Page 163 - 新能源风力发电技术与自动化技术研究

第五章 风力发电机组故障诊断与维护

以评估其运行状态和健康状况；润滑油质量监测系统，用于监测风扇或其他旋转
设备的润滑油的质量和污染程度，以确保机械设备的正常运行；电气参数监测系
统，用于监测电流、电压、功率等电气参数，以评估电力系统或设备的运行状况；

角度传感器监测系统，通常用于监测风机叶片或其他需要精确控制和定位的部件
的位置，来评估物体的姿态和位置。温度监测系统，用于监测风力发电机组内外
的环境温度信息，可以及时发现温度异常或过热问题，并采取适当的措施以保证
设备的安全运行。这些监测系统的目的是通过实时监测和分析数据，提供对设备

运行状况和环境参数的准确了解，以便及时采取必要的维护和控制措施，确保设
备的安全性、可靠性和效率。
故障诊断（Fault Diagnosis）来自各种机械设备的测试，故障诊断分为两个
方面：状态监测和故障诊断，而故障诊断又分为故障预警和模式识别。故障预警

通常用于结合历史运行数据变化的特点，对运行设备进行评估，以提前发现故障
并进行修复，减少损失；故障诊断是使用故障数据确定故障类型，并在故障发生
后修复风机。传统的故障诊断方法仅基于设置简单的阈值以及简易的仪器，通过
现场工作人员的经验进行故障判定，通常是在故障发生之后进行故障修复，效率

极低且造成经济损失。风机的结构随着科学技术的进步而变得更加复杂，运行和
维护成本不断增加，原始的故障预警已不能满足先进设备的监测需求。因此，测
试快速、准确的故障预警方法是一个非常苛刻和非常有价值的课题，它可以提前
检测故障并以最小的损失采取维护措施，对提高风电场的经济效益具有重要意义。

二、风机基本结构及故障

（一）风机的基本结构
风力发电机组通常由气动机械部分和电气部分组成。气动机械部分主要包括

风轮、齿轮箱、传动系统、制动系统、偏航系统、液压系统、机舱和风机发电机
塔架等。电气部分主要包括机组的发电机、控制系统、电力电子部件、变压器和
电网等。各部分功能如下。
传动系统的功能是将风轮吸收的能量以机械能的形式传递给发电机。由于风

轮转速较慢，而发电机往往需要较高的转速，所以一般需要通过传动系统提高转数。
制动系统主要由制动器、驱动装置和控制装置组成实现正常情况下的运动制
动以及突发故障时的紧急制动。

151