風(fēng)電檢測方案

風(fēng)電檢測配置方案風(fēng)力發(fā)電是一種成長中的干凈的可再生能源。無論是單個(gè)機(jī)組還是組合機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電場，它們都是目前世界上發(fā)展很快的新能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理是將風(fēng)力機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。風(fēng)力發(fā)電的規(guī)?？梢詮?00KW到6MW。最常用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是水平軸布置。有些是三槳葉，上風(fēng)向并且?guī)в衅娇刂?，有的則是二槳葉，下風(fēng)向，自然隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)。也有垂直布置的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，它們也被稱為Darrieus（打蛋形）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，根據(jù)法國發(fā)明家而命名，但是這種打蛋形的設(shè)計(jì)不是很流行，逐漸被性能較好的水平布置的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所代替。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本上是一個(gè)人型低速風(fēng)扇，但是它不是電能驅(qū)動(dòng)，沒有將機(jī)械能通過減速箱驅(qū)動(dòng)人型低速風(fēng)扇，相反的，它提供機(jī)械能，通過加速箱驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。這個(gè)反向的過程帶有很多會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)的旋轉(zhuǎn)部件，長時(shí)間的損耗可能會(huì)導(dǎo)致最終失效。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能否正常工作是運(yùn)維的核心問題。對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來說，主要軸承，齒輪箱和發(fā)電機(jī)失效是不可以接受的。這些部件的替換將會(huì)非常昂貴，而且重量大，安裝地點(diǎn)是50-100米的高空上。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上安裝永久型加速度振動(dòng)傳感器可以檢測卞述問題：?齒輪失效?齒輪磨損?葉輪振動(dòng)?電子故障?不平衡?不對(duì)中?松動(dòng)?共振低頻加速度傳感器主要軸承和轉(zhuǎn)軸的速度人約是30-60rpmo這也是齒輪箱輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度。旋轉(zhuǎn)頻率范圍是30-60cpm（0.5-1.0赫茲）的情況應(yīng)采用低頻加速度振動(dòng)傳感器。測量的范I制包括主軸旋轉(zhuǎn)頻率，葉片通過頻率，主軸承頻率，齒輪箱輸入軸軸承頻率和齒輪嚙合頻率等等。這些低頻加速度振動(dòng)傳感器通?？梢蕴峁?00mV/g以及12-180000cpm（0.2-3000赫茲）的頻率范I韋I。選型為美國CTC公司低頻加速度傳感器產(chǎn)品AC135-1A或AC136-1A,主要性能參數(shù)如下：電氣特性靈敏度100mV/g±10%(25°C)頻率響應(yīng)O.l-lOOOOHz(±3dB)0.6-3000HZ(±10%)最高振幅±10gPEAK供電電壓18-30VDC恒定電流2-10mA環(huán)境指標(biāo)工作溫度-50°C-+121°C最大抗沖擊5000g物理參數(shù)敏感元件PZT壓電陶瓷諧振頻率23KHz通用型加速度振動(dòng)傳感器齒輪箱的中間軸和輸出軸都會(huì)有比較高的旋轉(zhuǎn)速度，并且產(chǎn)生比軸承和齒輪嚙合更高的擾動(dòng)頻率。事實(shí)上，輸出軸的旋轉(zhuǎn)頻率在通常情況下比輸入軸高50-60倍。測量其帶動(dòng)的

齒輪箱和發(fā)電機(jī)組的高旋轉(zhuǎn)速度需要使用通用型加速度振動(dòng)傳感器。通用型加速度振動(dòng)傳感器可以提供100mV/g以及30-900000cpm（0.5-15000赫茲）的頻率范I韋I。選型為美國CTC公司通用傳感器產(chǎn)品AC102-1A.AC192-1A或英國IMI公司通用傳感器產(chǎn)品608A11,產(chǎn)品性能參數(shù)如下：AC102-1A性能參數(shù)靈敏度100mV/g(±5%,±10%可選)量程50g頻率響應(yīng)2T0,000Hz(±10%)供電電壓10-14VDC恒定電流2-10mA諧振頻率27KHz工作溫度?40~+12(TC敏感元件PZT壓電陶瓷單價(jià)1200左右608A11性能參數(shù)靈敏度100mV/g量程±50g頻率響應(yīng)0.5Hz-lOKHz工作溫度-54-+121°C單價(jià)1600左右加速度振動(dòng)傳感器接口及安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要使用到可靠的IP66接頭，防止灰塵，水或油的進(jìn)AoA2A軍用Style接頭或B2A密封型接頭可以給振動(dòng)傳感器提供可靠的連接。特氟龍外套電纜或聚亞安酯電纜和接頭配合使用可以為振動(dòng)傳感器提供完全的連接方案。A2A接頭和CB102電纜B2A接頭和CB111電纜A2A接頭和CB103聚亞安酷電纜風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常在很高的塔上。其旋轉(zhuǎn)組件很難接近，因此最好是使用螺栓來安裝加速度振動(dòng)傳感器。安裝平面例如主軸承，齒輪箱和發(fā)電機(jī)等都需要加工孔11平面，轉(zhuǎn)孔并攻螺紋以便安裝振動(dòng)傳感器。左加工過的平面上安裝撮動(dòng)刪踽數(shù)據(jù)采集器（卡）數(shù)據(jù)采集器用于同步采集風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)傳感器產(chǎn)生的振動(dòng)模擬信號(hào)，并對(duì)這些模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，便于中控機(jī)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)處理。理論上講，同步數(shù)據(jù)采集器最好根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)需求進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，這樣會(huì)降低成本，但是從時(shí)間效益方面考慮，不太符合現(xiàn)階段實(shí)際情況，因此擬采用市場上現(xiàn)有的同步數(shù)據(jù)采集器。同步數(shù)據(jù)采集器的選型主要從以下幾個(gè)方面考：數(shù)據(jù)同步采集通道。數(shù)據(jù)同步釆集通道主要取決于振動(dòng)傳感器的安裝數(shù)量、數(shù)據(jù)同步采集需求以及風(fēng)電機(jī)組檢測裝置的可擴(kuò)展性能。數(shù)據(jù)采集通道的采樣頻率。同步數(shù)據(jù)采集卡的通道采樣頻率由每通道數(shù)據(jù)采樣頻率決定,數(shù)據(jù)采樣頻率既不能太低，又不能過高。采樣頻率過低會(huì)使信號(hào)產(chǎn)生疊加，不能夠正確還原為原數(shù)據(jù)信號(hào)，因此通道采樣頻率必須要滿足采樣定理，即fs>=2fCo其中fs為采樣頻率，fc為采集信號(hào)的中心頻率。采樣頻率過高，會(huì)產(chǎn)生人量數(shù)據(jù)，對(duì)于數(shù)據(jù)的后續(xù)處理及存儲(chǔ)產(chǎn)生不便。采集數(shù)據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換精度。理論上，模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度越高越好，但是高精度帶來人的數(shù)據(jù)量，人數(shù)據(jù)的處理難度較高，因此對(duì)于模數(shù)轉(zhuǎn)換精度的選取，滿足需求即可。數(shù)據(jù)采集卡的接II類型。數(shù)據(jù)采集卡的接II用于和中控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。為了便于維修和擴(kuò)展，擬采用現(xiàn)在比較通用的數(shù)據(jù)PCI總線接口。根據(jù)以上分析，為了滿足風(fēng)電機(jī)組檢測裝置的同步采集通道較多的需求，擬采用16路同步數(shù)據(jù)采集卡，主要采用兩種方案：采用一塊16路同步數(shù)據(jù)采集卡和多塊通路較少的數(shù)據(jù)采集卡外接同步。第一種方案選型如下：數(shù)據(jù)采集卡PCI2008

生產(chǎn)商北京阿爾泰科技有限公司轉(zhuǎn)換器類型AD7865（四芯片）輸入量程+10V或±5V轉(zhuǎn)換精度14bit物理通道數(shù)16路通道，4芯片（每芯片4路）數(shù)據(jù)采集方式同步采集通信接口PCI數(shù)據(jù)總線接口采樣速率3-80KHZ單價(jià)9600左右（普通）備注工業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)采集卡價(jià)格人概在1.5-2倍左右第二種方案選型如下:數(shù)據(jù)采集卡PCI8510*2生產(chǎn)商北京阿爾泰科技有限公司轉(zhuǎn)換器類型AD7612輸入量程+10V或土5V轉(zhuǎn)換精度16bit物理通道數(shù)8路通道，8芯片數(shù)據(jù)采集方式同步采集通信接口PCI數(shù)據(jù)總線接口采樣速率1-500KHZ單價(jià)7600左右（一塊）備注工業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)采集卡價(jià)格人概在1?5?2倍左右；中控機(jī)（工控機(jī)）工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是整個(gè)檢測裝置的核心，與普通PC機(jī)相比，工控機(jī)取消了PC機(jī)中的母板，將其變成通用的底板插槽系統(tǒng)，將PC母板分成若干部件，并使用了一些特殊的抗干擾措施，增強(qiáng)了壞境的適應(yīng)性。工控機(jī)具有以下特點(diǎn)：1、 可靠性高、可維修性好。2、 壞境適應(yīng)性強(qiáng)。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)能夠適應(yīng)高溫、潮濕、腐蝕、振動(dòng)、沖擊、粉塵等環(huán)境，并且有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力。3、 能夠滿足控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性控制要求，且開放性高。4、 具有完善的過程輸入輸出通道，能夠滿足生產(chǎn)過程的控制要求。5、 能夠滿足人多數(shù)生產(chǎn)過程的控制精度和運(yùn)算速度要求。通過查看相關(guān)論文，系統(tǒng)擬采用研華工控機(jī)產(chǎn)品，方案一選型如下：產(chǎn)品型號(hào)IPC-610H-6010VGCPUIntelP4（奔騰4）主頻1.8-3.6（可選裝）內(nèi)存DDR256M.DDR512、DDR1G（可選裝）磁盤驅(qū)動(dòng)器支持3個(gè)5.25英寸驅(qū)動(dòng)器、1

個(gè)3.5英寸軟驅(qū)（硬盤容量可選），最大500G接|丨2個(gè)串「1、1個(gè)并口、2個(gè)前置USB接II、標(biāo)準(zhǔn)鍵盤鼠標(biāo)接口機(jī)箱插槽通用14槽無源底板4個(gè)PCI、8個(gè)ISA、帶PFC（功率因數(shù)補(bǔ)償）電源的高效300WATX和易于維護(hù)的雙冷卻風(fēng)扇。其他設(shè)備網(wǎng)卡10-100M.聲卡、串口擴(kuò)展卡等可選裝服務(wù)提供兩年有嘗質(zhì)保，第一年研華免費(fèi)上門服務(wù)，第二年成本維護(hù)單價(jià)4900RMB左右方案二選型如下:產(chǎn)品型號(hào)IPC-610MB-25LCE主板Intel945G+ICH7超穩(wěn)定芯片組CPUIntel奔騰雙核E5300主頻2.6GHz內(nèi)存金士頓1GBDDRII硬盤希捷500G7200轉(zhuǎn)/分接口5個(gè)通用32位PCI槽，1個(gè)PCI-EX16J個(gè)PCI-EX1,1個(gè)網(wǎng)口,2個(gè)串口,6個(gè)USB□（最多可以接8個(gè)）