在线振动监测系统在风电机中的应用毕业论文

毕业论文浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用系别：机械设计制造及自动化年级专业：闽都19春机械答辩人：廖永华指导老师：陈秀蓉毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》目

录01项目背景02项目方案的设计03项目实施04试验验证05结束语一、背景描述

在线检测振动系统设计总体思路：风力发电机组状态监测系统是对风电机组传动链上旋转部件进行振动监测，通过对传动链振动信号的在线采集、处理和分析，可以及时发现风机传动链故障、评估风机的健康状态、预测部件的剩余寿命，以便有计划地合理安排风电机组的检修工作，更好地保障风力发电机组的正常运行，节省维护费用。毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》

机组在线监测系统安装，其内容包含：数据采集站的安装；加速度传感器的安装；转速传感器的安装；传感器信号电缆的铺设及接线；电源线的铺设及接线；网线及接线；服务器安装及系统调试。通过对传动链振动信号的在线采集、处理和分析，可以及时发现风机传动链故障、评估风机的健康状态、预测部件的剩余寿命。二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（一）工艺设计方案1.1振动传感器的安装根据现场设备上预制的安装孔的大小和数量，配置相应的转换螺柱，将传感器与设备相连。二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（一）工艺设计方案1.2转速传感器的安装转速传感器安装时，拧下传感器上的一个固定螺母，先放入一个M18的防滑垫，然后将传感器装入设备的转速支架孔后再装入一个M18的防滑垫，最后装入已拆下的固定螺母，调整转速传感器端面与被测面距离到4mm，锁紧螺母。

二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（一）工艺设计方案1.4采集器安装方法采集器安装在机舱控制柜右侧门梁上，每个采集器有8个固定孔（左右各4个）。采集器安装底板，每个采集器需两块安装底板（左右各一块），每块底板有24个调节长孔，请根据现场需要选择合适的安装孔。根据采集器安装图中L（两个竖梁安装孔的距离）的长度选择合适的孔位与采集器8个安装孔进行配合使用，安装时需要先确定L的长底，再确定采集器与底板上哪个长合适，用M6螺丝加上平垫后与防松螺母粗略固定（需要4只螺丝固定,不用拧紧，可以在底板长孔内进行距离调节即可），左右底板都组装好后，先在竖梁上选好合适位置，用ST5.2自攻螺丝固定好底板（需要8只自攻螺丝固定），再将连接采集器与底板的M6螺丝固定拧紧，螺栓力矩25N.m。

二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（一）工艺设计方案1.4采集器安装方法

二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（二）振动传感器安装及走线设计

主轴承径向水平传感器信号线从传感器顺着主轴承座向下，再沿机架壁走入采集器内。齿轮箱输入轴径向传感器信号线从传感器顺着齿圈外侧向下与齿轮箱行星轮齿圈振动传感器线一起走到平台下，顺着机架壁走入采集器内。二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（二）振动传感器安装及走线设计

齿轮箱内齿圈径向传感器信号线顺着齿圈外侧向下，随齿圈振动传感器电缆一起进入采集器内。齿轮箱输出高速轴承径向传感器信号线顺着温度传感器信号电缆走，再与齿轮箱高速轴输出端振动传感器线一起向下，从线槽下方，沿机架壁进入采集器内。二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（二）振动传感器安装及走线设计2.1

振动传感器安装及走线发电机驱动端传感器信号线顺着发电机温度信号等的线缆向下走入线槽，顺着线槽再沿电缆槽走入采集器内。发电机非驱动端传感器信号线顺着发电机温度信号等的线缆向下走入线槽，与6号传感器线一起顺着线槽走入采集器内。二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（二）振动传感器安装及走线设计2.2转速传感器安装及走线主轴转速传感器（在原有支架上的预留孔上安装）信号线与主轴后轴承振动传感器的线一起向下，顺着线槽走入采集器内。二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（三）信号及其他设计3.1

采集器与机舱光电交换机的连接采集箱安装完毕以后，用预制的网线的一端插入采集器的网口（LAN口），另一端插入机舱控制柜内与塔底控制柜数据通讯的光纤交换机上的第一个网口,网线两端标上CMS标识。二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（三）信号及其他设计3.2

光纤铺设光纤从塔顶机舱内沿着电缆桥架，在U型弯处外侧留够电缆活动的余量，以防电缆活动拧断光纤，在孔洞和桥架处以及U型弯处用缠绕管缠绕，固定光纤时在光纤缠绕管上套上一层薄胶皮后用防冻扎带规定住，然后将光纤分别放到机柜内固定好，将光纤接头插入光电交换机的接口上。二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（三）信号及其他设计3.3

光纤交换机电源供给机舱柜内光纤交换机和塔底柜内光纤交换机电源供电为+24VDC。机舱柜内光纤交换机的24VDC电源引自柜内的24V开关电源的第二路+V,-V；塔底柜内光纤交换机的24VDC电源引自塔底控制柜内24V备用接线端子。机舱和塔底光纤交换机的电源地线（PE端子）接到控制柜接地铜排上。二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（三）信号及其他设计3.4

服务器及工作站的安装服务器和工作站的安装位置由现场运维人员指定，服务器到环网交换机铺设网线，服务器到工作站之间铺设网线，设备和线缆均按要求打好标签，并粘贴好。根据中控室的配置及现场项目负责人的要求，在中控室指定位置安装服务器，从指定网口接入环网，并配置好在线振动监测系统软件，完成系统调试。二、项目方案的设计毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（四）可行性论证设计方案在调研目前常见的风电机组在线监测主要实时监测机组各个测点的振动信息，并对测试数据进行处理，依据设定的振动报警阀值来进行机组工作状态分析。本研究力图将机组转速发射/振动数据信息与外部工作条件信息(如风速，风向等SCADA监测信息)相结合，共同作为振动故障判断的依据。此方法的优势在于可以区别机组在不同工作状态下的振动烈度，减少机组振动报警和故障误判的机率。本监测系统主要实时测试布置在风电机组发电机前后轴承座表面的转速发射和振动数据。三、项目实施毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（一）实施前期准备为保证项目顺利实施，项目准备人员从多方面进行准备，确保项目的进度可控、质量可控和风险可控。项目施工前，建立项目组织结构，完成准备工程师、工作负责人、工作成员、安全管理和质量QC人员的授权。三、项目实施毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（一）实施前期准备1.1

设备安装条件1.2

施工作业投入及工具1.3

工作职责【设备】发电机组停机，且处于维护状态，机舱塔筒开启照明；【人员】

安全带、安全帽、工作服，安装工具；【天气】无雨雪，风速不超过12m/s。加装振动监测分析诊断设备，因此要进机舱施工，除振动监测设备本身外，需要提供一系列工具，器材以及劳保用品等。项目总负责人、项目现场负责人、施工负责人、工作组成员、人员构成三、项目实施毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（二）项目实施程序2.1在线振动监测设备安装程序如下：首先确保设备停止运行，得到工作人员许可方可进入机舱内安装。（1）振动传感器安装：主轴承径向水平、齿轮箱输入端径向、齿轮箱内齿圈径向、齿轮箱高速输出轴承径向、齿轮箱高速输出轴承轴向、发电机驱动端径向、发电机驱动端径向、发电机非驱动端径向、转速共8个测点。（2）振动信号线布置。（3）信号采集设备的安装。（4）采集器电源的接入。（5）采集器信号线的接入。（6）机舱与塔底网络连接。（7）光纤铺设（8）光纤交换机电源的接入（9）服务器及工作站的安装三、项目实施毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（三）实施过程中的注意事项3.1

施工质量保证措施为了保证施工质量，施工要严格按照每个风场的施工方案执行。施工中要细心、认真，边工作边思考，施工完成后要注意检查以下几点：螺丝固定的地方是否有防松措施（如是否安装了防松螺母）每一根信号走线是否合理，信号线标识是否在采集器对应接口上；线缆是否已捆扎。通电后，接有振动传感器的通道状态指示灯是否常亮，修改采集器IP地址，按顺序敲击每个传感器，看信号采集是否正常、线缆是否接错位置等；检测塔筒光纤和柜内网线连接状态；测试通讯，做到数据通讯完整。三、项目实施毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（三）实施过程中的注意事项3.2安全保证措施为了保证安全，对每个施工人员都需进行入场安全教育，并做好如下安全措施：施工前施工负责人和技术负责人必须做好安全、技术、环保交底，做到人人心中有数，各司其责；工程施工中所用工具都应有检验合格证明及检验报告，施工人员必需要有相关特殊作业证；进入现场人员必须正确戴好安全帽、防护服等劳动保护用品；起吊的重物必须小心的固定在起重勾上，并保证重物不会从吊钩滑出；重物下方不准站人，并且在大风情况下禁止使用吊机；对人和物的不安全行为进行纠正和制止，确保项目质量可控、安全可控、进度可控。四、试验验证毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》（一）监测依据GBT35854-2018风力发电机组及其组件机械振动测量与评估VDI3834Blatt1-2015陆上带齿轮箱风力发电机组及其组件机械振动测量与评估NBT31004-2011风力发电机组振动状态监测导则本研究选取电场7台风机进行试验；试验结果如下：毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》机组号GBT35854-2018等级评估图谱诊断建议备注#1主轴承Ⅰ正常无齿轮箱Ⅰ正常无发电机Ⅰ正常无#2主轴承Ⅰ正常无齿轮箱Ⅰ正常无发电机ⅠⅠ非驱动端端轴承出现早期损伤加强润滑，监视运行#3主轴承Ⅰ正常无齿轮箱Ⅰ正常无发电机Ⅰ正常无#4主轴承Ⅰ正常无齿轮箱Ⅰ正常无发电机Ⅰ正常无#5主轴承Ⅰ正常无齿轮箱Ⅰ正常无发电机Ⅰ正常无#6主轴承Ⅰ正常无齿轮箱Ⅰ正常无发电机Ⅰ正常无#7主轴承Ⅰ正常无齿轮箱Ⅰ正常无发电机Ⅰ正常无四、试验验证（一）监测依据1.1本次机组健康状态监测结果毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》四、试验验证（一）监测依据针对所列机组中#2机组的振动数据通过波形频谱、包络等常用的分析方法进行分析，对于振动异常的机组会给出相应的故障描述及建议。日期故障描述维修建议2021-03-31频谱中出现异常频率，分析认为发电机轴承可能出现磨损征兆。加强润滑，检查轴承情况。毕业论文——《浅谈在线振动监测系统在风电机中的应用》四、试验验证（一）监测依据1.2

振动特征指标趋势从以上分析来看，机组健康状态说明。

正常：机组处于正常状态，可照常运行。

预警：机组存在较明显的故障特征，机组可监视运行，现场维护人员需择机进行检查。

报警：机组故障特征明显，故障处于劣化期，应及时安排检修。