风电行业检测介绍
风电机组状态检测技术研究现状及发展趋势
风电机组状态检测技术研究现状及发展趋势近年来，风电机组状态检测技术得到了广泛的关注和应用。
风电机组的状态检测技术是指对风电机组运行中的各种指标进行监测，对风机的健康状况进行诊断和预测，并针对异常情况进行智能化分析与处理。
其目的在于确保风电机组的安全可靠运行，提高发电效率和降低维护成本。
目前，风电机组状态检测技术主要包括传统的机械监测技术和基于数据采集与分析的智能化检测技术。
机械监测技术是最早开发的风电机组状态检测技术，该技术主要通过机械传感器、温度匹配器、厚度计等物理装置检测机组螺栓、轴承、齿轮的磨损、松动、裂纹等异常情况，实现对风机机械部件的监测与维护。
机械监测技术的优点在于成熟可靠、维护简单，但由于其只能检测机械部件的运行情况，无法获取全面的风机工况信息，无法适应风机多变的运行环境和维护需求。
基于数据采集与分析的智能化检测技术是风电机组状态检测技术的新发展趋势，其主要通过传感器采集风机多变的运行信息，结合云计算、人工智能等技术，对风机各部分进行智能化分析，并给出风机状态的分析报告。
该技术通过分析模型预测，可实现风机故障的早期预警和健康状态诊断。
智能化检测技术的优势在于能够全方位、高精度、实时化的获取风机的状态信息，提高了风机预警的准确性和时效性。
同时，基于数据分析的智能化检测技术是随着人工智能、机器学习深入研究和发展，未来可应用到整个风电场的运行监测和管理，并且有望增加预测能力和降低维护成本。
此外，随着风力发电示范工程的发展，风电机组状态检测技术的发展也呈现出以下趋势：首先，大数据技术的应用将进一步提高风电机组状态检测技术的智能化水平。
通过对大量数据的分析，将经验知识、专家诊断等人类不可知的信息变为可见的高级特征，提高风机维护的准确性和效率。
其次，人工智能、深度学习的应用反向推动了传感器技术的发展。
如卫星云图检测、风场监测等技术的发展，使得智能化传感器技术得以应用到风电机组的运行监测和诊断上。
探讨风电机组状态检测技术
探讨风电机组状态检测技术摘要:容量小是风电机组运行过程中的主要特征，基于其容量小的特征，在风电机组检测时表现出一定的特异性，为有效评估其运行状态奠定了基础。
现阶段，风电机组多分布于人烟稀少的地区，该区域通讯不变，交通受阻，风电场管理运行存在较多问题，维修工作面临着很大挑战。
基于此，本文对风电机组状态检测技术进行了分析，并阐述了风电机组状态检测的发展趋势，为准确掌握风电机组运行状态、提高风电机组管理水平提供了参考。
关键词：风电机组；运行过程；状态检测；1风电机组状态检测技术现状1.1振动状态检测流程风电机组运行过程中荷载水平不断变化，随着荷载大小的不同，齿轮箱振动能量有所改变，尤其是风电机组转速变化时，齿轮箱内的不同零部件的转动频率有所差异，轴承故障特征频率值也会有所变化。
基于此，需在明确风电机组基本结构组成的基础上了解不同构件的转速变化特征，同时熟练掌握其工作模式，便于准确采集齿轮箱内零部件、后端轴承的运动数据。
小波分析技术、频谱分析技术在振动状态检测中应用广泛，作为信号分析的技术方式，上述检测方案能够通过识别故障特征频率确定设备运行状况。
基于标准运行数据和对故障特征频率数据的识别与比对，可初步判断风电机组运行状态，对传动链故障精准判断，及早发现传动链轴承或齿轮故障。
大量实践案例证实，该方案应用效果佳，故障识别率高。
1.2油液状态检测流程我国常用的风电机组中，齿轮箱与齿轮间啮合应力水平高，运动状态下齿面间会形成油膜，油膜条件较差，齿轮间相对滑动。
为确保风力发电机组运行正常，需合理选用齿轮箱润滑油以提高其耐磨性能，改善其热氧化稳定性，提高风力发电机组的使用寿命，通过提高润滑性能降低摩擦系数，防止应力水平过高降低设备寿命。
风力发电机组需要润滑的部位包括液压刹车系统、轴承轴、齿轮箱、偏航系统等，实践中应用最广泛的油液检测技术包括在线检测和离线检测两种。
油液状态检测时，工作人员通过收集风电机组相关部位的润滑油、润滑脂，在实验室内利用光谱分析仪对其性能指标加以检测。
风电涂层厚度检测方法
风电涂层厚度检测方法一、引言在风力发电领域，风电设备的涂层厚度对于其防腐、耐磨以及使用寿命具有至关重要的作用。
因此，准确、快速地检测风电涂层的厚度显得尤为重要。
本文将详细介绍风电涂层厚度的检测方法，包括传统的检测方法和近年来发展的新型检测技术。
二、传统检测方法1. 磁性测厚法磁性测厚法是一种常用的涂层厚度检测方法，其原理是利用磁感应原理测量涂层与基材之间的磁阻变化，从而推算出涂层的厚度。
这种方法适用于金属基材上的非磁性涂层，如风电叶片上的防腐涂层。
磁性测厚法的优点是操作简便、快速，但对涂层和基材的磁性有一定要求，且易受到表面粗糙度、曲率等因素的影响。
2. 超声波测厚法超声波测厚法是利用超声波在涂层中的传播速度与涂层厚度之间的关系来测量涂层厚度。
这种方法适用于各种材质的涂层，不受涂层和基材磁性的影响。
然而，超声波测厚法对于涂层的密度、粘度等物理性质较为敏感，且要求涂层与基材之间具有良好的声耦合性。
因此，在使用超声波测厚法时，需要对涂层进行预处理以提高测量精度。
三、新型检测技术1. 激光测厚法激光测厚法是一种非接触式的涂层厚度检测方法，其原理是利用激光位移传感器测量涂层表面的高低变化，从而得到涂层的厚度。
激光测厚法具有高精度、高速度、非接触等优点，适用于各种形状和材质的涂层。
此外，激光测厚法还可以实现自动化在线检测，提高生产效率。
然而，激光测厚法的成本相对较高，且易受到环境光、涂层表面反射特性等因素的影响。
2. 涡流测厚法涡流测厚法是一种基于电磁感应原理的涂层厚度检测方法。
当交流磁场靠近导体时，会在导体表面产生涡流。
涡流的大小和分布与导体的电导率、磁导率、形状、尺寸以及交流磁场的频率和幅度有关。
通过测量涡流的变化，可以推算出涂层的厚度。
涡流测厚法适用于金属基材上的导电涂层，具有非接触、无需耦合剂、可穿透油漆等覆盖物等优点。
但涡流测厚法对涂层和基材的电导率、磁导率有一定要求，且易受到提离效应（传感器与工件表面距离变化对测量结果的影响）和边缘效应（工件边缘对涡流分布的影响）的干扰。
风电行业检测介绍
塔筒检测录像
2. 转轴检测方案
转轴断裂实物照片 风电转轴的探伤也是风电检测领域非常重要的一个环节，使用超声相控阵技 术可以在转轴出现微小裂纹的时候即发现该缺陷，并进行相应的处理。 配置如下： Omniscan MX2 + 相控阵探头
转轴实物
CAD模拟检测声束路径及声束覆盖
Non-Destructive Testing Equipment Email: Xiaoning_wang@ Tel: 86-10-59756116-1611
由上图C扫描可见黑色方框区域大面积底波消失，表面可能存在大面积下层缺胶
结论：
使用Omniscan MX2可对风电的塔筒、转轴及叶片等关键部件进行检测，并可对其 他部件进行检测，可进行A、B、C扫描图像显示，并可同时进行TOFD和相控阵的 数据采集，检测效率极高。
Bruce Wang （王晓宁）
Olympus （China） Co., Ltd. 2013年5月 王晓宁
风电行业市场
中国新建风电装机容量世界第二
风塔构成：塔筒，转轴和叶片
用于风力发电的风塔主要由三部分构成：塔筒，转轴和叶片，检测也主要围绕 这三种产品进行
1. 塔筒检测方案
HSMT-Flex扫查器
Weldrover扫查器
使用TOFD+相控阵技术，可以对塔筒焊缝进行全面检测，检测效率极高，且环 保，是替代射线的理想选择。 配置如下： Omniscan MX2 + Flex/Weldrover扫查器 + TOFD探头/相控阵探头
实验证明可清楚地检测到2mm深的刻槽叶片检测方案现有的风电叶片主要由玻璃纤维复合材料制成也有一些为碳纤维复合材料并附以泡沫木板等结构我们主要关心的是玻纤和碳纤复合材料部分而不考虑泡沫和木板结构区域主要的缺陷类型和部位如上图所示即复材本体内部的各种缺陷和复材蒙皮与内部支撑梁之间的粘接情况
简介风电场防雷检测
简介风电场防雷检测
风电场防雷检测是为了确保风力发电设施在雷电天气中能够安全运行而进行的检测和预防性措施。
由于风电场通常位于开阔的区域，风机结构较高，成为雷电的易受袭击目标。
因此，防雷检测对于维护设备安全和延长设备寿命至关重要。
以下是风电场防雷检测的一般概念：
1.雷电风险评估：在建设风电场之前，进行雷电风险评估是关键的一步。
这包括分析该地区雷电活动的频率和强度，以及设施的高度和结构。
根据评估结果，可以确定需要采取的防雷措施。
2.避雷装置：避雷装置是风电场防雷的重要组成部分。
这些装置通常包括避雷针、避雷线和接地系统。
它们被设计用于引导雷电流，以减缓或阻止雷电对设备的直接影响。
3.雷电监测系统：雷电监测系统用于实时监测周围环境的雷电活动。
这可以通过雷达、闪电探测仪等设备来实现。
及时的雷电监测可以帮助风电场运营人员采取紧急措施，例如暂停运行风机，以减小雷电对设备的影响。
4.维护和检测：定期的维护和检测是确保风电场防雷系统有效性的关键。
这可能包括对避雷装置和接地系统的视觉检查、电气测试，以及监测系统的正常运行。
5.培训：风电场工作人员需要接受关于防雷系统的培训，以便在雷电风险增加时采取适当的行动。
这包括了解设备停机程序、紧急处理程序和设备的安全操作。
6.数据记录和分析：对防雷系统的性能进行数据记录和分析是一个重要的过程。
通过监测系统的效果，可以及时调整和改进防雷措施，以适应不断变化的环境条件。
风电机组的故障诊断与检测
风电机组的故障诊断与检测随着环保意识的不断增强以及对化石能源的依赖度不断降低，可再生能源逐渐成为各国政府重点支持的发展领域之一。
而其中又以风能发电技术的运用最为广泛，风电机组的各种类型已经遍布全球。
然而，与此同时，风电机组的故障率也逐渐高涨，影响了其正常工作与发电能力。
因此，相关部门和企业需要对风电机组进行故障诊断与检测，以保证设备的稳定运行，以及提高其发电效率。
一、风电机组的工作原理在了解风电机组的故障诊断与检测之前，我们需要先了解其运转原理。
风电机组是利用风能产生机械能，在经过多级传动后驱动发电机发出电能。
在风轮所在的翼片上，风力经过捕捉后带动整个转子开始旋转，形成机械能；转子旋转的同时，增速器将转子旋转速度提高并带动发电机发出电流；另一部分电流则直接流回电网中成为电能。
整个过程不涉及化石能源，不会产生大气污染和温室气体释放，具有重要的环保意义。
二、风电机组的故障类型尽管风电机组由众多的零部件组成，但与其他重要的工业设备一样，它们也遭遇许许多多的故障。
从风电机组的运作原理来看，风能资源本身就有一定的不稳定性，包括风速，角度和方向等因素。
而这些因素都可能会引起以下几种故障：1. 绝缘失效由于长期作用于风电机组的高电压和各种环境因素的影响，绝缘材料会逐渐老化。
当材料老化到极限时，就有可能导致绝缘分解和毁坏。
2. 风轮叶片断裂风能作为风电机组的主要动力，而风轮叶片是风能转化为机械能的关键部件。
由于长期的风蚀和物理损坏，叶片可能会出现失衡、裂缝甚至断裂的情况。
3. 控制系统故障风电机组的控制系统是整个设备运作的核心。
其中，传感器的隐蔽性和不易发现性，容易引起故障，如方位、转速、温度传感器等。
4. 发电机故障发电机直接影响着风电机组的电产出能力和效率，因此若发电机出现损坏，则会影响到风电机组的正常工作。
三、风电机组的故障诊断与检测方法为了避免风电机组在工作中发生故障，需要对其进行诊断与检测。
基于故障的类型和风电机组的构造，我们可以采取以下通用方法：1. 检查风能风场风能的稳定和充分是保证风电机组正常工作和性能待遇的基础，因此对风能风场的位置、高度、大小、方向等各种信息进行综合分析，可以有效地预防或解决一些故障问题。
风电叶片局部缺陷无损检测与评估技术
风电叶片局部缺陷无损检测与评估技术随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁能源技术越来越受到关注。
风电叶片是风力发电装置中最重要的组成部分之一，因此对其质量进行准确评估和检测变得至关重要。
本文将介绍风电叶片局部缺陷的无损检测与评估技术。
一、综述风电叶片常受到来自环境和使用条件的多种外部和内部的损伤，如风吹雨打、温度变化、结冰等等。
这些损伤可能导致叶片结构减弱，影响风力发电系统的性能和寿命。
因此，风电叶片的无损检测与评估技术一直是风能行业的研究热点。
二、无损检测技术1. 超声波检测：超声波技术是目前应用最广泛的无损检测技术之一。
它通过将超声波传递到叶片内部，利用声波在不同媒介中传播的速度和反射来检测并定位叶片中的缺陷。
这种技术非常灵敏且无损，可以检测到叶片内部的微小缺陷。
2. 红外热像检测：红外热像技术利用红外辐射测量物体表面的温度分布，可以在叶片表面快速发现热点和异常温度区域，从而确定潜在的缺陷位置。
这种技术对于检测叶片表面的损伤非常有效，但对于内部缺陷的检测能力较弱。
3. 振动检测：振动检测技术通过测量叶片的振动特性来检测缺陷。
通过对叶片进行激励并测量其产生的振动信号，可以判断叶片的结构是否存在异常。
这种方法对于评估叶片的整体性能非常有效，但对于局部缺陷的检测有一定局限性。
三、评估技术1. 声发射评估：声发射评估技术是一种能够在叶片正常运行时监测和评估其结构完整性的方法。
通过对叶片进行周期性的声波激励，并测量其产生的声发射信号，可以判断叶片中是否存在裂纹、孔洞等缺陷，并对其程度进行评估。
2. 电学参数评估：通过测量叶片的电学参数，如电阻、电容等，可以评估叶片的结构完整性。
由于缺陷会改变叶片内部的电学性质，因此可以通过分析电学参数的变化来判断叶片的损伤情况。
3. 模型仿真评估：利用数值仿真软件对风电叶片进行模拟分析，可以评估叶片在各种外部力和气象条件下的受力和变形情况。
通过比较仿真结果与实际测量数据的差异，可以预测叶片的寿命和可能的损伤性。
风电监测的方法详解
风电监测的方法详解为了分析和找寻可能的监测方法，需要细剖风力电机的物理现象交互过程：风力（风速、风压）->叶片（应变、振动、转动）->轴(转速、振动、噪音)->齿轮箱（振动、摩擦、发热、噪音）->发电机（振动、摩擦、发热）->电线（发热）。
那么即可以从振动信号（振动、转速）、油液信号（摩擦时交换物质被带入润滑油/液压油中）、应变信号、红外信号（温度）、噪音信号和效能信号（风速、转速、电能质量）六大类进行监测。
（1）油液监测。
油液监测是早期预警的重要手段。
齿轮间的啮合摩擦会使金属颗粒被带入油液当中，随着时间的推移就会出现磨损、裂痕等状况。
大多数的轴承与齿轮老化，都是因为使用润滑油不当而导致进一步损伤风机传动系统。
这类监控包含油粒子( Oilparticle) 计数与温度测量。
通过如粒子计数器等装置，即可了解润滑油的品质与可能的污染状态。
而工业级用油中的水污染物，扮演了极重要的角色。
水分过高可能导致元件过热、腐蚀，出现严重故障。
（2）振动监测。
油液监测是中期预警的重要手段。
通过振动监视可以了解旋转机械设备的状态，因此振动是风电机组监测最重要的方面之一。
风电机组都包括主轴承、齿轮箱与发电机，通过振动监测可以有效地了解这些设备的健康状态。
根据有效的频率范围，可以使用位置传感器(低频段)、速度传感器(中频段) ，或加速度传感器(高频段)。
振动传感器固定在待测部件之上，从而获取与瞬时本地运动相应的模拟信号。
针对这类测量，采集设备应具备高采样率、高动态范围与抗混叠等功能。
此外，还可以监测风机机舱与塔架的结构振动，从而了解结构弯曲，以及风力的气体动力效应。
通过监视这些振动信号，就可以在关键部件发生重大故障之前，先发现部件是否产生任何问题，比如齿轮或轴承的老化/破损。
而针对旋转机械，必须对传感器信号进行阶次分析以获取谐波信息。
谐波(Harmonics)可以用来判断部件性能，进行早期诊断。
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脉冲回波技术是一种通过从缺陷反射的回波探测 出缺陷的超声检测方法。 脉冲回波技术
衍射时差技术是一种依靠由被测工件的内部结构 （主要是缺陷）的“边角”和“端部”反射的衍 射波探测出缺陷的超声检测方法。
衍射时差（TOFD）技术
塔筒检测录像
2. 转轴检测方案
转轴断裂实物照片 风电转轴的探伤也是风电检测领域非常重要的一个环节，使用超声相控阵技 术可以在转轴出现微小裂纹的时候即发现该缺陷，并进行相应的处理。 配置如下： Omniscan MX2 + 相控阵探头
转轴实物
CAD模拟检测声束路径及声束覆盖
使用相控阵探头放置在可接触到的轴外侧，可对由于轴套的存在而无法接触 到的轴外表面裂纹进行检测。
实验证明可清楚地检测到2mm深的刻槽
3. 叶片检测方案
现有的风电叶片主要由玻璃纤维复合材料制成，也有一些为碳纤维复合材 料，并附以泡沫，木板等结构，我们主要关心的是玻纤和碳纤复合材料部分， 而不考虑泡沫和木板结构区域
风电行业检测介绍
Olympus （China） Co., Ltd. 2013年5月 王晓宁
风电行业市场
中国新建风电装机容量世界第二
风塔构成：塔筒，转轴和叶片
用于风力发电的风塔主要由三部分构成：塔筒，转轴和叶片，检测也主要围绕 这三种产品进行
1. 塔筒检测方案
HSMT-Flex扫查器
Weldrover扫查器
主要的缺陷类型和部位如上图所示，即复材本体内部的各种缺陷和复材蒙 皮与内部支撑梁之间的粘接情况。
现场检测照片
探头+编码器
水泵
主机
检测所需配置
“L”型支撑梁
叶片外蒙皮
粘接胶层
实验试件
扫查方向
粘接区域
C扫描图像
实物照片
C扫描图像上的红色区域代表脱粘区域，而蓝色区域代表粘接完好区域，C扫 描图像与实物情况非常吻合。
客户现场试件，端部有脱粘类缺陷
脱粘缺陷
C扫描图像可以清晰看到脱粘缺陷
客户现场检测真实叶片情况
客户现场检测真实叶片检测结果 一次扫查即可记录所有各层数据信息，包括玻纤层，胶层和支撑梁。
玻纤层 胶层 底面
闸门
C扫描图像有闸门位置决定，由上图C扫描可见扫查区域玻纤外壳内部无明显缺陷
闸门
由上图C扫描可见扫查区域粘接位置上层基本无缺胶
使用TOFD+相控阵技术，可以对塔筒焊缝进行全面检测，检测效率极高，且环 保，是替代射线的理想选择。 配置如下： Omniscan MX2 + Flex/Weldrover扫查器 + TOFD探头/相控阵探头
相控阵技术不是整齐划一地使用探头晶片，而是 对每个晶片触发的时间单独控制，以产生某种所 期望得到的效果，如：导引声束轴或聚焦声束。
由上图C扫描可见黑色方框区域大面积底波消失，表面可能存在大面积下层缺胶
结论：
使用Omniscan MX2可对风电的塔筒、转轴及叶片等关键部件进行检测，并可对其 他部件进行检测，可进行A、B、C扫描图像显示，并可同时进行TOFD和相控阵的 数据采集，检测效率极高。
Bruce Wang （王晓宁）
Non-Destructive Testing Equipment Email: Xiaoning_wang@ Tel: 86-10-59756116-1611