１ 。图 １中的 １和 ３为驱动线 圈 ， ２为信号线 圈， ４为信 号处 理部
分； 当含有金属颗 粒 的油液 经过 线 圈 ， 号将 根据 电磁感 应 原 信
理产生 ， 铁颗粒会 影 响磁力 线分 布产 生信号 ， 铁金 属会 产 生 非 涡 流效 应 ， 改变磁 场分布产生信号 。然后根据信 号方 向判 断是
ａ ａｌ ｂｌ ｙ Ｔ ｒ ｕ ｈ ｔｉ ｎ ａ ｏ ａ ｏｙ， ｓｐ ｏ ｅ ｈ ｔｔ ｅ ｓ ｓ ｍ ｓ ｃ ｒｅ ｔａ ｄ ｐ ａ ｔ ａ ． ｖ ｉ ｉ ｔ ． ｈ ｏ ｇ ａ ａ ｄ ｌｂ ｒ ｔｒ ｉ ｉ ｒｖ ｄ ｔ ａ ｈ ｙ ｔ ｉ ｏｒ ｃ ｎ ｒ ｃ ｉ １ ａ ｉ ｒｌ ｔ ｅ ｃ
１０ ７ ） ０ １ ６ （ 北京天源科创风 电技术 有限责任公司 ， 京 北
摘 要 ： 制一种基 于风 力发 电机 齿轮箱润 滑油的在 线油品监测 系统 ， 研 介绍 了其 传感 器原 理、 件 、 硬 软件设 计方 案和通
讯 方式。单片机 与其外 围电路获得监 测信 号后 ， ４ ５通讯传输 至中控 室 ， Ｂ ． 由 ８ Ｖ ６ ０设计的 中控软件 具有各参 数处理 、 生成 趋 势图、 预警和报 警等功 能 ， 可实现远程 实时在 线监 控 、 断风力发 电机 齿轮 箱润滑 油的品质状 态 ， 诊 对风力发 电机 齿轮 箱 的 工况进行 分析 、 断， 高风力发 电机设备 可利用率。通过试用与化验 比较 ， 明了系统 的正确性 与实用性。 判 提 证 关键词 ： 风力发 电机 ； 齿轮 箱 ； 润滑油 ； 线监测 ； 障诊 断 在 故 中图分 类号 ：Ｐ ７ Ｔ２４ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ２—１４ （ ０ １ ０ ０６ １０ ８ １ ２ １ ） ９— ０ ２—０ ２
２ 在 线油品监测系统设计
风机并 网时 ， 风机齿 轮箱 润滑 油在齿 轮 油泵 的作 用 下 ， 经
过齿轮油泵 、 过滤器 、 却器 ， 回齿 轮 箱。在线 监 测润 滑油 ， 冷 返
传感器必须放置 在过 滤器 之前 ， 齿轮 箱 出油 口之后 ， 据传 感 根
基 金 项 目 ： 家 “ ６ ” 助 项 目 （０ ８ Ａ ５ ４ ８ 国 ８３ 资 ２０Ａ Ｏ Ｚ０ ） 收稿 日期 ：００—１ ２１ ２—１ 收修改稿 日期 ：０ １ ４—１ ５ ２ １ —０ １
（ ｈｎ ｉｎ ｕ ｎＮ ｗ ｎ ｒｙＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ， ｔ． Ｂ ｉｎ ０ １６ Ｃ ｉａ Ｃ ｉａＴａ ｙ ａ ｅ Ｅ ｅｇ ｅｈ ｏｏｙＣ ． Ｌ ｄ ， ｅ ｉｇ１０ ７ ， ｈｎ ） ｊ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ａ ｋ ｎ ｆｗｉｄ ｔ ｒ ｉ ｅ Ｓ ｏ ｌ ｅ ｏｌｍｏ ｉ ｒ ｇ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｒ ｂ ｘ Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｉｔｏ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｅ ｅｏ ｅ ｉ ｄ ｏ ｎ ｕ ｂ ｎ ’ ｎ ｉ ｉ ｎ ｎ ｔｉ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ｇ ａ ｏ ． ｈ ａ ｅ ｎ ｒ — ｏｎ
储进 相应 文件 中。图形显示需按键进入 界面 ， 自动生成 二维坐
场 光纤 网络、 光纤节 点机 的转换 进入 风场 中控 室数据 库 ， 风场
中控室可实时显示并网后的风机齿轮 箱润滑油 中的颗粒 数量 、
油温与微水 含量 ， 根据设置 的预警 线和报警 线判断齿 轮箱运行 状态， 有报警功能 ； 据再次通过 Ｉ ｅｎｔ 数 ｎ ｒｅ 网络 ， ｔ 经过 防火墙 ， 传 输 至公 司远程 中控室 ， 进而实现全 国风场 风机 在线 油品监测。
监 测 。 １ 油 品 监 测 的原 理
基于 以上传感器 ， 监测齿轮箱 润滑油 的金 属颗粒 数量 与尺
寸分布 ， 以判断齿 轮箱摩 擦磨 损状 况 ； 用 监测 润滑 油 的微 水 含 量和温度 ， 以判 断齿轮 箱润 滑油 的品质 ， 用 以合理 地添 油或 更
换油品 。
金 属扫描探测器可 以检测铁 金属 和非铁金 属 ， 理图见 图 原
应用 ＨＭＣ １型湿敏 电容测量 ， ０ 当润滑油 湿度发 生改变 时 ， 敏 湿 电容的介 电常数 发生 变化 ， 使其 电容 量也 发生 变化 ， 电容 变 其 化量与相对湿度 成正 比， 故可 得到 相对湿 度值 ， 即油 中水 活性 值， ｎ 用 表示 。
器 的方 法 ， 将传感 器放 置 于润滑 油循 环 回路 中， 对其 中金 属 颗 粒（ 分为铁与非铁 ） 尺寸 、 微水 含量等润滑油理化 指标进行 在线
降低维 护成本 ， 以有 必要对风机齿轮箱润滑 油进 行监测 。 所 为了满足设备油 液分 析准 确性 、 时性 的要求 … ， 出采 实 提 用金属 扫描探测器原理 的传感 器 、 电容式敏感 元件原 理的传 感
图 １ 油 品颗粒传感器原理图
油液温度用 Ｐｌ０传感 器测 量 ， ｔ０ 用 表示 。油 中微 水含 量
Ｋｅ ｒ ｓ ｗｉｄ ｔ ｒ ｉ ｅ ｇ ａ ｏ ；ｕ ｒ ａｉ ｇ ｏｌ ｏ ｌ ｅ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｆｕ ｔｄ ａ ｎ ｓｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｎ ｕ ｂｎ ； ｅ ｂ ｘ ｌ ｂ ｃ ｔ ｉ； ｎｉ ｎｔ ｉ ；ａ ｌ ｉｇ ｏ ｉ ｒ ｉ ｎ ｎ ｏｎ
０ 引 言
否为铁颗粒 ， 据幅值大小判断颗 粒尺寸 。其 中铁金属 与非 铁 根 金属分别分为 ５个颗粒尺寸等级 ， 将在试验部分 图示 。
冷 器 Ｉ 一过 器 Ｉ 却 ・ —＿ 滤 ・ ～
其 机 他风
齿轮箱
— — — —
管路 （． 齿轮油泵 卜１
ｆ—ｌ１ Ｔ Ｌ——一
风 电场与远程数据 中心通信共 有 ２种方式 ： 是利用 电 一种
力专网直接将风 电场数据 通过 数据代 理服 务器传 人公 司远程
Ｊ
水分， 温度Ｉ 颗粒传感器
标 系趋势 图 ， 详见图 ４ 至图 ９ 数据若超过预警值或报警 值则报 ；
警， 界面指示灯变红 ， 否则为绿色 ， 数据接收 等待 时为黄色 。该 软件可输 出打印 ｗ ｒ ｏｄ形式报告 ， 里面包含 风场 、 风机号 、 风机类 型、 检测数据趋势 图和判 断结论 等信息。
５ 数据通讯方式
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国内风电产业 发 展 迅速 ， 然而 风 电机 组 润 滑 油 的技 术要
求、 质量检测 、 润滑系统维护 ， 国内尚无统一 技术规 范 。据统 在 计， 风机齿轮箱失效机 率大 约是工业 齿轮箱 平均 失效机 率 的 ２ 倍， 其中 ８ ％ 的失效是 由摩擦 、 ０ 磨损 和润滑失效 造成 的 ， 润滑 油 携带着 各种 与工作状态相关联 的机械加 工产物 和外 来污染 物 ； 对润滑 油进 行检测 ， 以更好 地 帮助风 电场 用户 科学 选油 、 可 合 理用油 ， 提高润滑油管理水 平 ， 以及 提高设备 运行 可靠性 ， 有效
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｌ ｅ Ｏｉ Ｍ ｏ ｉｏ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｆ ｒ Ｗ ｉ ｄ Ｔｕ ｂ ｎ ｓｇ ｎ ｐ ｉ ｔ ｆＯｎ ｉ ｌ ｃ ｏ ｎ ｎ ｔ ｒｎ ｙ ｔｍ ｏ ｎ ｒ ｉ ｅ
ＪＮ ｎ Ｗ ＡＮＧ ｎ —ａ， Ｎ Ｗ ｅ， ＡＯ Ｌａ —ｈ ｎ Ｉ Ｘｉ ， Ｄｏ ｇｙ ＹＩ ｉＣ ｉｎ ｓａ
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线油 品监测仪 ， 计算 处理 ， 数据 经 ４ ５通 讯 、 各 ８ 光纤 节点 机 、 风
测， 数据 Ｃ Ｃ校验 、 Ｒ 图形显示 、 态 报警 、 据存 储 、 出报 告 状 数 输 等 。其 中 ， 并网检测信号来 自单片机信 号传输 ， 并在界 面显示 ；
数据接收 到后 ， 进行 ８位 Ｃ Ｃ校验 ， Ｒ 数据有误 重新 发送 ， 无误数 据将存储进数 据库 中 ； 据库 按照 片区 、 数 风场 、 机号 、 机类 风 风 型建 立树状结 构图 ， 方便 比较 、 查询 ， 据会按预 先设计 自动存 数
数据 中心 ； 另一种 是如果 当地 电力 专 网没有覆 盖 ， 则可 以通 过
在线油 品监测系统 风场 中控室
其他 的外 网通讯 设备 （ Ｃ ＭＡ Ｇ Ｒ 、 如 Ｄ ／ Ｐ Ｓ 宽带 路 由器 、 Ｄ Ｍ、 ＭＯ Ｅ