解读《风力发电机组振动状态监测导则》
浅析风力发电机组振动状态监测与故障诊断
浅析风力发电机组振动状态监测与故障诊断发布时间：2022-11-08T08:27:07.660Z 来源：《福光技术》2022年22期作者：何亚平尚永亮[导读] 从现阶段风力发电机组实际应用情况来看，多数地区在风力发电机运行2500h或者是5000h后，会进行例行维修，而这种维修周期较长，设备受损情况较为严重，部分问题难以在检修工作中得到解决。
在这种情况下，需要重视在线监测和故障诊断系统的设计，以保证风力发电机在实际运行过程中处于一种可控状态，辅助相关人员及时发现风力发电机在实际运用过程中存在的不足，提升风力发电机的应用质量与效率。
何亚平尚永亮华能华家岭风力发电有限公司甘肃定西 743305摘要：从现阶段风力发电机组实际应用情况来看，多数地区在风力发电机运行2500h或者是5000h后，会进行例行维修，而这种维修周期较长，设备受损情况较为严重，部分问题难以在检修工作中得到解决。
在这种情况下，需要重视在线监测和故障诊断系统的设计，以保证风力发电机在实际运行过程中处于一种可控状态，辅助相关人员及时发现风力发电机在实际运用过程中存在的不足，提升风力发电机的应用质量与效率。
关键词：风力发电机组；振动；状态监测；故障诊断1风力发电的原理风力发电设备通常由风轮、变速系统、发电机、储能装置等部分组成。
而风力发电对于环境的要求，有比较充足和稳定的新风能源。
因为使用了多叶顺浆机构以及空气阻力装置，又或者是设置于驱动轴上的紧急制动闸等方法来进行自动保护，因此风力发电厂的单机容量也愈来愈大，而且技术含量也愈来愈高，同时生产成本也愈来越低。
风力发电技术，是指使用风能驱动风力机叶片的转动，然后通过增速齿轮箱提高转速，从而驱动发电机发电。
按照目前的风电技术，一般是每秒三米左右的风力，便能够进行风力发电。
由于风力发电既具有不消耗能源，又没有产生辐射或污染环境等潜在的优点，使得风力发电正在全球上产生了一种风潮。
风力发电技术在芬兰、丹麦等欧盟发达国家十分普遍，中国也在中西部地区大力推广。
004-02风力发电机组振动状态监测导则-编制说明
《风力发电机组振动状态监测导则》编制说明1、编制依据近年来我国风力发电快速发展，随着风电场运营管理自动化和精细化程度的提高，风力发电机组振动状态监测装置得到广泛应用。
由于监测装置的生产厂家不同，各种装置的结构、测量方式、数据处理方式、技术条件以及传感器选型和安装方式不尽相同。
为此国家电力行业风力发电标准化技术委员会决定编制《风力发电机组振动状态监测导则》，本标准正是以《国家发展改革委办公厅关于印发2007年行业标准项目计划的通知》(发改办工业［2007］1415号)文件为依据，受电力行业风力发电标准化技术委员会委托，按照《风力发电机组振动状态监测和诊断》合同书要求进行编写的。
2、标准编制的原则、参考和出发点2.1 编制原则《风力发电机组振动状态监测导则》规范的编制参照了GB/T 19873，ISO 13372，ISO 13373，ISO 13374等标准，以制定符合我国国情的风力发电机组振动状态监测与诊断标准为编制原则。
同时注意了我国风电领域的习惯说法以及相关标准在符号、单位、定义等方面的一致性和统一性。
制订标准过程中，着眼于结合我国国情，使标准成为我国风电规范化发展的技术依托。
2.2 编制参考为完成好标准的编制工作，项目组主要开展了以下几方面的工作：✧收集了解了相关国家标准；✧参考了GB/T 19873，ISO 13372，ISO 13373，ISO 13374等标准；✧收集、分析了我国风电场风力发电机组振动状态监测与诊断装置实际运行状况；✧征集标委会专家对风力发电机组振动状态监测与诊断标准草稿的修改意见，并进行相应修改。
2.3 标准编制中的主要出发点标准编制过程中融入的主要出发点有：状态监测装置目前尚无可参照的国家标准，结合风电机组振动状态监测与诊断装置的特点，其技术条件参照了继电器及继电保护装置基本试验方法、冲击和碰撞试验方法、振动和地震试验方法，电工电子产品的电磁兼容试验和环境试验方法等相关标准。
风能发电保护控制装置的振动监测与控制技术
风能发电保护控制装置的振动监测与控制技术随着对可再生能源的需求不断增加，风能发电作为一种清洁且可再生的能源形式，受到了广泛的关注和应用。
在风能发电系统中，保护控制装置的作用非常重要。
而振动监测与控制技术作为一种有效的手段，可以提高保护控制装置的可靠性和工作效率，在风能发电系统中具有重要的应用价值。
本文将对风能发电保护控制装置的振动监测与控制技术进行详细的介绍与讨论。
1. 振动监测技术振动监测技术是通过对风能发电保护控制装置的振动信号进行实时监测和分析，以判断装置的运行状态和健康状况。
常用的振动监测方法包括加速度传感器和振动传感器等。
通过采集和分析振动信号，可以实时监测风能发电保护控制装置的振动状况，判断是否存在异常振动或故障，并及时采取相应的措施修复或替换受损部件，确保风能发电系统的正常运行。
2. 振动控制技术振动控制技术是通过对风能发电保护控制装置的振动进行控制，降低振动幅值和频率，减小振动对装置的损伤和影响。
常见的振动控制方法包括主动振动控制和被动振动控制等。
主动振动控制通过引入控制力来抵消或减小振动，主动地控制振动的幅值和频率。
被动振动控制则是通过改变系统的结构或材料等手段来减小振动的幅值和频率。
选择合适的振动控制方法，可以有效降低风能发电保护控制装置的振动，延长其使用寿命。
3. 振动监测与控制技术的应用振动监测与控制技术在风能发电系统中有着广泛的应用。
首先，它可以帮助监测风能发电保护控制装置的运行状态，及时发现故障并采取措施进行修复，提高系统的可靠性和稳定性。
其次，通过控制装置的振动，可以减小振动对装置的损伤和影响，延长其使用寿命，降低维护和更换成本。
此外，振动监测与控制技术还可以优化风能发电系统的运行参数，提高发电效率，降低能耗和环境污染。
因此，振动监测与控制技术在风能发电系统中具有重要的应用价值。
4. 振动监测与控制技术的挑战与展望尽管振动监测与控制技术在风能发电系统中的应用已取得了一定的成绩，但仍然面临一些挑战。
风力发电机组振动状态监测导则
在国外比国内领先的状况。各厂家的区别主要在 于在风电场使用的经验不同，诊断故障的能力也 有所不同。还有的设备生产厂家是从石化等其他 行业转向风电领域的，要充分考虑风电的特殊 性，不能完全等同采用。关键是提高运营人员的 素质《导则》本身没有特别高的要求，没有难以 做到的环节，执行的难点在于运行人员要学会运 用这些设备专家说。参与起草的专家向记者打了 个比方，振动状态监测系统相当于医生手里的温 度计或者 X 光机，这些设备不能直接为发电机组振 动状态监测是根据所监测风电机组类型，选择不 同的监测部位，监测风电机组振动状态的改变， 评估风电机组的状态，早期发现并跟踪设备故障 的一种方法。某业内人士告诉记者，目前，风机 振动状态监测系统还没有被广泛采用，但是各个 发电运营商和制造商都已经开始试用该系统，大 家对这个技术已经比较了解。记者从《导则》条 文中看到，标准对风电机组振动状态监测系统作 了极其详细的规定，包括系统类型、传感器安装
电机微电脑保护器《风力发电机组振动状态 监测导则》对风电机组振动状态监测系统的选择 作出了规定，海上风电机组应选择采用固定安装 系统，陆上 2 兆瓦(及以上)风电机组选择采用固 定安装系统，陆上 2 兆瓦以下风电机组可选择半 固定安装系统或便携式系统。《导则》对风电机 组震动状态监测系统作出了极其详细的规定，业 内人士认为，该《导则》对风电振动状态监测环 节进行统一，可以更精细化的掌握机组的运行状 态，合理安排检修时间，减少风电事故。振动状
标准的产品和生产线要遭到淘汰。该业内人士 说。标准是否强制执行？《导则》指出，海上风 电机组应选择采用固定安装系统，陆上 2 兆瓦以 上(含 2 兆瓦)风电机组选择采用固定安装系统。 固定安装系统是振动状态监测系统类型之一，系 统传感器、数据采集装置采用固定安装方式，数 据采集可连续性或周期性采集，通常用于具有复 杂监测任务的风电机组。陆上 2 兆瓦以下风电机 组可选择半固定安装系统或便携式系统。《导则》 适用于单机容量大于 1.5 兆瓦的水平轴风力发电
风力发电机组振动状态监测与分析
风力发电机组振动状态监测与分析摘要：风力发电机组振动状态监测是根据所监测风电机组类型，选择不同的监测部位，监测风电机组振动状态的改变，评估风电机组的状态，早期发现并跟踪设备故障的一种方法。
加强对风电机组的状态监测与分析，作为保障机组可靠运行和寿命管理的重要手段，在风电领域越来越受到重视。
根据风电机组结构特点与运行状况的特殊性，重点监测风电机组主轴承、齿轮箱、发电机的振动特征，为解决风电机组实际运行状态监测和故障诊断，提供了有效的技术支持和保障。
关键词：风力发电机组振动状态监测；主轴承、齿轮箱、发电机振动分析目前，随着我国逐步向环境友好型社会发展思路的转变，清洁能源越来越受到重视。
风力发电已经日益受到政府、企业和用户各方面的关注，特别是大规模的风电并网已经成为一种趋势，新型风电场的容量在电力系统中的比重在增加，风电场在电力系统中的运行价值也在日益显现，对风电机组安全稳定运行提出更高的要求。
随着风电机组低速载重轴承、齿轮箱、发电机等组成部件随运行时间延长、工况交替变化都可能出现各种失效故障，为避免恶性故障的产生，同时最大限度的减少维修成本，就必须在这些部件进入加剧磨损期前通过维护措施延长其使用寿命，并在其即将损坏前及时更换。
因此加强对风电机组振动的监测，及时发现故障隐患、快速分析、诊断、处理故障，对保障风电机组安全运行有重要意义。
1 风力发电机组振动监测系统我场采用阿尔斯通ALSPA Care Drivetrain风力发电机组振动监测系统，ALSPA Care Drivetrain系统由多台数据采集器DAU，交换机或路由器，一台服务器构成，系统采用B/S架构，它将安装在风电机组上的振动传感器信号送给DAU数据采集器，处理、分析数据后，将数据以各种丰富的图谱形式展示在客户端，使用人员能够通过web浏览器登陆Drivetrain系统查看监测数据，分析机组的运行状态。
风电机组的振动测量主要分为启机、亚同步、超同步这三个工况，可以根据实际来调整风电机组振动报警阀值，发电机转速0-600转为风电机组启动过程，主要测量各轴承座附近的振动情况；发电机转速600-1000转时处于亚同步状态，由于振动与负荷相关，功率越大，振动越高为防止运行中误报，则在1000-1200转增设工况三，针对风电机组运行状态调整报警阀值。
风电振动监督导则
风电振动监督导则1. 概述本导则规定了风电机组振动检测的设备要求，检测人员，检测周期，数据采集，分析与评价，报告及故障反馈的基本要求。
2. 适用范围本导则适用于单机容量不低于600kW的水平轴带齿轮箱的风电机组，其它类型风电机组的振动检测可参照使用。
3. 定义与术语3.1. 谱spectrum以频率或波长为变量的函数的量化描述。
3.2. 频域frequency domain以频率为度量物理量。
3.3. 时域time domain以时间为度量物理量。
3.4. 带宽bandwidth（频率）上限和（频率）下限之间的（频率）间隔。
3.5. 频响（频率响应）frequency response指当向电子仪器系统输入一个振幅不变，频率变化的信号时，测量系统相对输出端的响应。
3.6. 均方根值r.m.s value（root-mean-square value）对于单值函数f(t)，在t1~t2区间的均方根值为在该区间函数值平方的平均值，再取其平方根。
3.7. 正常Normal/OK状态评价指运行状态处于正常状态，机组可照常运行。
3.8. 注意Warning状态评价指有较明显故障特征存在，故障处于早期或中期，但机组可继续运行，应关注机组运行状况，加强日常检查和维护；一旦发现异常，首先对此处问题进行检查。
3.9. 报警alarm振动评价指故障严重，机组必须及时停机检查，故障确认后，尽快采取措施。
3.10. 固定安装系统Fixed installation system指系统传感器、数据采集装置采用固定安装方式，数据采集可连续或周期性采集；固定安装系统通常用于具有复杂监测任务的风电机组。
3.11. 半固定安装系统Semi-Fixed installation system指系统传感器采用固定安装方式，数据采集装置采用非固定安装方式，仅在采集数据时连接；数据采集为周期性采集。
3.12. 便携式系统portable system指系统传感器和数据采集装置均采用非固定安装方式，数据通过便携式数据采集仪采集；数据采集为周期性采集。
风力发电机组在线振动监测系统及现场应用研究
风力发电机组在线振动监测系统及现场应用研究为了能够更好的避免和减少风力发电机故障带来的重大事故和安全隐患，并且在日常对风力发电机进行维护节省成本，在线振动监测系统必不可少。
本文介绍了在线监测系统的功能简介、工作原理、传感器测点选取和数据处理等关键技术及系统实际应用，对风电振动监测具有一定借鉴意义。
标签：风力发电机组；在线振动监测；现场应用1 系统功能简介风力发电机组工作条件通常比较艰苦，经常地处风沙四起的荒漠或海风盛行的海上，且在变速变载条件下运行。
因此，风电机组设备的相关零部件出故障的几率大大高出其他机械设备，为避免风电机组零件损坏造成的不必要经济损失，机组在线监测势在必行。
风电场中的在线监测系统，需对每一台机组都进行实时的状态监控与故障监测。
所以，监测系统采用分布式设计，主要由硬件和软件两个部分组成：硬件包括振动一体传感器、数据采集仪、现场服务器以及中心服务器等；软件部分包括数据传输和数据诊断分析与报警等功能。
系统软件设计较为复杂，数据传输功能，包括数据采集、数据存储、数据上传等单元；诊断分析功能，先进行信号提取，再进性处理，识别信号特征，接着对故障进行诊断，最后显示报警状态。
其中，采集的信号主要包括发电机前后轴承处的振动信号、发电机接地电压等信号。
2 系统工作原理目前，风力发电机组的故障检测与诊断技术有多种：振动检测、温度检测、声发射检测及润滑油分析检测等多种方法。
针对每种检测方法各有其优缺点：温度检测方法简单，但引起温度变化原因复杂多变；声发射检测技术通过故障设备本身发出的高频应力波信号检测，受周围环境噪声的干扰较小，但是相关测试设备费用贵、误报警率高，且对测试条件、测试环境以及测试信号的消噪预处理技术等环节要求较高；振动检测技术应用较为广泛，技术相对成熟，主要实时监测风电机组发电机前后轴承座表面的振动数据，这些实时的数据能够被规整在一个较长的周期内形成波形图，便于工作人员在这个周期内进行趋势分析，确定发电机前后轴承的工作情况，以及各个零件的健康状况，便于尽早发现发电机内部的零件损伤。
风力发电机振动监测
风力发电机振动监测发表时间：2018-06-21T10:26:49.693Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：孟永辉[导读] 摘要：当前，风力发电已成为世界新能源发电中发展最迅速的行业，我国风电总装机容量已跃居世界第一。
（东方电气（天津）风电科技有限公司天津 300462）摘要：当前，风力发电已成为世界新能源发电中发展最迅速的行业，我国风电总装机容量已跃居世界第一。
但由于缺乏关键技术，盲目扩大风电场建设，加之环境恶劣，国产风电机组故障发生率明显高于国外，这不仅增加了风力发电机组维修费用，也大大降低了发电可靠性。
开展风电机组的运行状态监测，可以提前发现设备运行隐患，实现风力发电机设备的计划检修，是降低生产维修成本、防止重大事故发生的有效措施。
关键词：风力发电机；振动监测；应用引言为满足风电市场高速增长需要，我国大批新型风力发电机组匆忙投入规模化生产运行，如此短的时间，不可能准确地检验机组的质量，考察运行可靠性，这无疑增加了生产技术风险和机组不正常运行导致的经济风险。
另外，风电场所处的环境和气候条件恶劣，使发生故障的潜在可能性和方式也相应增加，一旦这些设备发生故障而失效，将造成巨大的经济损失。
1、风电机组在线振动状态监测系统1.1系统构成振动监测系统主要是在风力发电机组预先选定的位置安装振动传感器和转速传感器，传感器将其采集的信号通过带编织屏蔽电缆接入到1台智能采集单元，将处理完的数据通过无线网络发送到事先装有分析软件的服务器中，客户可通过多种方式登录服务器察看运行数据，以便进行深入分析。
1.2测点布置对于风力发电机组的振动监测，主要集中在传动链上，而针对传动链，监测又主要集中在主轴、齿轮箱和发电机上。
针对风力发电机组的特定应用，在主轴承、一级行星轮大齿圈处转速较低，需要选用低频加速度传感器，其他位置选用通用型加速度传感器。
对于当前主流的两种齿轮箱类型，通用测量点布置要求如下：①两级行星，一级平行轴结构主轴前轴承1个（径向）、二级行星轮大齿圈1个（径向）、二级行星轮大齿圈1个（径向），齿轮箱低速轴输出端1个（径向）、齿轮箱高速轴输出端2个（轴向和径向）、发电机驱动端2个（轴向和径向）、发电机非驱动端1个（径向）。
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解读《风力发电机组振动状态监测导则》
本网记者霍丽文
近日，记者获悉，《风力发电机组振动状态监测导则》对风电机组振动状态监测系统的选择作出了规定，“海上风电机组应选择采用固定安装系统，陆上2兆瓦（及以上）风电机组选择采用固定安装系统，陆上2兆瓦以下风电机组可选择半固定安装系统或便携式系统。
”《导则》对风电机组震动状态监测系统作出了极其详细的规定，业内人士认为，该《导则》对风电振动状态监测环节进行统一，可以更精细化的掌握机组的运行状态，合理安排检修时间，减少风电事故。
振动状态监测走向精细化管理
据介绍，风力发电机组振动状态监测是根据所监测风电机组类型，选择不同的监测部位，监测风电机组振动状态的改变，评估风电机组的状态，早期发现并跟踪设备故障的一种方法。
某业内人士告诉记者，目前，风机振动状态监测系统还没有被广泛采用，但是各个发电运营商和制造商都已经开始试用该系统，大家对这个技术已经比较了解。
记者从《导则》条文中看到，标准对风电机组振动状态监测系统作了极其详细的规定，包括系统类型、传感器安装原则、测量类型和测量值、振动状态检测技术条件、振动值评定及信号处理和分析方法。
可以为风电机组振动状态监测设备生产单位、使用单位、认证机构及相关技术人员提供相应的规范和指导。
“标准是管理、监测、治理等工作的技术依据，在科学合理的前提下应尽可能作出详细规定，提高可操作性，以减少人为因素影响和因理解不同而产生的标准执行不同的差异。
”这也是标准制定的主要出发点之一。
“这些详细的标准对振动状态监测设备的生产企业作出了限制，某些不符合该标准的产品和生产线要遭到淘汰。
”该业内人士说。
标准是否强制执行？
《导则》指出，海上风电机组应选择采用固定安装系统，陆上2兆瓦以上（含2兆瓦）风电机组选择采用固定安装系统。
固定安装系统是振动状态监测系统类型之一，系统传感器、数据采集装置采用固定安装方式，数据采集可连续性或周期性采集，通常用于具有复杂监测任务的风电机组。
陆上2兆瓦以下风电机组可选择半固定安装系统或便携式系统。
《导则》适用于单机容量大于1.5兆瓦的水平轴风力发电机，其他的风电机组可根据自身特点参照使用。
这一标准是否强制执行？“《导则》本身不是强制性的，而是建议性的。
”参与起草该《导则》的专家告诉记者。
而中电联标准化管理中心副主任刘永东则认为，标准本身虽然是推荐性的，但是推荐性标准和强制性标准都是政府发布的，我国行业一般把国家标准作为最低标准，事实上推荐性标准几乎也是强制执行的。
这就意味着我国2兆瓦以上的风机都要安装振动状态监测系统。
明阳风电集团某负责人接受记者采访时表示，目前还没有就这个事情进行深入研究，以后的风机是否采用这一监测设备，要看客户是否要求这一性能，能不能接受这个成本。
专家认为，《导则》必将引导风电运营商的选择发生巨大变化，以后风电振动状态监测系统会成为采购商的普遍要求。
设备成本在10万以内
“《导则》执行之后，风电机组成本肯定会相应增加，风电振动状态监测系统投入不到风电机组投入的1%，大概会控制在10万以内，但是带来的效益会是明显的，能够避免一些事故。
因为风电的传动系统故障率虽然不高，但影响比较严重，一旦传动系统发生故障整个风电机组就不能继续发电。
”专家认为。
《导则》一旦普遍执行，是否会导致振动状态监测装置的需求大幅增加？是否会出现装置供不应求的局面？专家认为目前不存在这个问题，因为我国现有风机主流机型为1.5兆瓦，2兆瓦以上风机只占10%左右，数量较小。
但是随着风机大型化，未来风电振动状态监测装置的需求量会不断增大。
就监测设备质量来讲，我国风电振动状态监测系统设备质量与国外没有太大差别，功能大同小异，几乎不存在国外比国内领先的状况。
各厂家的区别主要在于在风电场使用的经验不同，诊断故障的能力也有所不同。
还有的设备生产厂家是从石化等其他行业转向风电领域的，要充分考虑风电的特殊性，不能完全等同采用。
关键是提高运营人员的素质
“《导则》本身没有特别高的要求，没有难以做到的环节，执行的难点在于运行人员要学会运用这些设备”专家说。
参与起草的专家向记者打了个比方，振动状态监测系统相当于医生手里的温度计或者X光机，这些设备不能直接为病人治病，让医生学会更好的使用这些设备是非常重要的。
同样，风电振动状态监测系统也给风电场运营人员和检修人员提出了更高的要求，监测设备和《导则》要想真正发挥作用，取决于这些人的水平。
这是《导则》执行过程中最为重要的环节之一。
使用工具的人必须学会运用这些工具，根据工具体现出来的结果诊断问题出在哪里，并且知道怎么去解决，才能把设备的作用发挥出来。
为了对运营人员的使用过程进行规范，《导则》还规定了振动状态的评估准则：当风电机组振动幅值在正常范围内，振动增大，增加率为接近线性，而且预计在下次监测前，幅值将超过正常范围上限值时，应当安排更频繁的监测。
当增加率为非线性，或者在预先设置的时间段内，历史数据变化率增加达25%时，应采取连续监测或安排更频繁的监测。
当风电机组振动幅值在报警区域内，幅值不变化时，保持相同的监测间隔。
当幅值呈接近线性增加，在计划维修之前或者下一次的监测之前，预计幅值超过需采取措施的幅值时，或者当增加率为非线性时，应当通过连续的或者更频繁的监测来验证此增加率并重新安排维修计划，增加监测的次数应保证在重新安排维修之前采集三次数据，当振动幅值减小时，应继续执行原有检测间隔。