风电机组齿轮箱振动状态测试分析与评估

【摘要】：振动测试是风电齿轮箱设备质量评价、状态监测和故障诊断的主要依据之一。本文针对西北地区某风电场已投入运行的50台风电机组,以关键部件齿轮箱为对象,在分析齿轮箱振动特点和典型失效形式的基础上,参考现有的国内外风电齿轮箱振动标准,研究已经投运的风电机组齿轮箱的振动特征及其评估标准的确定方法,为实现齿轮箱的质量评估、状态监测与故障诊断奠定基础。也为风电齿轮箱振动标准的制订提供参考依据。主要研究内容为： (1)针对该风电场投运的50台上海电气W2000型2MW双馈风电机组开展齿轮箱振动特征分析研究,通过现场安装的振动状态监测系统获取风电机组齿轮箱的振动信号,从中选择4台位于风电场不同位置的机组,研究了每台机组齿轮箱上四个测点的振动在运行过程中的变化趋势,并对振动信号的时域波形及频谱进行分析,研究确定新投运风电机组齿轮箱的共性特征,为实现风电齿轮箱的质量评估、状态监测与故障诊断建立参考依据。 (2)针对双馈风电机组齿轮箱在运行过程中表现出的振动状态强烈变化的特征,研究分析风况、风轮转速等运行参数变化对齿轮箱振动状态的影响。研究发现,齿轮箱上多数测点的振动水平随转速增大而增大,但是有些部位的振动对转速非常敏感,在某些转速下振动明显增大,出现共振现象。 (3)通过对50台风电机组齿轮箱振动特征值的统计分析处理,参考现行的国内外振动标准,主要是VDI3834标准,计算得到适合W2000型风电机组的齿轮箱振动报警和危险值,并与VDI3834标准中给出的值进行对比分析。 【关键词】：风电机组 齿轮箱 振动监测 振动标准 振动评估
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题的意义9-11
• 1.2 技术现状11-14
• 1.2.1 风电机组维护维修、状态监测与故障防范技术11-12
• 1.2.2 风电机组传动链振动噪声测试技术12-13
• 1.2.3 风电机组齿轮箱振动测试标准13-14
• 1.3 研究内容14-16
• 第二章 风电机组传动链振动测试方法及标准16-38
• 2.1 风电齿轮箱的特点16-17
• 2.2 齿轮箱振动17-25
• 2.2.1 齿轮箱振动机理17-18
• 2.2.2 行星齿轮系振动特点18-19
• 2.2.3 齿轮箱振动的影响因素19-20
• 2.2.4 齿轮箱典型失效形式20-25
• 2.3 振动测量分析方法25-30
• 2.3.1 振动测量25-26
• 2.3.2 振动信号分析26-30
• 2.4 齿轮箱振动标准30-38
• 2.4.1 振动标准概述30-32
• 2.4.2 一般齿轮箱振动标准32-35
• 2.4.3 风电机组传动链振动标准35-38
• 第三章 风电机组振动测试分析38-54
• 3.1 风场及设备描述38-41
• 3.2 风电机组传动链振动监测系统41-44
• 3.2.1 EN3600振动监测系统41-42
• 3.2.2 压电式加速度传感器42-43
• 3.2.3 EN3600数据采集器43-44
• 3.3 风电机组齿轮箱典型振动信号分析44-51
• 3.3.1 齿轮箱振动变化趋势分析44-46
• 3.3.2 齿轮箱振动信号时域特征分析46-48
• 3.3.3 齿轮箱振动信号频谱特征分析48-51
• 3.4 转速对齿轮箱振动的影响分析51-54
• 第四章 齿轮箱振动报警阈值确定方法54-74
• 4.1 振动报警阈值设定方法概述54-56
• 4.1.1 需求及问题54
• 4.1.2 报警阈值设定方法54-55
• 4.1.3 根据统计学方法设定报警阈值55-56
• 4.2 齿轮箱评估标准的确定56-59
• 4.2.1 振动评价标准的确定原则56-57
• 4.2.2 振动评价相对标准的确定方法57-58
• 4.2.3 实现步骤58-59
• 4.3 风电传动链各部件振动特征值统计分析59-65
• 4.4 风电齿轮箱振动标准值统计分析65-71
• 4.4.1 振动有效值的平均值及标准偏差65-67
• 4.4.2 振动信号峰峰值分析67-68
• 4.4.3 振动信号峭度指标分析68-71
• 4.5 振动标准值的确定及对比分析71-74
• 4.5.1 振动标准值的确定71
• 4.5.2 关于振动标准值的讨论71-72
• 4.5.3 齿轮箱设备评估72-74
• 第五章 研究结果与展望74-76
• 5.1 研究结果74
• 5.2 展望74-76
• 参考文献76-79
• 致谢79-80
• 在校期间发表论文及参与项目80
• 一、发表论文80
• 二、参与项目80

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