正极直接加到节点a处，由图可知，U M1 =U dc/2；当V2导通VI关断时，直流电源Ude负极接于节点a处，同理可知，=-U dc/2,同理易知节点b和c也是根据上下MOS管V5、V6 ）导通情况决定其电位的，由此可见，三相中任一相输出的相电压都有正负两个电平，因此这种结构的逆变器称为三相两电平逆变器。 图中1｝如是逆变器输入的直流电压，Ug,b,c）、i（a,b,c）分别为逆变器输出的电压和电流，e（a,b,cj是电网的正弦波电压。通过对VI至V6六个MOS管进行合适的PWM控制，就可以实现逆变器输出电流与电网电压相位相同这一目标。 在上述假设条件下，根据三相有源逆变器的拓扑结构和三相电压源型PWM并网变流器的开关工作原理，利用基尔霍夫电压、电流定律，建
齿轮箱故障诊断
风力发电机组齿轮箱故障诊断 摘要: 通过对不同齿轮箱振动频谱的检测结果的分析，论述了判断齿轮箱由于长期处于某些恶劣条件下，如交变载荷或润滑油失效，引起的齿轮和轴承损坏的检测方法。分析了齿轮箱出现故障的原因以及应采取的措施。 关键词：风电机齿轮箱轴承状态检测 一、风电机组齿轮箱的结构及运行特征 我国风电场中安装的风电机组多数为进口机组。近几年来，一批齿轮箱发生故障，有些由厂家更换，也有的由国内齿轮箱专业厂进行了修理。有的风场齿轮箱损坏率高达40~50%，极个别品牌机组齿轮箱更换率几乎接近100%。虽然齿轮箱发生损坏不仅仅在我国出现，全世界很多地方同样出现过问题，但在我国目前风电机组运行出现的故障中已占了很大比重，应认真分析研究。 1) 过去小容量风电机组齿轮箱多采用平行轴斜齿轮增速结构，后来为避免齿轮箱造价过高、重量体积过大，500kW以上的风电机组齿轮箱多为平行轴与行星轮的混合结构。由于风电机组容量不断增大，轮毂高度增加，齿轮箱受力变得复杂化，这样就造成有些齿轮箱可能在设计上就存在缺陷。 2) 由于我国有些地区地形地貌、气候特征与欧洲相比有特殊性，可能对标准设计的齿轮箱正常运行有一定影响。我国风电场多数处于山区或丘陵地带，尤其是东南沿海及岛屿，地形复杂造成气流受地形影响发生崎变，由此产生在风轮上除水平来流外还有径向气流分量。我国相当一部分地区气流的阵风因子影响较大，对于风电机组机械传动力系来说，经常出现超过其设计极限条件的情况。作为传递动力的装置-齿轮箱，由于气流的不稳定性，导致齿轮箱长期处于复杂的交变载荷下工作。由于设备安装在几十米高空，不可能容易地送到工厂检修，因此经常进行状态监视可以及时发现问题，及时处理，还可以分析从出现故障征兆到彻底失效的时间，以便及时安排检修。
风力发电机齿轮箱振动测试方法
风力发电机组齿轮箱振动测试与分析 唐新安谢志明王哲吴金强 摘要对齿轮箱做振动测试和分析，通过模式识别找到齿轮箱损坏时呈现的特性，为齿轮箱故障诊断提供依据。 关键词风力发电机组齿轮箱振动分析故障诊断 中图分类号 TH113. 21 文献标识码 A 我国风电场中安装的风力发电机组多为进口机组。因为在恶劣环境下工作，其损坏率高达40%～50%。随着清洁能源的普及，齿轮箱的故障诊断和预知维修已迫在眉睫。本文就齿轮箱的故障诊断作一些探索性研究。 一、齿轮箱振动测试 采用北京东方所开发的DASP(Data Acquisition and SignalProcessing)测振系统，对某风电场4#、5#机组齿轮箱的不同测点（图1）做振动测试和分析，4#机组刚进行过检修运行正常作为对照机组，5#机组噪声异常为待检机组，对两机组齿轮箱的振动信号对比分析，判断存在故障。齿轮箱特征频率见表1。 表1 齿轮箱特征频率表 Hz
二、信号分析 1.统计分析 由统计表2、表3可看出，5#机组振动值明显偏大，尤其是5～10测点振动值基本上是4#机组相应测点的2倍以上。 表2 4#机组幅域统计表 m/s2 表2 5#机组幅域统计表 m/s2 5#机组概率分布及概率密度函数反映其时间序列分布范围较宽（图2），峭度系数（即四阶中心距）与4#机组的（图3）明显，同（若以4#机组为标准g=0，那么5#机组g=0），预示5#机组存在古障。
2.时域分析 通过时域分析（图4、图5），发现5#机组齿轮箱振动信号有明显异常．幅值转大，且 有明显的周期性，其频率约大20Hz 。
3.频坷分析 由图6可见，5#机组齿轮箱的频谱图既有调幅成分又有调频成分（调制频率对中心频率 的幅值不对称）。
解答70个风电齿轮箱的问题
https://www.360docs.net/doc/9913576290.html,/topic_1101905_1_1.html机械CAD技术论坛 70 楼主您好，减速机圆柱斜齿轮在运转几个月后就出现了齿面的点蚀和磨损，同时出现了高速轴的断裂，现在想请教齿面的修复一般几种方法，效果如何？ 齿面修复一般有两种方法：重磨；或者对于对称的齿轮，可以翻转使用，即以另外一个面作为工作面，当然你的齿轮箱必须是单向工作的。 看你的描述，问题比较严重，应该从设计上开始查起，以确定原因，彻底解决问题。 69 有个问题想请教楼主一下,1.5MW风机的刹车盘是可以作成齿轮结构的，用于风机停机时定位盘锁紧时插入定位销时通过刹车盘带动联轴器进行盘车,我想请问一下将刹车盘作成齿轮结构时,与刹车盘啮合的主动轮与刹车盘之间传动比大约为多大?若主动轮上安装电机带动,电机的功率大约多大呢? ij速比一般在4到5之间，电机的大小需要计算，差入定位销的时候，风机已经顺桨，需要知道转动叶轮需要多大的扭矩，然后根据齿轮箱的速比确定电机的大小。 68 请问：风电齿轮箱的空心输出轴发生变形弯曲，如何修复，机子已吊装好？ 空心轴一般指的是输入轴.如高速轴弯曲,机舱内更换, 输入轴弯曲, 换齿轮箱. 67 请问楼主华锐3MW的传动链形式 O型双列圆锥棍子轴承外圈和机架,内圈通过一格过渡法兰和齿轮箱联接. 66请问楼主:风电齿轮箱油低位报警是什么原因啊? 还有齿轮箱的空气滤清器在使用一段时间后全部变蓝是什么原因? 油位报警的原因,要么是缺油, 要么就是齿轮油回油不畅, 导致虚假报警. 空气滤清器中有防止空气中水分进入齿轮箱的物质, 无水硫酸铜. 当硫酸铜吸水后, 就变蓝, 含水的硫酸铜是蓝色的. 65 楼主，能讲讲齿轮箱型试试验吗？具体的分为背背对式和机械式（中国汉森的那种），这两的优缺点是什么？ 你的问题比较混乱, 型式试验是指的齿轮箱的载荷试验,寿命试验等. 齿轮箱试验台都是背靠背的,但是能量反馈有两种, 一种是电力反馈, 另一种是机械反馈. 电力反馈的试验台的柔性更大, 测试的速度更快, 而机械的试验台成本更低,但柔性也低. 64 齿轮箱的技术发展倾向,a, The wind turbine gearbox development is depending on the drive train concept development. Hybrid DT concept for large power (>=3MW) turbine, so one or two stage gearbox is designing more and more. b,With the large power turbine was designed, big power gearbox was a direction, like Winery 5/6, 6.5MW MW, Movents 3MW, Bosch 3MW and 6.5 MW, NGC 3MW and Chongqing 3MW and so on. c,The flexible pin design was used on wind turbine gearbox. d,Integrated Planet Bearings on planet stage (CRB/TRB). e,TRB was used on the planet gear more and more. f,Micro pitting was calculated and investigated in gearbox supplier. g,L1 for bearing lifetime rating was calculated. h,TRB x arrangement was used on HSS stage NRE side more and more in China supplier. it is a normal
风力发电机组齿轮箱的故障及其分析
毕业设计（论文）2010 级风能与动力技术专业 题目：风力发电机组齿轮箱的故障及其分析 毕业时间： 学生姓名：X X X 指导教师：X X X 班级：10风电（1）班
目录 一、绪论 (1) (一)风力发电机组齿轮箱故障诊断的意义 (1) 二、风力发电机组齿轮箱的故障诊断 (2) （一）风力发电机组齿轮箱的常见故障模式及机理分析 (2) （二）齿轮箱典型故障振动特征与诊断策略 (6) （三）针对齿轮箱不同故障的改进措施 (9) 三、结论 (12) 参考文献: (12) 致谢 (13)
风力发电机组齿轮箱的故障及其分析 摘要:随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力，能源问题和环境污染日益突出。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源，因其使用便捷、可再生、成本低、无污染等特点，在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展。风力发电己成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故，造成巨大的经济损失。 本论文先探讨了课题的实际意义以及风力发电机常见的故障模式，在这个基础上对齿轮箱故障这种常见故障做了详尽的阐述，包括引起故障的原因、如何识别和如何改进设计。通过对常见故障的分析，给风力发电厂技术维护提供故障诊断帮助，同时也给风电设备制造和安装部门提供理论研究依据。 关键词:风力发电机;故障模式;齿轮箱;故障诊断 一、绪论 (一)风力发电机组齿轮箱故障诊断的意义 风电对缓解能源供应，改善能源结构、保护环境和电力工业的持续发展意义重大。这些年来，风电机组在我国得到了广泛的安装使用。随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，风力发电机的故障也成为一个不容忽视的问题。 随着风电机组运行时间的加长，目前这些机组陆续出现了故障（包括风轮叶片、变流器、齿轮箱、变桨轴承，发电机、以及偏航系统等都有），导致机组停止运行。当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故。风电机组的部分部件一旦损坏，在风电场无法修复，必须运到专业厂家进行修理。因其维修费用高、周期长、难度大，势必给风电场造成巨大的经济损失，严重影响了风电的经济效益。 风电机组的输出功率是波动的，可能影响电网的电能质量，如电压的偏差、电压的波动和闪变、谐波以及周期电压脉动等。当风电机组发生故障时，输往电网的
风电场风力发电机组调试作业指导书
附件9 中国国电集团公司 风电场风力发电机组调试作业指导书 1 目的 本作业指导书是为规风力发电机组的现场调试工作编制，主要包含了风力发电机组现场调试工作的项目、步骤和记录，为保证调试工作的标准化提供了参考依据。 2 围 本作业指导书适用于中国国电集团公司全资或控股建设的风力发电机组的现场调试工作，各项目公司应参照本指导书要求，结合风力发电机组型号，分别编制对应机型的调试作业指导书。 现场具体机型的调试作业指导书应包括但不限于本作业指导书中涉及到的技术容。 3引用标准和文件 《风力发电机组安全要求》GB/T 1845.1.1-2001 《风力发电机组通用试验方法》GB/T 19960.2-2005 《风力发电机组功率特性试验》GB/T 18451.2-2003，IEC61400-12:1998 《风力发电机组控制器试验方法》GB/T 19070-2003 《风力发电机组齿轮箱》GB/T 19073-2003 《风力发电机组验收规》GB/T 20319-2006 《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549-93
《风力发电机组异步发电机试验方法》JB/T 19071.2-2003 《风力发电场安全规程》DL 796-2001 《风力发电机组偏航系统第2部分试验方法》JB/T 10425.2-2004 《风力发电机组制动系统第2部分试验方法》JB/T 10426.2-2004 《风力发电机组一般液压系统》JB/T 10427-2004 《风力机术语》JB/T 7878-1995 4 术语和定义 本作业指导书中的术语及定义均参照《风力机术语》使用。 根据风力发电机组不同机型具体调试容的差异，本指导书所涉及的特定术语的指示或有不同，宜根据调试的具体机型编制适用的术语和定义。 5 调试前的准备 调试前须确认风力发电机组、配电变压器等相关设备安装工作已通过验收，无遗留缺陷；检查基础接地报告检测数据合格；风力发电机组已具有紧急情况下能够使用的安全设备（安全带、安全绳、安全滑轨等）、灭火器、急救装置等。 5.1技术文件准备 (1)调试方案。 (2)调试技术手册：各零部件说明书及接线图，必要的电气、液压、机械图纸、机组通讯连接拓扑图等。 (3)对应机组的参数列表。 (4)出厂调试记录。
风电模型
一、风力发电模型 1风速数学模型 一年当中的大部分时间中风速都是比较平稳的，风速在0~25m/s 之间发生的概率较高。研究表明，绝大多数地区的年平均风速都可以采用威布尔分布函数来表示 ])exp[()(1k k c v c v c k v -=）（? 其中v 是平均风速，c 是尺度系数，它反映的是该地区平均风速的大小；另一个形状系数k,它能够反映风速分布的特点，对应威布尔分布密度函数的形状，取值范围一般在1.8到2.3之间。 在有些研究中为了考察暂态过程中风速的变化情况，也可以风速分解，采用四分量模型，即：基本风、阵风、渐变风和随机风。 2单个风电场模型 风力发电场输出功率的变化主要源于风速和风向的波动、风力发电机组的故障停运等，而坐落在同一风力发电场的不同风机具有几乎相同的风速、风向，因此可以假设同一风力发电场内所有风机的风速和风向相同，然后根据风力发电机组的功率特性曲线求出单个风机的输出功率，所有风机功率之和乘以一个表示尾流效应的系数即为该风力发电厂的输出功率。
其中，t SW 为风机轮毂高度处的风速，co r ci ,V V V ，以及r P 为别为风机启动风速、额定风速、切除风速以及风机额定功率。在此基础上，引入了风机停运模型来模拟风力发电机组的故障停运：风力发电机组具有一定的故障率。当风机处于检修状态时，输出为零；当风机处于运行状态时，输出功率由风力发电场风速决定 二、光伏发电模型 1，光伏发电系统是由光伏电池板、控制器、电能存储和变换等环节构成的发电与电能变换系统。 2，光伏发点输出功率模型 其中，P 为输出功率，mod η为该小时环境温度下的模块效率，A 为光照总面积，wr η为配线效率系数，pc η为功率调节系统的效率，tilt I 为倾斜面的光照，l horisconta I 为水平面的光照，R 为l horisconta I 到tilt I 的折算系数，sd η为模块的标准效率，m f 为匹配系数，β为效率改变的温度系数，cell T 为环境温度。
风力发电机齿轮箱结构及其主要故障类型的处理方法
风力发电机齿轮箱结构及其主要故障类型的处理方法摘要 第一章绪论 1.1论文的目的和意义 1.2风力发电的现状 1.3风力发电齿轮箱的研究现状 第二章齿轮箱结构 2.1风力发电机的整体结构 2.2齿轮箱的结构及其传动方案 第三章风力发电机组齿轮箱故障类型 3.1齿轮箱的主要故障类型 3.2风力发电机组齿轮箱振动故障分析 3.3风力发电机组传动齿轮油温故障分析 第四章风力发电的发展存在问题和主要趋势 4.1我国风电齿轮箱设计生产存在问题 4.2风电发展的主要趋势 致谢 参考文献
中文摘要 摘要：风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚，技术薄弱，特别是兆瓦级风电齿轮箱，主要依靠引进国外技术。因此，急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究，真正掌握风电齿轮箱设计制造技术，以实现风机国产化目标。 本文以兆瓦级风力发电机齿轮箱为对象，通过方案选取，齿轮参数确定等对其配套的齿轮箱进行阐述。 首先，介绍全球风力发电产业高速发展和国内外风电设备制造业概况，阐述我国风力发电齿轮箱的现状及齿轮箱的研究。 其次，确定齿轮箱的机械结构。选取两级行星派生型传动方案，通过计算，确定各级传动的齿轮参数。对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮受力结果。依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。 然后，论述了风力发电机组齿轮箱故障诊断的主要类型，深入探究风电机组齿轮箱振动故障机理，研究了油温高的故障机理，分析了传动齿轮温度场和热变形的情况。 最后，阐述我国风力发电存在的主要问题和发展前景。 关键词：风电齿轮箱；结构；故障类型；存在问题
风电现场运行维护及注意事项(最新版)
风电现场运行维护及注意事项 (最新版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0710
风电现场运行维护及注意事项(最新版) 安全是一切工作的根本。因此，负责风电场运行维护的管理人员有责任和义务教育指导并督促所有工作人员和能够接触到风机的其他人员执行风机的安全工作要求。 一．主要注意事项 1.以下情况，应停止维护工作： 1.在风速≥12m/s时，请勿在叶轮上工作。 2.在风速≥18m/s或雷雨天气时，请勿在机舱内工作。 2.以下情况，进行维护工作时应注意： 1.在风机上工作时，应确保此期间没有无关人员在塔架工作区内或在周围停留。 2.因为是对高压电器的维护，所以不要单独在塔架及机舱内进行维护工作。
3.塔桶平台的窗口在通过后应当立即关闭。防止工具和其他物件坠落伤人。 4.使用提升机吊运物品时，勿站在吊运物品的正下方。地面工作人员应该站在上风向。 3.与电气系统有关的操作，进行维护工作时应注意： 1.为了保证人员和设备的安全，未经允许或授权禁止对电气设施进行任何操作。 2.工作过程中应注意用电安全，防止触电。如果需要在进行与电控系统相关的工作之前，断开主空开以切断电源，并在门把手上挂警告牌。 3.不允许带电作业：如果某项工作必须带电作业，只能使用特殊工具和专业人员操作，带电作业时工作人员必须使用绝缘手套、橡胶垫和绝缘鞋等安全防护措施，完毕以后将裸露的导线作绝缘处理，并做彻底检查，防止别的工作人员意外触电。 4.爬升塔架时应注意： 1.打开塔架及机舱内的照明灯，开关位于主控柜的侧面。
风电安装手册
风力发电机安全手册编号：FT000320-IT R00
目录 1．责任与义务 2．安全和防护设备 2．1 必备设备 2．2 用于特殊操作的设备2．2．1 用于紧急下降的设备2．2．2 其它特殊操作 3．基本安装注意事项 3．1 概述 3．2 对风力发电机的操作 3．3 在风力发电机附近逗留及活动3．4 访问控制单元和面板 3．5 访问变压器平台 4．安全设备 4．1 紧急停止 4．2 与电网断开 4．3 过速保护设备（VOG） 4．4 机械安全设备 4．4．1 啮合锁 4．4．2 活动元件的保护罩4．4．3 机舱顶的栏杆 4．4．4 机舱后门的栏杆 5．在风力发电机内部检查或工作6．对风力发电机的设备的操作6．1 使用绞盘 6．2 使用紧急下降器 7．风力发电机的固定 8．急救 9．应急计划 10．发生火灾时的应急措施11．发生事故时的措施
1．责任与义务 Gamesa Eólica将安全与健康方向的考虑放在首位并一以贯之，因此在我们生产的风力发电机的设计中体现了防护的需要。 设计是在决不损害人、动物或者财产的前提下进行的。因此，只要风力发电机的安装、维护和使用遵照Gamesa Eólica的设计，就不会出现这方向的问题。 经批准接触或使用风力发电机的人员在《工作场所安全与健康》方面有权得到有效保护。 同样，经批准在风力发电机中进行有关工作的人员必须遵守《工作场所的安全与健康以防工作场所事故》的有关法律及法规，在执行任务时必须正确地使用工作设备和所有防护性设备，在可能遇到的危险情况的出现必须及时报告。 经批准执行安装任务的人员必须已经接收了足够且合适的理论与实践方面的训练以正 确执行任务。 本文档介绍基本的预防，在接触风力发电机时在安全方面必须遵守的义务及程序。不同维护工作的具体安全措施将在有关这些操作的具体文档中介绍。 2．安全及防护设备 2．1必备设备 在对风力发电机进行任何检查或者维护工作之前，每个人至少应该理解如下设备的使用说明： ●安全设备 ●可调的系索 ●系索（1m和2m） ●安全头盔 ●安全手套 ●防护服 除了上面指出的设备外，每个维护或者检查小组必须具有如下物件： ●紧急下降设备 ●灭火器（在运输工具中有） ●移动电话 在任何时候，不管是在风力发电机内部还是在其外部，都应该使用安全头盔。 建议在上升设备中准备手电筒、安全眼镜和保护性耳塞，这取决于要完成的工作（是对正在运行的风力发电机的检查还是维护）。 操作者必须正确使用安全设备并在使用之前和之后都对安全设备进行检查。对安全设备
风电齿轮箱润滑状态监测与故障诊断系统开发
? 149 ? ELECTRONICS WORLD ?技术交流 我国的风力发电机组主要布置在偏远山区，环境较为恶劣，而且还有部分风力发电机组布置在高原、海上等，受到高强度风的冲击，可极易引发故障。本文主要针对风电齿轮箱润滑系统进行研究，提出当前风电齿轮箱润滑状态运行中存在的问题，针对问题提出装填监测与故障诊断系统设计方案，给出硬件和软件设计，并分析其功能。1.风电齿轮箱 风电齿轮箱作为风力发电机组中的重要组成部件，能够实现动力传递，将风能转化为机械能并将动力传递给发电机获得相应转速。在风力的作用下，发电机组能够获得一定的动力，但是风轮的转速往往很低，不能满足发电机发电要求，因此需要在风力发电机组中配备相应的齿轮箱来实现增速，提高风能利用率。根据风力发电机组运行的实际要求进行不同设置，对于传动轴（大轴）和齿轮箱既可以合为一体也可以分开进行布置，在两者之间还往往通过联轴节进行连接。在风力发电机组中还往往在齿轮箱的输入/出端配备相应的刹车装置来实现风力发电机组的制动能力。配合叶尖制动（定浆距风轮）或变浆距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。 2.风电齿轮箱润滑常见故障及原因分析2.1 润滑油黏度变化 对于风力发电机组而言，基本上每天都在运行进行发电工作。由于工作时间较长、负载较大，会导致油温升高出现氧化情况，而氧化会产生油泥沉积物等物质，这些物质会使得润滑油的粘度先下降后上升，润滑肉的承载能力下降明显，对于齿轮箱中的各个部件而言，没有很好的润滑会产生较大磨损，引发故障。而且润滑油的粘度增大，使用中油温和油压均会出现明显升高现象，出现齿面胶合等现象，甚至严重情况下会引发轴承受热变形。2.2 齿轮油水分影响 对于风力发电机组而言往往在海岛等地区进行工作，另外还在荒漠等地区这些地区的温度往往较低，如果不能及时的更换齿轮箱中的空气呼吸机，长期下来就会导致水分的沉积。而水分是影响齿轮箱润滑油质量的一个关键因素之一，如果水分含量过大会导致齿轮箱的油发生乳化，齿轮件极易出现锈蚀问题。2.3 氧化因素 由于风力发电机组长时间工作，润滑油也会长时间使用。而长时间的运行必然导致油温升高，油会出现氧化问题，而且在运行中还会由于各种不可控因素导致污染产生，最终导致润滑油的氧化程度升高，性能会随之下降，在齿轮箱当中产生酸性物质，对于齿轮箱中的各个部件而言会产生严重腐蚀，对于滤芯以及各个配件而言会产生不同程度的损耗。2.4 磨损检测 对于齿轮运行而言，通过渐开线接触的方式进行啮合，这种运行方式下齿轮不会发生相对滑动。在齿轮箱中引入润滑油主要是润滑齿轮，保证齿轮发生比较小的磨损。在风力发电机组的运行中必须关注异常磨损问题，卡阻异常会导致异常磨损更加严重。润滑油快速发黑并且在齿轮箱中有铁屑的时候应该考虑异常卡阻问题，异常磨损往往与油膜无法有效建立相关；磨屑增多及滑油粘度异常也有关联关系，另外是滑油变性，或水分等腐蚀齿轮的成分增大时，也会出现齿轮磨损增大。 3.风电齿轮箱润滑状态监测与故障诊断系统设计3.1 硬件系统设计及构成 对于风力发电机组的润滑状态监测系统而言，必须要有相应的系统硬件进行支持。整个监测系统由数据传感器来进行信息的采集，并由变送器来进行信息传递，另外还有数采模块以及工控机通信线路协调配合实现最终功能。 3.1.1 传感器 在风力发电机的齿轮箱中，往往涉及到多个参数以及变量的监控，针对不同的参数以及变量需要采用不同的传感器俩进行采集，传感器型号的选择如表1所示。 表1 传感器及其选型 测量对象型号参数 振动YD010量程：0-20mm/s 温度PT100量程：-60-200℃压力HDA4400 量程：6000-100000kPa 图1 软件系统程序设计图 3.1.2 温度变送器 前面提出油温是影响并反映齿轮箱润滑状态的重要参数，因此必须要对油温进行监控。在本设计中采用Pt100温度传感器来进行油温采集，这一温度传感器主要通过内部电阻值变化来反映温度变化值。另外还在系统中引入SBWZ-2280变送器，提供整个系统的变送电路支持。 3.1.3 数采模块 在该系统当中引入了COMWAYWＲC-616来提供测控，这控制系统集成模拟和数字信号采集、过程IO控制和无线数据通道等功能。采用压力传感器与变送器的继承模块HAD4XX4-A来进行系统控制。对于系统中的油压以及温度模块而言，还往往采用两线制电流输出的接线方式；对于整个系统中的振动模块而言，往往采用三线制的连接方式。数采模块通过RS485串口输出接入到整个系统当中，另外还通过RS485-To-RS232转换串口接入到工控机串口当中。为实现其功能还在系统中引入远程通讯模块，能够通过智能手机实现监控系统和外部的通讯。 风电齿轮箱润滑状态监测与故障诊断系统开发 中广核新能源控股公司吉林分公司 杨 鹏 DOI:10.19353/https://www.360docs.net/doc/9913576290.html,ki.dzsj.2019.04.088
大数据处理技术在风电机组齿轮箱故障诊断与预警中的应用
大数据处理技术在风电机组齿轮箱故障诊断与预警中的应用 摘要风能有着很多的优点，在改善我国能源结构方面有着非常大的作用。本文包括五部分，第一部分进行概述，第二部分论述风电机组故障诊断和预警模型设计，第三部分论述基于大数据技术的齿轮箱故障诊断和预警方法实现，第四部分论述实验结果研究，第五部分进行总结。 关键词风电机组；故障诊断；故障预警 以主流大数据技术的风电机组故障诊断和预警模型为基础，利用storm实时处理状态监测流信息，提取故障诊断以及预警特点。 1 概论 随着大规模风电机组的投入运行，因为风电场选址的特殊性和负荷的不稳定性，很多机组都出现了故障，使得风电场的安全性受到了影响，所以对风电机组进行状态监测以及故诊断是相当关键的。不同厂家生产的风电机组会使采集的数据类型等出现差异。怎样通过风电机组状态监测大数据进行快速、有效的故障诊断和预警是新的课题。 大数据技术在电力体系监测领域还处于起步阶段，本文给出基于大数据技术的风电机组故障诊断和预警的模型结构，这个模型有着下面几个特点：第一，全体，收集和研究风电机组运行数据而不是样本数据。第二，混杂：由于是全样本，不可避免地要处理不同风电机组、不同种类的异构数据。第三，注重相关关系和效率，在故障诊断和预警环节中，使用数据挖掘方法找出故障，并在科学精确性的条件下利用并行计算技术实现快速的预警[1]。 2 风电机组故障诊断和预警模型设计 2.1 模型框架 基于大数据存储和处理的需要，本文基于X86集群，运用分布式技术，提出了融合各种相关异构状态检测数据的风电机组故障诊断和预警模型，模型架构见图1，主要由数据采集整合、数据存儲等模块组成。 数据来源有数据采集和监控系统、地理信息系统、项目管理信息系统，以及各种特殊传感器等业务系统的生产运行管理数据，除此之外，还有针对本文具体应用的各种故障知识库。这些数据来源不一，模态各异，形成了海量异构电力大数据。 2.2 齿轮箱故障诊断和预警运行流程 作为风机传动系统的关键组成部分，齿轮箱是风电机组中故障率较高的部
浅谈风电齿轮箱
1 前言 纵观社会的发展，科学技术作为第一推动力，当科学技术发展到足够的阶段时，将带来人类社会突飞猛进的发展。这一事实，在二十世纪表现的越来越明显，这一推动力的作用越来越突出。 从能源、电力产业看，二十世纪九十年代，世界能源、电力市场发展最迅速的已不再是石油、煤、天然气，太阳能发电、风力发电等可再生能源异军突起。 全世界风力发电容量在1990年的200万千瓦，2009年一年内全球新增风力发电装机容量就已达到3750万千瓦，而截止到2011年3月7日，我国的风电装机总量有4182.7万千瓦，首次超越美国成为世界上第一风电大国。因此，就新能源、电力方面而言，二十一世纪将是可再生能源的世纪，能源、电力的开发利用将面临历史的变革。为实现可持续发展，适应世界发展趋势，能源产业尤其是电力产业的发展必然选择风能等可再生能源和新能源。 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2万亿千瓦，其中可利用的风能为200亿千瓦。中国可开发利用的风能资源有10亿千瓦，其中陆地2.5亿千瓦，现在仅开发了不到0.2%;近海地区有7.5亿千瓦，风能资源十分丰富。陆上风能资源丰富的地区主要分布在“三北”(东北、西北、华北)地区以及东南沿海地区。三北地区可开发利用的风力资源有2亿千瓦，占全国陆地可开发利用风能的79%。由此可见中国风力资源是十分丰富的，远远超过可开发的水电和火电资源量。 近年来随着风电机组单机容量的不断增大，以及风电机组的投行时间的逐渐累积，由齿轮箱故障或损坏引起的机组停运事件时有发生，由此带来的直接和间接损失也越来越大，因此对分离发电机组的维护保养十分重要。维护人员投入相关工作的工作量也有上升趋势，这就促使越来越多的风电场开始加强齿轮箱的日常监测和定期保养工作。 风力发电场在国内作为一种新兴的发电企业形式因其具有自身的发展和生产性质特点，要求员工必须有较高的专业知识、技术业务水平和必要的技能技巧，因此做好风力发电机组的运行与维护，此论文的书写对本人现在以及今后工作具有重要意义。 2 风电及齿轮箱的发展趋势2.1 风力发电发展的主要趋势 机组单机容量增大风电机组单机容量的增大有利于提高风能利用率，降低风场的占地面积，降低风电场运行维护成本，从而提高风电的市场竞争力。目前，国际上主流的风电机组已达到(2-3)MW，由德国公司研制的最大的5MW风电机组已投入运行，其旋翼区直径达到126米。可以预见，(3-5)MW的风电机组在市场中的比例将日益提高。2008年2月在布鲁塞尔举行的风能会议和风能展上，有与会者甚至提出了2020年前开发出20MW风电机组的概念。