风电齿轮箱油液在线监测技术应用综述

风电齿轮箱油液在线监测技术应用综述
摘要：风电齿轮箱油液在线监测技术能够有效解决风力发电机在运行过程中所面临的各种故障问题，避免风电机组发生重大故障。

大体来讲，主要是通过油液在线监测技术来针对风电机组中齿轮箱的磨损状态、污染杂质颗粒状态、金属颗粒进行全面分析，并建立跟踪监测分析机制。

文中首先综述了油液监测技术相关内容，并深入探讨风电齿轮箱油液在线监测系统相关技术要点问题。

关键词：风电齿轮箱；油液在线监测技术；监测系统；润滑
根据国内风能协会相关数据统计，风电齿轮箱容易发生故障，它也是风电机组故障的主要来源，而近年来齿轮箱的故障发生几率也在呈现逐年升高发展趋势。

实际上，能够影响齿轮箱发生故障问题甚至失效的影响因素主要是润滑因素，因此有必要加强风电齿轮箱的油液监测与故障诊断能力，从整体上改善风电齿轮箱实际生产运行状况。

1.
风电齿轮箱油液监测现状与油液在线监测技术
1.
风电齿轮箱油液的检测现状
传统风电齿轮箱在润滑油监测技术应用方面会定期对油样进行分析，保证远离风场展开油液监测工作，建立实验室检验机制。

不过就这一检验机制而言，它的检验周期相对偏长，也容易出现油液二次污染问题，某种程度上在线油液监测问题无法得到有效解决，设备正常运行过程中也更容易出现润滑磨损问题，跟踪监控机制无法有效建立。

实际上，必须要做到对风电齿轮箱实时状态的有效监测，减少齿轮箱可能发生灾难性故障的基本概率。

所以在提高齿轮箱运行效率过程中还必须围绕其安全可靠性与实践应用性展开分析。

1.
风电齿轮箱油液监测技术的基本概述
就油液监测这一点而言，需要为设备设计定期监测技术机制，建立相对科学、直观的数据监测体系，进而实现对设备情况的有效运维，直接延长设备机组使用寿命。

在基于石油产品质量评定基础之上建立理化性能指标分析机制，对设备磨损微粒情况进行分析，评价设备基本工况与预测故障问题。

大体来讲，目前已有的风电齿轮箱油油液监测技术形式主要包含两种，分别是离线式油液监测以及在线式油液监测。

两种技术监测方式都已被广泛应用于工业连续生产线上，是典型的能够定期开展油液监测的大型设备监测技术方式。

就目前看来，在线式油液监测技术更适合生产，因为它能够实现对风电齿轮箱油液的实时动态监测，在在线取样过程中不会产生二次污染，它的应用范围较广，基本上不存在地域空间限制，对技术人员操作要求也并不高，整体来看技术投入成本不超过被监测设备成本的10%。

实际上，在线油液监测技术已经成为了离线监测技术的有益补充，它在查找设备故障原因，提出判据方面表现出色，能够根据齿轮箱油液状态变化建立设备磨损趋势图，分析设备状态并安排检修，提前杜绝齿轮箱损坏，从某种程度来说，它延长了齿轮箱的整体平均故障时间，同时对提高设备生产率也有较大帮助[1]。

1.
风电齿轮箱的油液在线监测系统技术应用要点综述
目前的风电齿轮箱已经配置了功能强大的油液在线监测系统，它其中的诸多技术应用要点丰富，下文简单分析其中3点：
1.
油液在线监测系统的数据采集
考虑到风电齿轮箱长期处于咬合状态，即便有润滑油作用也会产生摩擦，导致系统中金属颗粒磨损，所以对润滑油中的金属颗粒尺寸指标与数量进行分析是有必要的，要保证齿轮润滑，检测润滑油变质对设备所产生的巨大影响。

大体来讲，还要结合所设计数据采集系统建立智能传感技术体系，对数据采集设备组成内容进行分析，清晰化工作流程：具体就是将齿轮箱中的润滑液直接引入到传感
器之中，确保智能传感器能够直接将监测数据发送到数据采集仪中，了解数据采集与上位机数据回收过程，确保自动采集数据并传输到网络服务器中，对海事局入库软件内容进行细致分析与转化。

在针对风电齿轮箱中的油液在线监测系统进行数据采集过程中，还需要对设备部件的相关状态信息进行有针对性的定性与定量分析，优化设备状态内容，主要对磨屑性状进行相应检测，确保明确系统基本状态，避免设备失效情况出现，同时转化讨论设备失效形式。

在数据采集系统分析过程中，需要对所监测系统的数据来源进行分析，确保监测齿轮箱润滑油状态调整到位。

具体来讲，就是要对设备的整体磁性进行全面分析，结合润滑油水分内容分析其温度指标变化过程，客观反映风电齿轮箱的实际磨损状况，优化调整润滑油品质。

在数据输出方面，系统中采用RS232系统，主要通过有线光纤以及无线传输两种方式进行油液监测，提高监测质量[2]。

1.
油液在线监测系统的数据传输
在对风电齿轮箱的油液在线监测系统进行数据分析过程中，需要结合多个风力发电机组组成过程进行分析，了解监测系统的在线监测能力。

考虑到其监测点较多、监测规模较大，所以需要建立无线传感器网络，实施全方位信息采集与远程传输，保证构建数据分析管理中心。

换言之，就是要建立多点制的风电机组设备状态监测工作机制，有效调整设备运营成本，对设备运行效率的可靠性与故障诊断的准确性进行全面分析，从整体上提升生产管理水平。

在数据传输系统中，还需要同时建立多项分支系统，主要负责数据的采集、传输与远程数据处理控制，保证传感器能够实时接收、传输数据内容，建立远程数据处理中心，并将有价值数据内容存入到数据库之中。

当然，还需要在系统中设置GPRS模块，对数据发送与远程数据处理过程进行分析，确保客户故障设备能够以短信形式直接发送到客户手机终端中，配合手机软件对风电齿轮箱油液数据进行即时监测，并建立油液变化趋势图。

1.
数据处理系统的建立
在建立数据处理系统过程中，需要对风电机组油液在线监测系统运行过程进行全面分析，深入了解数据汇总分析过程，对数据内容进行科学处理计算，建立辅助决策系统客观判定风电齿轮箱的实际运行状况，看其是否需要维护。

大体来讲，就是要定期给出相应换油建议，做好故障预警措施，结合科学算法存储数据内容，要保证客户的原始数据始终处于安全状态中。

在建立数据处理系统过程中就必须对风电齿轮箱的油液在线监测终端进行分析，争取获取海量数据内容，配合机器学习对数据进行预处理，提取相关数据特征内容，确保故障模式提取到位[3]。

总结：
综上，目前在风电齿轮箱中针对油液系统的实时动态监测技术应用是非常有必要的，它能够实现对油液温度、水分、粘度等诸多指标的有效评估与分析，最终获得相应参数结果。

主要是参考历史数据以及故障诊断样本内容展开技术应用过程，确保机组油液系统在线监测与故障诊断工作操作到位，切实为风电齿轮箱生产水平稳定提升创造良好基础，全面提高电力企业整体生产效益。

参考文献：
[1] 梁培沛, 肖剑. 风电机组轴承磨损的油液监测技术研究与应用[J]. 能源与节能, 2020, 000(005):37-40.
[2] 闫宏飞. 颗粒度分析仪在风电齿轮箱油液监测中的应用[J]. 2021(2018-8):185-186.
[3] 梁培沛, 丁显, 陈铁,等. 油液监测振动监测联合预警风电齿轮箱故障[J]. 2021(2015-11):14-18.。