CS2000風(fēng)電機(jī)組在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)(以下簡稱CS2000系統(tǒng))是中自慶安自主研發(fā)的專門用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動鏈部件安全運(yùn)行過程監(jiān)測的系統(tǒng)，其能夠連續(xù)監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中的振動、沖擊、晃度、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等參數(shù)，并實時在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，持續(xù)跟蹤故障事件的發(fā)展，及時預(yù)警，降低運(yùn)行風(fēng)險，同時應(yīng)用工業(yè)大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與工藝狀況結(jié)合，實現(xiàn)設(shè)備全生命周期管理，從而精準(zhǔn)高效的指導(dǎo)生產(chǎn)、工藝過程，實現(xiàn)工廠智能化管理。

　　1.案例背景

　　某大型集團(tuán)旗下風(fēng)電場某臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱在2021年2月3日在CS2000系統(tǒng)多次預(yù)警后，現(xiàn)場停機(jī)打開齒輪箱觀察孔檢查，確認(rèn)中速軸齒輪斷齒，隨后更換齒輪箱，更換后運(yùn)行良好。

　　此設(shè)備于2019年8月25日接入中自慶安CS2000系統(tǒng)，至2021年1月6日，運(yùn)行良好，2021年1月6日，現(xiàn)場開始持續(xù)一周大風(fēng)后，設(shè)備出現(xiàn)故障，CS2000系統(tǒng)預(yù)警中速軸齒輪斷齒，現(xiàn)場檢查未見明顯異常，持續(xù)運(yùn)行至2月3日，在此期間CS2000系統(tǒng)多次預(yù)警，且故障有惡化趨勢，現(xiàn)場隨即停機(jī)檢查，確認(rèn)中速軸斷齒，及時處理，避免了重大損失。

　　2.設(shè)備情況

　　齒輪箱結(jié)構(gòu)為三級增速箱，低速級為行星齒輪傳動，中速級和高速級為平行斜齒輪傳動，額定功率1500kw，額定轉(zhuǎn)速1800rpm。

　　3.振動詳情

　　以下數(shù)據(jù)為CS2000在線監(jiān)測系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)：

　　2021年1月6日前，正常運(yùn)行，波形頻譜正常(圖1，圖2);

　　2021年1月13日，持續(xù)大風(fēng)，設(shè)備出現(xiàn)故障，振動圖譜中故障特征明顯(圖3，圖4)

　　2021年2月3日，停機(jī)檢查，確認(rèn)斷齒(圖5);

　　2021年2月27日，更換后運(yùn)行良好，波形頻譜正常(圖6，圖7);

圖1 齒輪箱中速軸時域波形圖(正常) 　　

圖2 齒輪箱中速軸頻譜圖(正常) 　　

圖3 齒輪箱中速軸時域波形圖(故障) 　

圖4 齒輪箱中速軸頻譜圖(故障)

圖5 齒輪箱中速軸斷齒 　　

圖6 齒輪箱中速軸時域波形圖(更換后) 　　

圖7 齒輪箱中速軸頻譜圖(更換后)

　　4.小結(jié)

　　齒輪斷齒若不及時處理，折斷的輪齒會污染潤滑油液，且易進(jìn)入正常齒輪的嚙合區(qū)，導(dǎo)致齒輪箱卡死。風(fēng)電齒輪箱位于高塔上，且運(yùn)行力矩較大，一旦卡死而不能及時收槳，容易發(fā)生倒塔事故，造成重大損失。針對該風(fēng)電齒輪箱，CS2000風(fēng)電機(jī)組在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)及時、準(zhǔn)確預(yù)警故障設(shè)備，提醒現(xiàn)場運(yùn)維人員及時處理，避免齒輪箱卡死、“炸箱”等安全隱患，既保證了風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行，又提高了運(yùn)行效率。