CS2000風電機組在線監(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)的專門用于風力發(fā)電機組傳動鏈部件安全運行過程監(jiān)測的系統(tǒng)，其能夠連續(xù)監(jiān)測風力發(fā)電機組運行過程中的振動、沖擊、晃度、轉速、負荷等參數(shù)，并實時在線監(jiān)測設備運行狀態(tài)，持續(xù)跟蹤故障事件的發(fā)展，及時預警，降低運行風險，同時應用工業(yè)大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術，將設備狀態(tài)監(jiān)測與工藝狀況結合，實現(xiàn)設備全生命周期管理，從而精準高效的指導生產、工藝過程，實現(xiàn)工廠智能化管理。

　　1.案例背景

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

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

　　2.設備情況

　　齒輪箱結構為三級增速箱，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，正常運行，波形頻譜正常(圖1，圖2);

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

　　2021年2月3日，停機檢查，確認斷齒(圖5);

　　2021年2月27日，更換后運行良好，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

　　齒輪斷齒若不及時處理，折斷的輪齒會污染潤滑油液，且易進入正常齒輪的嚙合區(qū)，導致齒輪箱卡死。風電齒輪箱位于高塔上，且運行力矩較大，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。針對該風電齒輪箱，CS2000風電機組在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)及時、準確預警故障設備，提醒現(xiàn)場運維人員及時處理，避免齒輪箱卡死、“炸箱”等安全隱患，既保證了風機安全運行，又提高了運行效率。