摘要：随着科技的不断发端，我们进入了互联网时代，而互联网各项技术的普遍运用将使得风力发电机的状态监测与故障诊断慢慢有单参量监测向多参量监测转变。本文以风力发电场为起点，然后深入探究风力发电机组，阐述了对于其状态监测以及故障诊断技术的具体方法。
关键词：风力发电机；状态监测；故障诊断；技术综述
一、对普遍遇到的运行过程中的故障问题进行检测还有诊断
现在风力发电机在使用时候产生的各种问题，普遍可以分为两类分别是机械故障和电气故障。机械故障包含了：发电机震动幅度过大、轴承出现不良、轴不够系没有位于中线、转子质量不能够实现平衡、发电机座不够牢固扎实、转子工作过程中偏离中心等等；电气故障包含了：发电机线圈部分产生了短路故障、绝缘体失灵无线、出现的问题涵盖了线圈部位发生了短路现象、绝缘体出现了损坏问题、气隙没有实现平衡、三项负荷不平衡等等。
1.1 对于机械部位出现的问题信号检测以及诊断
一般情况下，通过对于发电机经过对发电机震动情况、工作温度和其旋转速率等等各项参数的分析，来对与发电机的各类机械故障进行一定诊视判断。另一方面每次流经发电机的电流电压还有功率如果出现了一定的变化，也能对于这些机械故障有一定的反应。发电机轴承部分如果发生故障，那么其直观的表现现象就是出现极高频率的震颤，其频率的极高程度体现在比选钻速度的频率高于一千倍之多。这个时候我们如果通过振动传感器，将这种频率信号收集起来，最后在对其进行一定量的处理分析，我们最终就能通过这种方式找到轴承部分的机械故障，最后得以解决。除了这种方法目前我们主要运用起来诊断轴承部分的机械故障问题的方式还有：包络解调、分析最大值、小波探究以及运用快速傅里叶变换算法将其转换成基础问题诊断等等方式。如果是轴系未居中、转子质量不平衡或者是因为机座部分产生了松动这些情况引发了振频较低，我们可以对于频率信号施行滤波并且对其放大然后运用傅里叶变换算法，最终吧所以出现的故障问题特性收集起来。通过利用小波转换的方法，然后把收集到的功率信号进行处理分析，我们可以确认到底是发电机部分轴系没有居中，还是轴承出现了故障。如果是比较小的机械部件出现故障，转轴部位发生额震动，会进一步导致气隙也开始振动，最后会发生发电机转子定子两者间的气隙磁通无法实现平衡的情况，如果谐波电流发生在了定子绕组之中，我们可以对定子电流进行探究处理分析，然后诊断发生在转轴的振动故障问题。
1.2 对于电气部位出现的问题信号检测以及诊断
至于发电机有关电气故障方面的检测，主要是对于定子和转子的有效分析来反应。检测定子线圈温度是否正常、电压是否正常，转子的电流以及旋转速率是什么状况，还有发电机功率是否正确。通过对上述各项参数的探究分析，我们能够对发生在发电机上面的电气故障有一个清晰的认知。目前为止对于发电机电气部分问题具体检测的方法有对于定子电流的监测、对于一定部位放电处理监测、改变其旋转速度脉动监测还有改变其温度监测等等方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而现在我们对待发电机短路问题一般所需要进行判断分析的参数，主要哪一部分电流存在负序、哪一部份的电流内具有谐波成分还有电流Park的矢量运行轨迹等等。经过我们对其有效的探究可以发现，如果发电机的短路问题越来越重大，那么其中定子的三相电流Park的矢量运行轨迹会伴随着发生巨大的改变。因此我们可以通过对电流Park的矢量运行轨迹情况进行探究，再反之去对发电机部位的短路问题是否严峻有一个清晰的认知。与此同时，如果对定子电流以及定子周围部分是否有漏电现象进行一定的检查，也能够起到相似的效果。
二、实际应用
2.1 装置处于运行阶段的情况
风力发电机如果出现了故障问题，基本主要都是齿轮箱出现了故障。齿轮箱出现了故障有很大几率会导致发电机整体故障，停止工作。因此，我们对于齿轮箱的情况有一个详细的了解，对于其在工作时期的任何状态都能准确把握。如果进行相应的实验操作我们可以得到相应的频谱图，而频谱图展示给我们的，其中大部分能量都集中在了1kHz~3kHz的频率区间之内，同样会明确如果轴齿轮高速运转其啮合的频率是2X。我们可以通过使用要进行包络解调的具体工具，对轴齿轮高速运转时产生的频谱图进行一定的研究。轴齿轮在高速运转的时候其啮合的频率，将会进一步带动边带备涵盖之下的轴的转频，还有就是如果轴是在进行低速运转的情况。两者相比，如果轴是在进行高速运转，其转频所内藏的能量会非常大幅度的高于其在低速运转时的状态。
2.2 诊断得出的结论以及给出有效的解决意见
齿轮箱部位如果再在高速或者低速的轴转频过程中，会将谐波分量，会使得轴齿轮之间发生啮咬不合适的现象，还有另外一个问题就是会出现剥落的现象，如果轴齿轮在高速运转，我们一定要及时对啮咬是否合适进行检视。如果叶片外观是时域波形，不停在进行规律性冲击，那么可能是因为轴齿轮的具体某一齿有问题，所以需要对内部齿轮圈进行详细的排查。
三、对于风力发电机运行期间的状态进行监测的体系
现在我们普遍使用的风力发电机，大都使用在线监测体系，然后对于发电机工作时产生的振频信号进行一个收集工作，最终对于收集到的信号进行分析研究，最终实现对于发电机目前状态的一个了解，得到有效的判断。现在实际有效并普遍运用的监测体系有瑞典一知名企业研发探究出来的IMX—W在线监测体系还有新西兰一知名企业研发探究出来的 Turning point 在线监测体系。
四、结束语
到目前为止，我们还不能做到大规模全方面的使用风力发电装置，另外还不能对于发电机的重要构件在实际工作状态做到一个详细的了解，所以，我们现在对于故障问题所要因此而进行的维修，主要是对其维修工作进行一个完善的规划，并对后期实际维修方法有一个明确的目标。
参考文献：
[1]张霆. 风力发电机叶片状态监测与故障诊断系统设计和实现[D].上海电机学院,2016(12)
[2]陈雪峰,李继猛,程航,李兵,何正嘉. 风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展[J]. 机械工程学报,2011(09)
论文作者:杨琰,苏园锋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/26
标签：发电机论文; 故障论文; 定子论文; 电流论文; 齿轮箱论文; 状态论文; 转子论文; 《电力设备》2018年第28期论文;