王子顺
观为监测技术无锡股份有限公司 江苏无锡214000
(1.观为监测技术无锡股份有限公司，江苏 无锡 214000）
摘要：目前在线振动监测系统普遍的应用于风力发电机机组的振动监测，但考虑到现场实际的监测成本。该在线振动监测系统传感器布置以满足最低限度的振动分析的需求。但遇有一些特殊故障时，可能造成在线监测系统无法捕捉到有效的振动信号，本文通过实际案例，介绍了某1.6兆瓦风电机组装有在线振动监测系统，其发电机控制系统显示主轴承温度异常升高，但机组主轴承在线监测传感器测试振动信号未见异常，故以便携式振动分析仪表对主轴承进行补充测量，最终采集到了振动异常信号，进而确认主轴承的损伤。
关键词：主轴承；风电机组；双通道振动仪器；在线振动监测
Application of Portable Vibration Analyzer to Diagnose Main Bearing Failure of Wind Turbine
-Auxiliary measurement for online vibration monitoring system
Wang Zishun1
(1.Guanwei Monitoring Technology Wuxi Co.,Ltd.,21400)
Abstract: At present, online vibration monitoring systems are generally used for vibration monitoring of wind turbine units, but the actual monitoring cost on the site is considered. The on-line vibration monitoring system sensors are arranged to meet the needs of minimal vibration analysis. However, when there are some special faults, the online monitoring system may not be able to capture effective vibration signals. This article introduces a 1.6 MW wind motor equipped with an online vibration monitoring system through a practical case. The generator control system displays the main bearing temperature. The abnormal rise, but the vibration signal of the main bearing online monitoring sensor test of the unit shows no abnormality, so the portable vibration analysis instrument was used to supplement the measurement of the main bearing, and finally the abnormal vibration signal was collected to confirm the main bearing damage.
Keywords: Main bearing; wind turbine; dual-channel vibration instrument; online vibration monitoring
一、案例背景
地点：朝阳某风电场；
设备：某1.6兆瓦双馈风电机组；
支撑形式：单轴承三点支撑；
测试背景：2018年6月接到客户反馈WT01#机组主轴承出现短时内温升快，且多次触发温度报警情况。MHCC?设备健康体检中心（观为监测技术无锡股份有限公司），应客户要求，前往对故障组进行设备健康体检和分析诊断服务。
二、主轴承检测
第一天：
前往升压站首先查看涉事机组主轴承在线监测历史数据，综合分析机组振动信号未见异常。其次查阅机组历史运维记录；最后调取机组SCADA运行参数，发现主轴承温升曲线劣化明显，且温度均高于其他机组。
第二天：
登机进行主轴承测试检查：
1）更换测温传感器（PT100），首先拆除主轴承原有PT100，然后更换全新的PT100，更换后SCADA显示主轴承温度依然偏高，排除了PT100故障引起的可能；
2）主轴承润滑检查，润滑系统工作正常；
3）主轴承听诊，采样工业听诊器进行主轴承听诊，可听闻轴承发出 “梗梗”的异响，初步判定轴承转动部件损伤，如：主轴承内圈滚道、外圈滚道或滚动体上有剥落或局部缺陷。
4）传动链振动检测，主轴承测点垂直方向（图4：六点钟。）可见非周期异常冲击。
第三天：
其主轴承温升趋势明显、听诊器听诊、垂直方向异常冲击，均导向主轴承。故可排除机组传动链部件引起振动异响的可能，初步认定主轴承存在损伤。风电机组主轴承受力情况复杂、轴承尺寸较大，受其他载荷的影响，在局部区域内产生了应力或变形，在线监测安装在十点钟方向的传感器，未必能够获取有效的振动信号。我们可以将主轴承视作一块 “表”，十二点钟视为起始测点（垂直方向/径向/轴向），以旋转方向依次布点，确认其是振动是否具有方向性。详见图1测点布置情况。
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三、振动分析
主轴承传感器布点详见图1，振动信号详见图2至图7；
1)可见四点钟（图1橙色箭头）测点振动信号可见等周期信号冲击，即3.781hz与轴承外圈特征频率相关；
2)可见七点钟（图1绿色箭头）测点振动信号可见等周期信号冲击，即3.81hz与轴承外圈特征频率相关；
3)十点钟（图1蓝色箭头，在线传感器位置）测点振动信号未见异常。
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四、诊断结论
根据振动信号可知，振动主要集中在四点与七点钟方向。且振动信号为等周期间隔，冲击频率与轴承外圈故障特征频率接近。故主轴轴承损伤，建议停机排查主轴承情况。
五、拆解跟踪
依据诊断报告的分析结论，该风场业主联系主轴承厂家，更换了这台机组的主轴承。通过主轴承的拆解，轴承外圈在四点、七点钟方向均存在区域崩裂现象，拆解结果表明，与便携式仪器振动信号数据一致。
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图8：主轴承拆解
六、总结：
该案例表明，振动诊断技术应结合其他技术相辅相成，多技术手段的融合。如本案主轴承温度明显升高，而在线振动监测单一传感器未发现有效的振动信号，可采用便携式手持仪表对主轴承或链传动进行更全面的检测，确定其故障根源。