风力发电机组在线状态监测系统PPT演示课件
底层数据采集
远程客户端 （用户、分析师） 在获取权限的情 况下，通过互联 网直接访问远程 中心服务器，对 数据进行查询和 分析。
江苏华创光电科技有限公司
测点分布图
3 产品技术
RS-485
单网口
空开
AC- 24V DC 电 WPMS1000
源
1、主轴承径向；2、主轴承轴向；3、齿轮箱输入端水平方向；4、齿轮箱行星级垂 直方向；5、齿轮箱中间轴发电机侧轴向；6、齿轮箱高速轴垂直方向；7、发电机驱 动端径向；8、发电机非驱动端径向。
备注 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型
江苏华创光电科技有限公司
3 产品技术
状态监测系统（Condition Monitoring System，CMS）
应用背景
风机特点 服役环境恶劣，长期无人值守； 机组分散，工况复杂多变，且可靠性低，维护困难； 大部件维修和更换成本高昂，占风机整机价格和发电成本
2 企业资质
编号 'ZL201320573896.3 'ZL201320574954.4 'ZL201320577021.0 'ZL201320577244.7 'ZL201320577422.6 'ZL201320577425.X 'ZL201320577130.2 'ZL201320577387.8 'ZL201320577475.8 'ZL201320578271.6 'ZL201320586322.X 'ZL201320586411.4 'ZL201320586390.6
江苏华创光电科技有限公司
发展历程
状态监测产品研发成功
同年状态监测产品成功推广到市场
1 企业概况
调整发展战略
停止IGBT、超声波风速风向仪产品开发 重点发展设备状态监测系统产品开发
2014
2017
公司成立
从事IGBT产品开发
2008
2011
2013
超声波风速风向仪投入研发
开展超声波风速风向仪产品研发
江苏华创光电科技有限公司
网络架构
客客户Fra bibliotek户端
端
带有固定IP的ADSL
分析 师
硬件防火墙
远程中心服 务器
邮件或短信通知报警 延时可调
SQL数据库
INTERNET CMS3000
现场服务器
硬件防火墙
风场环网
TCP/IP
WPMS1000
WPMS1000
3 产品技术
集团级： 现场服务器通过WAN 将数据同步到江苏华创 远程中心服务器中
成立IGBT事业部和仪表电子事业部
IGBT事业部从事IGBT产品的开发 仪表电子事业部从事设备状态监测产品开发
创新成就未来
INNOVATION CREATES FUTURE
江苏华创光电科技有限公司
产品概述
1 企业概况
83%
状态监测系统（CMS） 创新成就未来
INNOVATION CREATES FUTURE
的比例高； 定期维护和事后维修影响发电效益。
为什么要实施状态监测？
优化备品备件管理， 减小库存成本。
预知性维修， 杜绝过剩维修。
风机故障统计（数据来源行业统计） 25%的故障引起了95%的停机时间； 机械故障导致的停机时间占总停机时间的50％； 传统的机组运行维护成本占风场维护总成本的25%-30%；
健康状态基准 线管理。
应修即修，提高设备可 利用率，提高发电量。
江苏华创光电科技有限公司
概述
3 产品技术
WPMS1000
CMS3000
被测装置
传感器
数据采集器
服务器
“WPMS1000风力发电机组在线状态监测系统”由传感器、采集器、服务器三部分构成。它与监测软件 CMS3000配合起来，能快速识别工况信息如风机转速、发电机功率、轴承温度等参数，能在原始振动波形的基 础上，完成对各项机组机械振动状态特征量如振动总值、窄带能量值、峭度、脉冲等的计算、上传、显示及存 储工作，以此结合工况信息和多方位监测参量实现自动准确预警及快速定位故障的目的，从而实现风电机组全 方位状态监测。
5%
智能消防系统
12%
其他
江苏华创光电科技有限公司
资质证书
2 企业资质
江苏华创光电科技有限公司
公司专利
名称 大型旋转机械轴承温度报警监控装置 风力发电机齿轮箱实时监测系统 旋转机械轴承温度监控装置 一种控制方便节能的电动机控制电路 简易旋转机械无极调速控制器 基于STD总线的风力发电机参数综合监测装置 用于大型旋转机械的超温报警器 用于大型旋转机械的脉宽调制转速控制器 用于大型旋转机械的超速报警器 用于大型旋转机械的超速检测报警器 用于旋转工作台的旋转方向以及转速的检测电路 用于大型旋转机械的转速检测报警电路 用于大型旋转机械电机的温度检测控制器
江苏华创光电科技有限公司
江苏华创光电科技有限公司
江苏华创 光电科技有限公司企业介绍
江苏华创光电科技有限公司
目录
1 企业概况 2 资质证书 3 产品技术
4 公司业绩 5 发展规划
江苏华创光电科技有限公司
1 企业概况
企业简介
江苏华创光电科技有限公司（以下简称：江苏华创）成立于2008年，目前由银环集团有限公司控股的高新技术企业， 注册资金3400万元。公司总部位于风景优美的太湖之滨江苏省宜兴市经济开发区，同时在成都建有分部，设有远程诊断 分析中心和大数据中心。
公司依托银环控股集团有限公司雄厚的产业和资金支持，借助互联网+，面向风电行业设备的运行健康状况和维修管 理，积极开发自动化监测仪表、 CMS状态监测系统等先进技术产品，为监测设备提供远程在线或离线状态评估服务，实 现设备的可预知性维修，避免设备的“过修”和“欠修”，降低设备维修费用，提高设备的利用率。
江苏华创光电科技有限公司
公司团队
1 企业概况
关于我们 · 我们的团队 Our Team 公司拥有一支由高学历、高素质人才组成的30 人创业团队，分别来自清华大学、电子科技大学、 湖南大学等知名高校。作为国内首批从事设备运行 健康管理的团队，见证了监测行业快速发展，积累 了丰富的行业经验，形成了科学的管理体系。 团队成员年轻而充满朝气，具有创新意识并勇 于迎接挑战。具备良好的社会责任感，愿为改善中 国工业现状，贡献一己之力。
风力发电机组在线监测介绍
风力发电机组在线监测系统介绍风力发电机组是风电场的关键设备,长期以来一直采用计划维修的方式,即一般风力机运行一定时间后进行例行维护。
这种维修方式无法全面的、及时的了解设备的运行状况;而事后维修则由于事先的准备不够充分,造成维修工作的耗时太长、损失严重。
风力发电机在线监测与诊断系统是集合了信号采集、在线监测以及信号分析于一体的多功能在线监测诊断分析系统,对风力发电机的振动、温度和电气参数等进行在线的监测,将监测结果与事先设定的值进行比较,在线监测和诊断系统能够及时地发现运行异常并报警,可对采集到的数据进行各种分析处理,从而可以准确地确定设备故障。
1 风力发电机组在线监测的重要性目前大多数风机上运用的通用监测程序为风场监测。
这种方法主要监测输出电量,同时也包含部分故障信息的存储。
通常控制系统的状态信息、输出电量以及风速情况将被存储,并将这些信息发送给制造商和运营商。
但该方式只有在具有详细记录的前提下才有可能观察到故障。
在大多数情况下,当控制系统发出警报时故障已经发生。
然而,整个系统能做的只是自动的使风力发电机停机,以防止故障的进一步恶化。
风场监测通常与周期测试点相连,这些周期测试点基本能反映整机的特性,例如监测旋转叶片和基座的裂纹、齿轮箱的振动或者机械部分的磨损等情况。
但是这些监测不能揭示其产生的时间和原因,所能确认的是风机运行的状况。
就算将监测的结果与以前的数据进行对照比较,也很难提供故障产生的原因。
由于在线监测与诊断系统能够克服上述的缺点,使得在线监测系统被广泛的推广。
2 风力发电机组在线监测系统构成在风力发电机组各个部件中,风力机叶片是弹性体,在风载荷的作用下,作用在风力机叶片结构上的空气动力、弹性力、惯性力等具有交变性和随机性力的耦合将会引起与某些振型共振的自激共振,即颤振。
该振动是发散的,严重时会导致风力机结构破坏。
另外,风力发电机组在运行时会由于多种原因,使机舱在各个方向有较大的振动,振动的频率、幅度超过风机设计要求时会对风机的正常运行产生危害。
风力发电机组的状态PPT学习教案
9.发电机
发电机出现电气故障时也将影响传动轴系的振动。 当发电机气隙不均时，将在轴系造成2倍电网频率的径向振动。 当发电机定子绕组发生匝间故障时，将产生定子槽频率振动信 号，该频率为旋转频率×定子槽数，在振动信号产生时将伴随 谐波。 当发电机转子笼条(笼型异步发电机)或转子槽(绕线转子异步发 电机)故障时，将产生转子频率振动信号，该频率为旋转频率× 转子笼条数或转子槽数，在振动信号产生时将伴随谐波。
第14页/共98页
2.传动轴系
图8-4 风力发电机组的传动轴系
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3.塔架
塔架在不均衡的叶轮载荷作用下将形成前后和左右方向的振动， 当其振动过强或其振动频率与塔架本身的自振频率接近而引起 共振时将造成严重的破坏作用，所以控制系统一方面以控制变 桨操作为手段，可以参与对不均衡的叶轮载荷的控制，另一方 面也必须监测塔架的振动情况。 由于机舱的偏航影响，塔架振动的监测经常在机舱进行。塔架 振动的频率很低，振动的方向也不受外在约束，所以需要多轴 向的测量与可靠的滤波技术。 通常塔架的振动监测系统由多轴向的振动传感器和一个数据分 析模块构成。传感器的信号第被16实页/共时98传页送到数据分析模块，经过 分析计算后将结果经过数据总线传送给风力发电机组的控制系
6.动静摩擦 由于转子弯曲、转子不对中、间隙不足和非旋转件变形等原因 引起的转子与固定件的接触碰撞，常常会产生异常振动。 该振动的频带比较宽，既有旋转频率的整数分数次振动频率也 有高次谐波分量，并伴随有异常噪声，可根据振动频谱和声谱 进行判别。在摩擦发生时，轴心轨迹总是与旋转方向相反，由 于摩擦还可能产生自激振动，自激的振动频率为转子的一阶固 有频率，但振动方向与转子旋转方向相反。
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风力发电机在线监测系统
风力发电机在线监测系统引言在线监测系统是近20年来在大型机组上发展起来的一门新兴交叉性技术，这是由于近代机械工业向机电一体化方向发展，机械设备高度的自动化、智能化、大型化和复杂化，在许多的情况下都需要确保工作过程的安全运行和高的可靠性，因此对其工作状态的监视日益重要[1] 。
随着大型风力发电机容量的迅猛增加，现在风力发电机正从百千瓦级向兆瓦级发展，机械结构也日趋复杂，不同部件之间的相互联系、耦合也更加紧密，一个部件出现故障，将可能引起整个发电过程中断。
另外，近年来随着风力发电机的快速发展，其技术的成熟度跟不上风力发电机的发展速度,在媒体上出现了大量关于风力发电机齿轮箱、主轴、叶片的损坏，甚至有风力发电机倒塌的报道。
保险公司非常抱怨其高损坏率，因此在保险合同中加入了维修条款：保证其风力发电机能够正常运转40000h或者至少运行5年，除非装上在线监测设备，接受保险公司的定期监测。
在这种环境下，在线监测在风力发电机行业得到了飞速的发展。
国外在线监测技术发展得比较成熟，有专门用于风力发电机的监测设备[2] ，例如德国的普鲁夫公司（pruftechnik）；在监测服务方面，国外有专门的风力发电机监测服务公司，例如德国的flender公司等[3] 。
而国内由于风力发电机行业本身起步较晚，因此在线监测系统在国内风力发电机上的运用还处于起步状态。
1 在线监测系统的工作原理风力发电机监测系统最重要的工作是通过对设备运行过程中所表现出的各种外部征兆及信息，提取反映状态的正确信息并进行分析和识别其内涵故障。
因此在开始设计和建立系统前，必须对监测对象的结构与工作过程有充分的了解。
由于风力发电机设备结构及工作过程复杂，对其进行深入分析和深层故障诊断，不仅要依靠一定的理论和方法，而且更重要的是必须了解、熟悉具体设备的结构与运行机理，并取得维护人员的经验和技巧。
如图1风力发电机在线监测流程图所示，风力发电机监控任务主要由3部分组成：信号拾取、信号处理和监控决策。
风电场群集中监控一体化系统PPT课件
目录
❖系统定位
风电场群 远程集中 监控系统
❖系统架构 ❖监控系统实时监控 ❖监控系统数据应用 ❖满足外部各种应用要求
❖系统重难点
❖风电企业信息化整体规划
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系统整体架构
控
上
制
传
信
信
息
息
风力发电机组
控
上
制
传
信
信
息
息
变电站
上 传 信 息
气象站
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系统应用结构
第5页/共53页
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目录
❖系统定位
风电场群 远程集中 监控系统
❖系统架构 ❖监控系统实时监控 ❖监控系统数据应用 ❖满足外部各种应用第17页/共53页
监控架构图
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系统基础监控
实时监测与控制调节
数据采集与处理
系统 功能
故障与报 警
事故追忆
第19页/共53页
第25页/共53页
风机监控：功率曲线
第26页/共53页
故障报警
及时、准确、全面的报警平台
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目录
❖系统定位
风电场群 远程集中 监控系统
❖系统架构 ❖监控系统实时监控 ❖监控系统数据应用 ❖满足外部各种应用要求
❖系统重难点
❖风电企业信息化整体规划
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数据管理
1
历史数据管理定期保存数据，对保存的历史数据点可设定存 储周期
• 整体调控
出于稳定、安全的角度出发，电网需要对风电场进行远程的各类调控。
第37页/共53页
数据采集
集控系统对风电场的所有能够采集的数据进行了整合，并且基于一 定的逻辑规则，对一次数据进行了二次加工，形成了众多的二次数据。 出于需要对风电场运行情况进行实时的了解、分析、总结，包括电网在 内的各方，按照自己的需要，接入部分数据。
风力发电机状态检测系统
风力发电机状态监测系统1. 风力发电机状态监测系统1.1 应用背景概述风电场一般地处偏远，道路交通不便、机组又位于几十米高的塔顶，对维护维修造成困难（例如人员设备进入等）。
目前风电场的维护多采用计划维修与事后维修方式。
此种维修很难全面、及时地了解设备运行状况，往往造成维修工作旷日持久，损失重大。
对风电机组进行实时状态监测和故障诊断，有效地避免了上述缺陷，达到在不停机状态下对运行设备的监控。
本特利 (Bentley)提供的全面风力发电机状态监测系统能够有效解决传统风电机组检修的难题，提高设备可用率，降低运行检修成本。
1.2 系统品质本系统采用的核心产品由品质和工艺享誉世界的本特利 (Bentley)组成。
我们使用的Six Sigma™工具得到公认，我们的团队致力于真正做到与众不同。
我们员工所做的一切均是以客为尊的品质为首要任务，以确保我们每一天都能提供优质产品。
我们也获得了外部品质认证。
我们位于内华达州明登市、匈牙利布达佩斯、弗吉尼亚州塞伦及英国布拉克内尔的生产和测试基地，所生产的产品都通过了国际ISO 9001:2000 质量管理标准认证。
1.3 风力发电机状态监测系统解决方案随着对清洁能源的需求日益增多，风电领域不断发展。
如何在控制运营和维护费用的基础上，开发和维持具有竞争力的发电产品也面临着越来越多的新的挑战。
风力发电机状态监测系统解决方案通过主动检测机械运行状况来进行故障预警从而减少由故障带来的机械损失。
我们提供了包括传感器、监测模块和软件在内的一体化解决方案，可以让您有效管理风电场资产，提高设备的可用性并减少维护费用。
我们在全球拥有一大批熟悉机械、仪表的状态监测专家，可以对整个项目提供一站式的服务。
我们将与客户一起评估客户需求，设计和配置客户解决方案，并帮助客户在整个生产周期进行维护和管理。
1.3.1 系统优势通过缩短维护间隔和优化检修停机周期，提高可用性。
●帮助设立超过上万种齿轮箱的基准运行状态及故障形式，使客户对于故障情况一目了然。
风电场群集中监控一体化系统课件
定期检查
对系统各部件进行定期检查， 确保设备正常运行。
清洁保养
定期清理设备表面灰尘，保持 设备清洁。
润滑保养
定期对转动部件进行润滑保养 ，减少磨损。
软件更新
及时更新系统软件，修复可能 存在的漏洞或缺陷。
THANKS
感谢观看
远程控制风电机组
通过集中监控系统，远程控制风电机组的启动、停机、调速等操作，提高风电 场的管理效率。
数据采集与分析
数据采集
通过数据采集系统，实时采集风 电机组的运行数据，包括电量、 功率曲线、故障代码等。
数据分析
对采集到的数据进行分析，评估 风电机组的性能和健康状况，为 故障诊断和预警提供依据。
故障诊断与预警
通过实时监控和数据分析，优化能源 利用，提高能源利用效率。
降低运维成本
一体化系统可降低运维人员的工作强 度，减少人力成本，同时提高故障诊 断和处理的效率。
系统的发展历程与趋势
发展历程
从早期的单机监控系统到集中的风电场群监控系统，再到如 今的一体化监控系统，系统的功能和性能不断提升。
发展趋势
未来风电场群集中监控一体化系统将朝着更加智能化、自动 化和高效化的方向发展，同时将集成更多的功能，如数据分 析、预测维护等。
故障诊断
通过分析风电机组的运行数据，识别出故障类型和原因，为维修人员提供准确的 故障定位。
预警功能
根据风电机组的运行状态和性能参数，预测可能出现的故障或异常情况，提前发 出预警信息。
能源管理优化
能源调度
根据风电场的实际情况和电网需求， 合理调度风电机组的运行，确保风电 场的最大发电效益。
优化控制策略
新能源发展趋势与影响
政策支持
中况-风力发电机状态监测
• 故障检修 (RTF) – 当机舱高度标示灯坏了后，更换它。 • 计划检修 (PM) – 根据每个OEM 推荐的周期，定期更换润滑油和过滤器。 • 基于状态的检修 (CBM) – 连续在线地监测振动从而早期发现传动故障。
• 主动性检修 (PCM) – 通过优化规程，在安装或维护设备时注意避免已知的故障因素
监测部件
典型的监测部件
主轴承
发电机轴承
齿轮箱 (轴承 & 齿轮)
多种监测方法
声波探测 红外检测
电气信号分析
定量测量 振动分析 润滑油分析
设备的P-F曲线
P-F 时间– 机械设备
振动的P-F间隔：1-9月 Vibration P-F interval 1-9 months 油液颗粒检测P-F间隔1-6月 Wear Debris in oil P-F interval 1-6 months 工艺性能参数：1周-6个月 Process Performance Data (highly dependent on tuning of system / instruments) ~1 week – 6 months 红外热成像P-F：3-12周 IR Thermography P-F interval 3-12 weeks
风机状态监测与故障诊断PPT
度图像。
适合于监测
移动或者十分热的
难以触及
无法关闭的
触及有危险的
接触有危险有污染的
接触会改变的
热成像图
与仅能够捕获单点温度值的红外测温仪不同的是，热像仪可以
将整个目标的温度特性形成一个二维的图像。
温度监测〔红外测温与热成像技术〕
或温升超过65℃或相对温差〔温差〕超过50℃
一般热缺陷〔Ⅲ〕：电气设备外表温度超过60℃，
或温升超过30℃或相对温差〔温差〕超过25℃
热隐患〔Ⅳ〕：电气设备外表温度超过50℃，或
相对温差〔温差〕超过20℃
美国国家标准协会/电子及电气工程师协会
关于接触点温度的限制
元件
高于环温
度
铜接头与铜接头
风机状态监测与故障诊断PPT
本PPT课件仅供学习使用
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设备状态监测与故障诊断根底
特别感谢
?设备管理新思维新模式?李葆文，机械工
业出版社
?红外诊断现场实用技术?程玉兰，机械工
业出版社
?无损检测诊断现场实用技术?王仲生，机
械工业出版社
垂直方向v在铅锤面内其指向通过轴的轴心线轴向在水平面内其指向与轴的轴心线平行高度与水平测点相同在线测量离线测量传感器的选择与安装传感器的选择与安装第一节不平衡分析不平衡的判断定义旋转体质量沿旋转中心线的不均匀分布使转子在运转时产生周期性的离心力由此引起机器振动称为不平衡离心力的计算不平衡产生原因运转后磨损或积灰材料缺陷加工与装配偏差其他原因不平衡的振动特征频谱主要表现在一倍频工频其幅值占到振动总值的约80振动方向通常发生于径向悬臂转子除外振动幅值与质量中心离轴旋转中心线的距离成正比
风力发电机组在线状态监测系统
汇报人：XX
目录
添加目录标题
01
风力发电机组在线状态监测 系统的概述
02
风力发电机组在线状态监测 系统的技术实现
03
风力发电机组在线状态监测 系统的应用场景和优势
04
风力发电机组在线状态监测 系统的发展趋势和未来展望
05
风力发电机组在线状态监测 系统的实践操作和维护管理
经济效益和社会效益分析
经济效益：降低维护成本，提高发电效率，增加收益 社会效益：减少环境污染，降低碳排放，促进可持续发展 投资回报率：根据投资成本和发电收益进行评估，确定投资回报率 风险评估：考虑市场风险、技术风险、政策风险等因素，进行风险评估
投资回报率和风险评估
投资回报率：根据风力发电机组的运行情况和维护成本，评估投资回报率 风险评估：考虑风力发电机组的运行风险，如设备故障、天气变化等 成本效益分析：比较不同风力发电机组的成本和效益，选择最优方案 投资决策：根据投资回报率和风险评估，做出投资决策
风力发电机组在 线状态监测系统 的发展趋势和未 来展望
技术发展趋势
智能化：利用人工智能技术进行数据分析和预测 集成化：将多个监测系统集成到一个平台，提高效率和准确性 远程监控：实现远程监控和诊断，提高维护效率 绿色环保：采用环保材料和节能技术，降低对环境的影响
未来发展方向和挑战
智能化：利用大 数据、人工智能 等技术，实现在 线状态监测系统 的智能化
诊断方法：使用专 业诊断工具，如振 动分析仪、红外热 像仪等
排除方法：根据诊断 结果，采取相应的维 修措施，如更换损坏 部件、调整参数等
维护管理：定期进 行设备检查和维护 ，确保设备正常运 行
系统升级和优化
风力发电机组各系统介绍ppt课件
五、冷却润滑系统
• 作用 1、对齿轮箱各轴承、各齿面提供足够的润滑。 2、对齿轮箱进行冷却散热。
38
39
• 冷却润滑系统组成 润滑油泵：将齿箱润滑油吸入，输出压力油。
40
滤油器：将油液过滤，给齿箱提供清洁的润滑 油，通常精度为10μm。 冷却器：通过与空气的热交换，将热油冷却。 连接管路：连接各个部件。 附件：提供滤油器堵塞报警，显示回油压力。
32
33
刹车系统的控制机构－液压系统
34
四、支承系统
• 塔架的作用 支承风力发电机组的机械部件，承受各部件作用在塔 架上的力和风载
• 基础的作用 安装、支承风力发电机组，平衡运行过程中产生的各 种载荷。
35
• 塔架 材料：Q345 轮毂高度：依据项目和当地风切变指数综合考虑 而定
36
• 基础 钢筋混凝土
叶
失速、定桨 玻璃钢 23.5m 、24m 49m、50m
3 2.5° 5°
8
轮
毂
• 轮毂材料: QT400－18或 QT350－22L
• 涂层：
HEMPEL
• 与桨叶连接： 高强度螺栓
9
主轴、轴承、轴承座 • 轴承：SFK 或FAG • 主轴：材料42CrMoA • 轴承座：材料QT400－18AL
43
• ３、通过过滤器的油液进入阀组，当油液温度较低时， 油液直接流回齿轮箱各个轴承和齿面的润滑点，这时 系统只起润滑作用。当油液温度达到设定值时，通过 阀的调配，油液全部强行通过冷却器，给油液进行冷 却后再流回齿轮箱各个润滑点。
44
19
偏航齿箱
参数： • 型式： 法兰联接的同轴行星（摆线）齿轮箱 • 额定输入功率: 1.5kW • 额定输入转速: 940rpm • 额定输出转速: 1.245rpm • 额定传动比: 755 • 额定输入扭矩: 15Nm • 使用环境温度 ： -30℃～+40℃ • 噪声（声功率级）：≤90 dB（A） • 润滑油： Mobil或Shell、BP的合成齿轮油