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GJD-3000風力發電機組電氣故障記錄與診斷系統
1.產品概述
  近年來,我國風能產業發展迅速,根據中國風能協會統計,截止2014年底,全國累計裝機容量114609MW,累計安裝風電機組76241臺。然而,由于風能利用的特殊性,機組自身常年工作在十分惡劣的條件下,長時間受無規律的風力作用和陣風的沖擊,一直工作在風沙、嚴寒和酷暑等惡劣條件下,隨著機組投入使用時間的增加,機組各部件都會陸續出現一系列的故障,不得不停機檢查維修,而檢修也只是盲目更換配件,缺乏從根本上分析故障原因的手段,無法了解引起故障的原因,致使無法徹底消除故障隱患,不但降低了工作效率,還導致較大的經濟損失。    
        為了準確分析故障原因,如軸承燒損、集電環燒損、轉子接地、斷路器故障以及高速軸打齒等,消除故障隱患,降低風電機組的維護成本,提高經濟效益,安裝基于物聯網的GJD-3000風力發電機組電氣故障記錄與診斷系統(系統結構如圖1),連續監測機組健康情況,實現風電機組遠程監視與故障診斷,預先發現機組故障隱患,確定故障種類、產生位置、故障程度和發展趨勢,從而根據診斷結果進行有針對性的維修,盡量避免計劃外停機,降低事故發生概率,這對于提高機組運行穩定性、降低生產成本具有重要意義。

 

2.技術指標
  1)通道容量:模擬量24路;開關量8路;
    2)模擬量采樣頻率:100kHz同步采樣
    3)開關量事件分辨率:0.1ms
    4)A/D轉換分辨率:16位
    5)有效值精度:0.2級
    6)模擬信號輸入范圍:
Ø  定子電壓: 工頻0~1000V
Ø  網側電壓: 工頻0~1000V
Ø  定子電流: 工頻0~5A
Ø  直流電壓: 0~1500V
Ø  轉子電壓: 0~1000V,頻率:0~50Hz
Ø  轉子電流: 0~5A,頻率:0~50Hz
Ø  轉  速:0~3000Hz
    7)開關量輸入方式:無源接點或有源信號(訂貨時注明)
     8)故障錄波長度及次數:可連續啟動,錄波次數多達10000次(視硬盤容量而定),每次可錄制時間不小于3秒鐘,故障數據可掉電保存。
     9)故障啟動方式:模擬量突變啟動、越限啟動、派生量突變或越限啟動、開關量啟動(變位、閉合或斷開)、手動啟動、遠程啟動。
    10)諧波分析: 最高50 次諧波
    11)派生量:有功功率、無功功率、功率因數、頻率、正序、負序、零序、 矢量和(差)、相角差等。
    12)通訊接口:以太網。
    13)接口協議: IEC61850或103協議。
    14)數據格式: COMTRADE。
    15)供電電源:AC85V~264V;50Hz/60Hz或 DC110V ~350V
    16)消耗功率:≤30W
    17)工作溫度:-40℃~60℃
    18)相對濕度:20%~80%
    19)絕緣強度:AC2000V
    20)外形尺寸:310mm(寬)×228mm(高)×101mm(深)
3.技術特點
  3.1高性能硬件架構
   (1)采用32位浮點數字信號處理器為運算核心,該芯片包含兩組并行運算處 理單元,主頻200MHz,運算速度可達1600MIPS/1200MFLOPS,運算速度極 快,數字信號處理能力強,能夠充分滿足數據處理計算的實時性與參量計算的準確性的要求。
 (2)模-數轉換電路采用AD公司生產的16位多通道同時轉換的高速A/D轉換 器,保證了在很寬的動態范圍內對輸入信號的準確測量;同時,精心設計   的通道處理及抗混疊濾波電路使通道信噪比保持在很高的水平上,確保了采集數據的真實性及準確性。采用大規模FPGA芯片,控制A/D數據采集、 緩存及傳輸,保證高采集頻率的實現。
 (3)交流電流測量回路采用專用的模擬隔離電路,保證了對直流分量進行測量的準確性,避免了使用互感器測量帶來的附加相位誤差及鐵芯飽和引起的波形 畸變。
 (4)基于IEC61850標準,采用Linux操作系統,通用性好、可靠性高,無計算機病毒入侵隱患。

  3.2功能齊全
  裝置不但具有實時監測和故障數據記錄功能,還具有強大的故障分析診斷功能,如同期分析、軸電流分析、諧波分析(高達50次諧波)、勵磁分析、轉速分析、振動分析等, 是風力發電機安全運行必備且首選的重要設備之一。

  3.3記錄觸發方式多樣
  故障錄波啟動方式包括模擬量啟動、開關量啟動、手動啟動等。模擬量啟動包括突變量啟動、越限量啟動(如:過壓啟動、欠壓啟動、過電流啟動、負序電流啟動等)。開關量啟動包括開關閉合啟動、開關斷開啟動和開關變位啟動。

  3.4使用、維護方便,穩定性高
  1)裝置結構采用分體式結構,安裝方便。
  2)裝置支持遠程維護功能,減少裝置維護工作量。
  3)裝置設計充分考慮電磁兼容特性,抗干擾性強、可靠性高。

4主要功能
  4.1實時監測
  裝置可實時監測各種電氣量的有效值、波形、相序等信息,方便運行/檢修人員實時分析被測設備或線路的運行工況。

4.2故障錄波
  裝置可根據設定記錄事故發生前后的電氣量波形、開關量狀態、功率、溫度等的多種故障信息,完整記錄故障發生的全過程,方便分析事故原因。

4.3穩態記錄
  可連續記錄各電氣量的穩態數據,記錄時間可達240小時。

4.4數據分析
 ?。?)故障原因分析
    (2)同期并網分析
    (3)諧波分析(高達50次諧波)
    (4)轉速分析
    (5)勵磁分析
    (6)電壓穿越性能分析
    (7)風載荷變化調控性能分析
    (8)電磁轉矩分析

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