申请/专利权人：国电联合动力技术有限公司

申请日：2018-07-05

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN108757344B

主分类号：F03D17/00

分类号：F03D17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2018.11.30#实质审查的生效;2018.11.06#公开

摘要：本发明公开了一种风力发电机组在线监测系统，包括依次连接的主站系统和四个从站系统。主站系统设置在底段塔筒平台上，包括主站传感器组和与其连接的主站PLC模块组；第一从站系统设置在中段塔筒平台上，包括第一传感器组和与其连接的第一PLC模块组；第二从站系统设置在顶段塔筒平台上，包括第二传感器组和与其连接的第二PLC模块组；第三从站系统设置在机舱内部，包括第三传感器组和与其连接的第三PLC模块组；第四从站系统设置在轮毂内部，包括第四传感器组和与其连接的第四PLC模块组。本发明能实现对风电机组的全面实时监测，监测范围广、数据全面，为风电机组的运行监控提供全面可靠的数据支持，解决现有机组在线监测信息不全面的缺陷。

主权项：1.一种风力发电机组在线监测系统，其特征在于，包括依次连接的主站系统、第一从站系统、第二从站系统、第三从站系统和第四从站系统，所述主站系统设置在风力发电机组的底段塔筒平台上，包括用于采集底段塔筒振动信号、底段塔筒内温度信号、底段塔筒弯矩信号、辅助变压器电流信号和底段塔筒内湿度信号的主站传感器组，以及与所述主站传感器组连接的主站PLC模块组；所述第一从站系统设置在风力发电机组中段塔筒平台上，包括用于采集中段塔筒振动信号、中段塔筒弯矩信号和中段塔筒连接螺栓预紧力信号的第一传感器组，以及与所述第一传感器组连接的第一PLC模块组；所述第二从站系统设置在风力发电机组顶段塔筒平台上，包括用于采集顶段塔筒振动信号、顶段塔筒晃动信号、顶段塔筒温度信号、顶段塔筒弯矩信号、顶段塔筒扭矩信号和顶段塔筒连接螺栓预紧力信号的第二传感器组，以及与所述第二传感器组连接的第二PLC模块组；所述第三从站系统设置在风力发电机组机舱内部，包括用于采集机舱内温度信号、机舱柜电源电流信号、变桨系统电源电流信号、偏航电机电流信号、主轴轴承座内部压力信号、齿轮箱扭力臂位移信号、机架轴承座位移信号、机舱内湿度信号、机舱外大气压信号、主轴承前轴承座径向振动信号、主轴承后轴承座轴向振动信号、齿轮箱1级齿圈振动信号、齿轮箱2级齿圈振动信号、齿轮箱高速轴振动信号、齿轮箱高速轴向振动信号、发电机驱动端轴承振动信号、发电机非驱动端轴承振动信号和机舱外结冰信号的第三传感器组，以及与所述第三传感器组连接的第三PLC模块组；所述第四从站系统设置在风力发电机组轮毂内部，包括用于采集叶片载荷信号、主轴扭矩信号和叶轮主轴连接螺栓预紧力信号的第四传感器组，以及与所述第四传感器组连接的第四PLC模块组；其中，所述主站传感器组包括用于采集底段塔筒振动信号的电容式振动传感器、用于采集底段塔筒内温度信号的五个PT100温度传感器、用于采集底段塔筒弯矩信号的T型应变片、用于采集辅助变压器电流信号的交流电流变送器、用于采集底段塔筒内湿度信号的温湿度传感器；所述第一传感器组包括用于采集中段塔筒振动信号的电容式振动传感器、用于采集中段塔筒弯矩信号的T型应变片，和用于采集中段塔筒连接螺栓预紧力信号的垫圈式螺栓预紧力传感器；所述第二传感器组包括用于采集顶段塔筒振动信号的电容式振动传感器、用于采集顶段塔筒晃动信号的倾角传感器、用于采集顶段塔筒温度信号的两个PT100温度传感器、用于采集顶段塔筒弯矩信号的T型应变片、用于采集顶段塔筒扭矩信号的Y型应变片、用于采集顶段塔筒连接螺栓预紧力信号的垫圈式螺栓预紧力传感器；所述第三传感器组包括用于采集机舱内温度信号的8个PT100温度传感器和1个温湿度传感器、用于采集机舱柜电源电流信号的交流电流变送器、用于采集变桨系统电源电流信号的交流电流变送器、用于采集偏航电机电流信号的交流电流变送器、用于采集主轴轴承座内部压力信号的4个压力传感器、用于采集齿轮箱扭力臂位移信号的两个电涡流位移传感器、用于采集机架轴承座位移信号的两个电涡流位移传感器、用于采集机舱内湿度信号的温湿度传感器、用于采集机舱外大气压信号的大气压传感器、用于采集主轴承前轴承座径向振动信号的中频IEPE加速度传感器、用于采集主轴承后轴承座轴向振动信号的中频IEPE加速度传感器、用于采集齿轮箱1级齿圈振动信号的中频IEPE加速度传感器、用于采集齿轮箱2级齿圈振动信号的高频IEPE加速度传感器、用于采集齿轮箱高速轴振动信号的高频IEPE加速度传感器、用于采集发电机驱动端轴承振动信号的高频IEPE加速度传感器、用于采集发电机非驱动端轴承振动信号的高频IEPE加速度传感器，和用于采集机舱外结冰信号的结冰传感器；所述第四传感器组包括用于采集叶片载荷信号的T型应变片、用于采集主轴扭矩信号的Y型应变片、用于采集叶轮主轴连接螺栓预紧力信号的垫圈式螺栓预紧力传感器，且所述第四传感器组包括三十六个T型应变片，每两个所述T型应变片为一组，接成一个T型应变片全桥电路，所述T型应变片全桥电路分别设置在三根叶片的不同部位上，每根叶片的叶根、距叶根800mm处、距叶根24m处分别贴两组所述T型应变片全桥电路，所述三十六个T型应变片接成的全桥电路用于测量叶片不同部位的微应变；所述主站系统和第四从站系统中还分别设有一个CPU模块；所述主站系统、第一从站系统、第二从站系统和第三从站系统相互之间通过光电耦合模块及光纤进行信号数据传输；所述第三从站系统和第四从站系统之间通过蓝牙模块进行无线数据传输；所述主站系统通过光电转换器、光纤交换机与风电机组的主控系统连接通讯。

全文数据：一种风力发电机组在线监测系统技术领域[0001]本发明涉及风电机组技术领域，特别是涉及一种风力发电机组在线监测系统。背景技术[0002]目前，风力发电机组的在线监测一般只进行振动监测和温度监测，而没有一种更全面的在线监测系统，如包括对风力发电机组的各种零部件状态、状况进行的在线监测。由于风力发电机组存在着叶片结冰、叶片载荷过大断裂、塔筒弯矩过大折断、塔筒倾斜沉降、法兰连接螺栓松动等等有可能发生的问题，而这些问题的发现就需要进行实时在线监测。[0003]在此基础上，本发明就是要创设一种新的风力发电机组在线监测系统，使其能更全面、更可靠的对风力发电机组进行在线监测，成为当前业界极需改进的目标。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种风力发电机组在线监测系统，使其能更全面、更可靠的对风力发电机组进行在线监测，从而克服现有的监测系统的不足。[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种风力发电机组在线监测系统，包括依次连接的主站系统、第一从站系统、第二从站系统、第三从站系统和第四从站系统，[0006]所述主站系统设置在风力发电机组的底段塔筒平台上，包括用于采集底段塔筒振动信号、底段塔筒内温度信号、底段塔筒弯矩信号、辅助变压器电流信号和底段塔筒内湿度信号的主站传感器组，以及与所述主站传感器组连接的主站PLC模块组；[0007]所述第一从站系统设置在风力发电机组中段塔筒平台上，包括用于采集中段塔筒振动信号、中段塔筒弯矩信号和中段塔筒连接螺栓预紧力信号的第一传感器组，以及与所述第一传感器组连接的第一PLC模块组；[0008]所述第二从站系统设置在风力发电机组顶段塔筒平台上，包括用于采集顶段塔筒振动信号、顶段塔筒晃动信号、顶段塔筒温度信号、顶段塔筒弯矩信号、顶段塔筒扭矩信号和顶段塔筒连接螺栓预紧力信号的第二传感器组，以及与所述第二传感器组连接的第二PLC模块组；[0009]所述第三从站系统设置在风力发电机组机舱内部，包括用于采集机舱内温度信5、机舱柜电源电流伯号、变桨系统电源电流信号、偏航电机电流信号、主轴轴承座内部压力信号、齿轮箱扭力臂位移信号、机架轴承座位移信号、机舱内湿度信号、机舱外大气压信号、主轴承前轴承座径向振动信号、主轴承后轴承座轴向振动信号、齿轮箱丨级齿圈振动信号、齿轮箱2级齿圈振动信号、齿轮箱高速轴振动信号、齿轮箱高速轴向振动信号、发电机驱动端轴承振动信号、发电机非驱动端轴承振动信号和机舱外结冰信号的第三传感器组以及与所述第三传感器组连接的第三PLC模块组；’[0010]所述第四从站系统设置在风力发电机组轮毂内部，包括用于采集叶片载荷信号、主轴扭矩信号和叶轮主轴连接螺栓预紧力信号的第四传感器组，以及与所述第四传感器组连接的第四PLC模块组。u[0011]作为本发明的一种改进，所述主站传感器组包括用于采集底段塔筒振动信号的电容式振动传感器、用于采集底段塔筒内温度信号的PT100温度传感器、用于采集底段塔筒弯矩信号的T型应变片、用于采集辅助变压器电流信号的交流电流变送器、用于采集底段塔筒内湿度信号的温湿度传感器。°[0012]进一步改进，所述主站传感器组包括五个PT100温度传感器。[0013]进=•步改进，所述第一传感器组包括用于采集中段塔筒振动信号的电容式振动传感器、用于采集中段塔筒弯矩信号的T型应变片，和用于采集中段塔筒连接螺栓预紧力信号的垫圈式螺栓预紧力传感器。[0014]进一步改进，所述第二传感器组包括用于采集顶段塔筒振动信号的电容式振动传感器、用于采集顶段塔筒晃动信号的倾角传感器、用于采集顶段塔筒温度信号的两个PT1〇〇温度传感器、用于米集顶段塔筒弯矩信号的T型应变片、用于采集顶段塔筒扭矩信号的Y型应变片、用于采集顶段塔筒连接螺栓预紧力信号的垫圈式螺栓预紧力传感器。[0015]进一步改进，所述第三传感器组包括用于采集机舱内温度信号的8个^1〇〇温度传感器和1个温湿度传感器、用于采集机舱柜电源电流信号的交流电流变送器、用于采集变桨系统电源电流信号的交流电流变送器、用于采集偏航电机电流信号的交流电流变送器、用于采集主轴轴承座内部压力信号的4个压力传感器、用于采集齿轮箱扭力臂位移信号的两个电涡流位移传感器、用于采集机架轴承座位移信号的两个电涡流位移传感器、用于采集机舱内湿度信号的温湿度传感器、用于采集机舱外大气压信号的大气压传感器、用于采集主轴承前轴承座径向振动信号的中频IEPE加速度传感器、用于采集主轴承后轴承座轴向振动信号的中频IEPE加速度传感器、用于采集齿轮箱1级齿圈振动信号的中频iepe加速度传感器、用于采集齿轮箱2级齿圈振动信号的高频IEPE加速度传感器、用于采集齿轮箱高速轴振动信号的高频IEPE加速度传感器、用于采集发电机驱动端轴承振动信号的高频IEPE加速度传感器、用于采集发电机非驱动端轴承振动信号的高频IEPE加速度传感器，和用于采集机舱外结冰信号的结冰传感器。[0016]进一步改进，所述第四传感器组包括用于采集叶片载荷信号的T型应变片、用于采集主轴扭矩信号的Y型应变片、用于采集叶轮主轴连接螺栓预紧力信号的垫圈式螺栓预紧力传感器。[0017]进一步改进，所述第四传感器组包括三十六个T型应变片，每两个所述T型应变片为一组，接成一个T型应变片全桥电路，所述T型应变片全桥电路分别设置在三根叶片的不同部位上，每根叶片的叶根、距叶根8〇Omm处、距叶根24m处分别贴两组所述T型应变片全桥电路，所述三十六个T型应变片接成的全桥电路用于测量叶片不同部位的微应变。[0018]进一步改进，所述主站系统和第四从站系统中还分别设有一CPU模块。[0019]进一步改进，所述主站系统、第一从站系统、第二从站系统和第三从站系统相互之间通过光电耦合模块及光纤进行信号数据传输;所述第三从站系统和第四从站系统之间通过蓝牙模块进行无线数据传输;所述主站系统通过光电转换器、光纤交换机与风电机组的主控系统连接。[0020]采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：[0021]本发明通过一个主站系统和四个从站系统对风力发电机组叶片载荷、主轴扭矩、结冰状况、大气压力、主轴承振动、齿轮箱振动、发电机振动、电机电流、塔筒载荷、连接螺栓预紧力等等信号进行全信息全方位的在线监测，为风力发电机组的运行监控提供全面可靠的数据支持，解决了目前风电发电机组在线监测信息不全面的状况。[0022]本系统还通过和风力发电机组主控以及风场SCADA系统进行通讯，可由SCADA系统对采集的信号数据进行处理，在SCADA系统上显示和报警，达到及时发现问题、及时解决问题的目的，并且还能为新机型的设计和改进带来参考依据。附图说明[0023]上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。[0024]图1是本发明风力发电机组在线监测系统的结构示意图。具体实施方式[0025]参照附图1所示，本发明风力发电机组在线监测系统包括一个主站系统5和四个从站系统，即第一从站系统1、第二从站系统2、第三从站系统3和第四从站系统4。该主站系统5位于风电机组底段塔筒平台上，该第一从站系统1位于第三段中间塔筒平台上，该第二从站系统2位于顶段塔筒平台上，该第三从站系统3位于风电机组的机舱内，该第四从站系统4位于风电机组的轮毂内。该主站系统和四个从站系统中均包括若干个传感器，用于实现共108个监测变量的数据采集。[0026]具体实施方式如下：[0027]该主站系统5包括用于采集底段塔筒振动信号、底段塔筒内温度信号、底段塔筒弯矩信号、辅助变压器电流信号和底段塔筒内湿度信号的主站传感器组51，以及与该主站传感器组51连接的主站PLC模块组。[0028]其中，底段塔筒振动信号是通过使用一个电容式振动传感器来监测底段塔筒的低频振动信号，电容式振动传感器可以测X轴、Y轴两个方向的振动情况。该电容式振动传感器输出0•8〜4•2V的电压信号，由主站PLC模块组中的电压信号采集模块接收并进行处理转化为频率数值，达到测量底段塔筒振动频率的目的，实现对底段塔筒振动情况的监测。[0029]底段塔筒内温度信号是通过使用五个PT100温度传感器和一个温湿度传感器来实现的。该五个PT100温度传感器分别设置在底端塔筒内的不同位置处，其温度信号是电阻值，其电阻值由主站PLC模块组中的PT100模块接收并处理转化为温度数据值。该温湿度传感器的温度信号输出4〜20mA的电流信号，由主站PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为温度数值。达到监测塔基环境温度的目的，实现变流器报高温时环境温度是否满足要求的监测。[0030]底段塔筒弯矩信号通过使用T型应变片，该T型应变片接成全桥电路，输出ue的信号1由主站PLC模块组中的采集微应变的模块接收和处理转化为弯矩值。达到监测底段塔筒承受的弯曲力矩情况的目的，验证载荷传递。[0031]辅助变压器电流信号通过使用一个交流电流变送器。该交流电流变送器输出的是4〜20mA的电流信号，由主站PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为电流数值。达到监测风电机组自耗电量的目的。[0032]底段塔筒内湿度信号通过使用一个温湿度传感器。该温湿度传感器的湿度信号输出是4〜20mA的电流信号，由主站PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为湿度数值。达到监测塔基环境湿度的目的，能用于评估湿度对塔基设备比如变流器有否有影响。[0033]该第一从站系统1包括用于采集中段塔筒振动信号、中段塔筒弯矩信号和中段塔筒连接螺栓预紧力信号的第一传感器组11，以及与该第一传感器组11连接的第一PLC模块组。[0034]其中，该中段塔筒振动信号通过使用一个电容式振动传感器来监测中段塔筒的低频振动信号，该电容式振动传感器也可以测X轴、Y轴两个方向的振动情况，输出0.8〜4.2V的电压信号，由第一PLC模块组中的电压信号采集模块接收并进行处理转化为频率数值。达到测量中段塔筒振动频率的目的，实现对中段塔筒振动情况的监测。[0035]中段塔筒弯矩信号通过使用T型应变片，由该T型应变片接成全桥电路，输出ye信号，由第一PLC模块组中采集微应变的模块接收和处理转化为弯矩值。达到监测中段塔筒承受的弯曲力矩情况的目的，验证载荷传递。[0036]中段塔筒连接螺栓预紧力信号通过使用一个垫圈式螺栓预紧力传感器来实现。该螺栓预紧力传感器测量微应变，输出电压信号，由第一PLC模块组中采集微应变的模块接收和处理转化为螺栓预紧力矩值。达到监测中段塔筒连接螺栓承受的预紧力矩值大小的目的。[0037]该第二从站系统2包括用于采集顶段塔筒振动信号、顶段塔筒晃动信号、顶段塔筒温度信号、顶段塔筒弯矩信号、顶段塔筒扭矩信号和顶段塔筒连接螺栓预紧力信号的第二传感器组21，以及与第二传感器组21连接的第二PLC模块组。[0038]其中，顶段塔筒振动信号仍通过使用一个电容式振动传感器来监测顶段塔筒的低频振动信号，该电容式振动传感器同上，输出0.8〜4.2V的电压信号，由第二PLC模块组中的电压信号采集模块接收并进行处理转化为频率数值，达到测量顶段塔筒振动频率的目的，实现对顶段塔筒振动情况的监测。[0039]顶段塔筒晃动信号通过使用一个倾角传感器来监测顶段塔筒平台的倾角。该倾角传感器可以测X轴、Y轴两个方向的倾斜情况，输出4〜20mA的电流信号，由第二PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为倾角数值。达到监测顶段塔筒晃动幅度的目的。[0040]顶段塔筒温度信号通过使用两个PT100来监测顶段塔筒内温度。PT100温度信号是电阻值，由第二PLC模块组中的PT100模块接收并处理转化为温度数据值。达到监测顶段塔筒内环境温度的目的，为风电机组的散热、对流等研宄提供数据参考值。[0041]顶段塔筒弯矩信号是通过使用T型应变片，该T型应变片接成全桥电路，输出ue信号，由第二PLC模块组中的采集微应变的模块接收和处理转化为弯矩值。达到监测顶段塔筒承受的弯曲力矩情况的目的，验证载荷传递。[0042]顶段塔筒扭矩信号通过使用Y型应变片，该Y型应变片接成全桥电路，输出M信号，由第二PLC模块组中的采集微应变的模块接收和处理转化为扭矩值。达到监测顶段塔筒的扭转力矩情况的目的。[0043]顶段塔筒连接螺栓预紧力信号通过使用垫圈式螺栓预紧力传感器。该螺栓预紧力传感器测量微应变，输出电压信号，由第二PLC模块组中的采集微应变的模块接收和处理转化为螺栓预紧力矩值。达到监测顶段塔筒连接螺栓承受的预紧力矩值大小的目的。[0044]该第三从站系统3包括用于采集机舱内温度信号、机舱柜电源电流信号、变桨系统电源电流信号、偏航电机电流信号、主轴轴承座内部压力信号、齿轮箱扭力臂位移信号、机架轴承座位移信号、机舱内湿度信号、机舱外大气压信号、主轴承前轴承座径向振动信号、主轴承后轴承座轴向振动信号、齿轮箱1级齿圈振动信号、齿轮箱2级齿圈振动信号、齿轮箱高速轴振动信号、齿轮箱高速轴向振动信号、发电机驱动端轴承振动信号、发电机非驱动端轴承振动信号和机舱外结冰信号的第三传感器组31，以及与第三传感器组31连接的第三PLC模块组。[0045]其中，该机舱内温度信号通过使用8个PT100和1个温湿度传感器来实现机舱内温度的监测。该PT100温度信号均是电阻值，由第三PLC模块组中的PT100模块接收并处理转化为温度数据值。该温湿度传感器的温度信号输出4〜2〇mA电流信号，由第三PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为温度数值。达到监测机舱内环境温度的目的，可用来评估散热效果。[0046]机舱柜电源电流信号通过使用一个交流电流变送器。该交流电流变送器输出4〜20mA的电流信号，由第三PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为电流数值。达到监测机舱内耗电量的目的。[0047]变桨系统电源电流信号也通过使用一个交流电流变送器。该电流变送器同样输出4〜20mA的电流信号，由第三PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为电流数值。达到监测变桨系统耗电量的目的。[0048]偏航电机电流信号也通过使用一个交流电流变送器。该电流变送器同样输出4〜20mA的电流信号，由第三PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为电流数值。达到监测偏航电机耗电量的目的。[0049]主轴轴承座内部压力信号是通过使用4个压力传感器。该4个压力传感器均输出4〜20mA的电流信号，由第三PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为压力数值。达到监测主轴轴承座内部油压力变化情况的目的。[0050]齿轮箱扭力臂位移信号通过使用两个电涡流位移传感器来实现齿轮箱扭力臂的位移。该电涡流位移传感器输出4〜20mA的电流信号，由第三PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为位移数值。达到监测齿轮箱扭力臂Z方向位移的目的。[0051]机架轴承座位移信号是通过使用两个电涡流位移传感器来实现机架轴承座的位移。该电涡流位移传感器同样输出4〜20mA的电流信号，由第三PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为位移数值。达到监测机架轴承座位移的目的。[0052]机舱内湿度信号通过使用一个温湿度传感器来实现机舱内湿度的监测。该温湿度传感器的湿度信号输出4〜20mA的电流信号，由第三PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为湿度数值。达到监测塔基环境湿度的目的，可用来评估湿度对机舱内设备有否有影响。[0053]机舱外大气压信号通过使用一个大气压传感器。该大气压传感器的信号输出是4〜20mA的电流信号，由第三PLC模块组中的电流信号采集模块接收并处理转化为大气压力数值。达到监测大气压力的目的，可用来评估大气压力对风电机组有否有影响。[0054]主轴承前轴承座径向振动信号通过使用一个中频IEPE加速度传感器来监测。该中频IEPE加速度传感器输出的是7〜17V电压信号，由第三PLC模块组中的高频振动信号采集模块接收并处理转化为振动频率数值。达到监测主轴承前轴承座径向振动的目的。L〇〇55」主轴承后轴承座轴向振动信号也通过使用一个中频^叩加速度传感器来监测。该中频IEPE加速度传感器同上，输出7〜17V电压信号，由第三pLC模块组中的高频振动信号采集模块接收并处理转化为振动频率数值。达到监测主轴承后轴承座轴向振动的目的。[0056]齿轮箱1级齿圈振动信号仍是使用一个中频IEPE加速度传感器来进行监测。该中频IEPE加速度传感器输出的是7〜17V电压信号，由第三pLC模块组中的高频振动信号采集模块接收并处理转化为振动频率数值。达到监测齿轮箱i级齿圈振动的目的。[0057]齿轮箱2级齿圈振动信号是使用一个高频IEPE加速度传感器来进行监测。该高频IEPE加速度传感器输出的是4〜20V电压信号，由第三PLC模块组中的高频振动信号采集模块接收并处理转$为振动频率数值。达到监测齿轮箱2级齿圈振动的目的。[0058]齿轮箱高速轴振动信号也是使用一个高频IEPE加速度传感器来进行监测。该高频IEPE加速度传感器输出的是4〜20V电压信号，由第三PLC模块组中的高频振动信号采集模块接收并处理转化为振动频率数值。达到监测齿轮箱高速轴振动的目的。[0059]齿轮箱高速轴向振动信号使用一个高频IEPE加速度传感器来进行监测。该高频IEPE加速度传感器输出的是4〜20V电压信号，由第三PLC模块组中的高频振动信号采集模块接收并处理转化为振动频率数值。达到监测齿轮箱高速轴向振动的目的。[0060]发电机驱动端轴承振动信号仍使用一个高频IEPE加速度传感器来进行监测。该高频IETO加速度传感器输出的是4〜20V电压信号，由第三PLC模块组中的高频振动信号采集模块接收并处理转化为振动频率数值。达到监测发电机驱动端轴承振动的目的。[^061]发电机非驱动端轴承振动信号仍使用一个高频iepe加速度传感器来进行监测。该高频IEPE加速度传感器输出的是4〜2〇V电压信号，由第三PLC模块组中的高频振动信号采集模块接收并处理转化为振动频率数值。达到监测发电机非驱动端轴承振动的目的。[0062]机舱外结冰信号通过使用一个结冰传感器来进行监测。该结冰传感器使用路485数据线向第三PLC模块组中的RS4S5模块传输数字信号，数字信号包括是否结冰及结冰厚度等信息。达到监测机舱外是否有结冰的目的，用来评价结冰对风电机组是否带来影响。[0063]该第四从站系统4包括用于采集叶片载荷信号、主轴扭矩信号和叶轮主轴连接螺栓预紧力信号的第四传感器组41，以及与第四传感器组41连接的第四PLC模块组。[0064]其中，叶片载荷信号通过三十六个T型应变片来实现叶片载荷的监测。每两个T型应变片为一组，接成一个T型应变片全桥电路。T型应变片全桥电路分别设置在三根叶片的不同部位上，每根叶片的叶根、距叶根800ram处、距叶根24m处分别贴两个T型应变片全桥电路。该三十六个T型应变片接成的全桥电路用于测量叶片不同部位的微应变，由第四PLC模块组中专用的测应变模块接收并处理转化为载荷数值，即得出叶片承受的载荷值。达到监测叶片载荷的目的，可用于作为叶片载荷理论上仿真计算的参照。[0065]主轴扭矩信号通过使用Y型应变片接成全桥电路测量微应变，然后计算出主轴承受的扭矩值。该Y型应变片贴在主轴的粗端。Y型应变片全桥电路输出电压信号，由第四PLC模块组中的专用测应变模块接收并处理转化为扭矩数值。达到监测主轴扭矩的目的，用于作为主轴扭矩理论上仿真计算的参照。[0066]叶轮主轴连接螺栓预紧力信号是使用垫圈式螺栓预紧力传感器来实现监测。该螺栓预紧力传感器测量微应变，输出电压信号，由第四PLC模块组中的采集微应变模块接收和处理转化为螺栓预紧力矩值。达到对叶轮和主轴连接的螺栓承受预紧力矩值大小的监测。[0067]较优实施例为，该主站PLC模块组和第四从站PLC模块组中还分别包括一个cpu模块，用于处理主站传感器组、第一传感器组、第二传感器组、第三传感器组和第四传感器组采集到的信号数据。[0068]该上述第一从站系统1、第二从站系统2、第三从站系统3和第四从站系统4均与主站系统5连接，用于将各从站系统采集到的数据都传输到主站系统中进行存储。并且该主站系统5采用网线连接风电机组的光电转换机6,该光电转换机6又通过光纤交换机7和光纤与该风电机组的SCADA系统8连接。该SCADA系统8以FTP协议定时从本申请在线监测系统的主站系统5中读取风电机组信号数据，并经过分析处理后用云图或标签的形式在显示平台上显示，以便及时发现问题，为后续解决问题提供有利支持。[0069]更具体的，该主站系统5、第一从站系统1、第二从站系统2、第三从站系统3之间使用光电親合模块以及光纤进行信号数据传输。而由于第四从站系统4和第三从站系统3之间不方便使用数据线或光纤来连接，则第四从站系统4和第三从站系统3之间使用蓝牙模块进行无线的数据传输，则利于轮毂与机舱内的从站系统进行的数据信号传输。[0070]本发明解决目前风力发电机组在线监测信息不全面的状况，能通过上述一个主站系统和四个从站系统对风力发电机组的多种状态参数进行全面的、实时的在线监测J，不仅能实现108个监测变量的监测，为风力发电机组的运行提供有力保障，还能通过在线监测到的数据信息为新机型的设计和改进带来参考依据。'[0071]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发；明的保护范围内。

权利要求：1.一种风力发电机组在线监测系统，其特征在于，包括依次连接的主站系统、第一从站系统、第二从站系统、第三从站系统和第四从站系统，所述主站系统设置在风力发电机组的底段塔筒平台上，包括用于采集底段塔筒振动信号、底段塔筒内温度信号、底段塔筒弯矩信号、辅助变压器电流信号和底段塔筒内湿度信号的主站传感器组，以及与所述主站传感器组连接的主站PLC模块组；所述第一从站系统设置在风力发电机组中段塔筒平台上，包括用于采集中段塔筒振动信号、中段塔筒弯矩信号和中段塔筒连接螺栓预紧力信号的第一传感器组，以及与所述第一传感器组连接的第一PLC模块组；所述第二从站系统设置在风力发电机组顶段塔筒平台上，包括用于采集顶段塔筒振动信号、顶段塔筒晃动信号、顶段塔筒温度信号、顶段塔筒弯矩信号、顶段塔筒扭矩信号和顶段塔筒连接螺栓预紧力信号的第二传感器组，以及与所述第二传感器组连接的第二PLC模块组；所述第三从站系统设置在风力发电机组机舱内部，包括用于采集机舱内温度信号、机舱柜电源电流信号、变桨系统电源电流信号、偏航电机电流信号、主轴轴承座内部压力信号、^箱扭力臂位移信号、机架轴承座位移信号、机舱内湿度信号、机舱外大气压信号、主轴承前轴承座径向振动信号、主轴承后轴承座轴向振动信号、齿轮箱丨级齿圈振动信号、齿轮箱2级齿圈振动信号、齿轮箱高速轴振动信号、齿轮箱高速轴向振动信号、发电机驱动端轴承振动信号、发电机非驱动端轴承振动信号和机舱外结冰信号的第三传感器组，以及与所述第三传感器组连接的第三PLC模块组；所述第四从站系统设置在风力发电机组轮毂内部，包括用于采集叶片载荷信号、主轴扭矩信号和叶轮主轴连接螺栓预紧力信号的第四传感器组，以及与所述第四传感器组连接的第四PLC模块组。2.根据权利要求1所述的风力发电机组在线监测系统，其特征在于，所述主站传感器组包括用于采集底段塔筒振动信号的电容式振动传感器、用于采集底段塔筒内温度信号的PT100温度传感器、用于采集底段塔筒弯矩信号的了型应变片、用于采集辅助变压器电流信号的交流电流变送器、用于采集底段塔筒内湿度信号的温湿度传感器。3.根据权利要求2所述的风力发电机组在线监测系统，其特征在于，所述主站传感器组包括五个PT100温度传感器。4.根据权利要求1所述的风力发电机组在线监测系统，其特征在于，所述第一传感器组包括用于采集中段塔筒振动信号的电容式振动传感器、用于采集中段塔筒弯矩信号的T型应变片，和用于采集中段塔筒连接螺栓预紧力信号的垫圈式螺栓预紧力传感器。5.根据权利要求1所述的风力发电机组在线监测系统，其特征在于，所述第二传感器组包括用于采集顶段塔筒振动信号的电容式振动传感器、用于采集顶段塔筒晃动信号的倾角传感器、用于采集顶段塔筒温度信号的两个PT100温度传感器、用于采集顶段塔筒弯矩信号的T型应变片、用于采集顶段塔筒扭矩信号的Y型应变片、用于采集顶段塔筒连接螺栓预紧力信号的垫圈式螺栓预紧力传感器。6.根据权利要求1所述的风力发电机组在线监测系统，其特征在于，所述第三传感器组包括用于采集机舱内温度信号的8个PT100温度传感器和1个温湿度传感器、用于采集机舱柜电源电流信号的交流电流变送器、用于采集变桨系统电源电流信号的交流电流变送器、用于米集偏航电机电流彳目号的交流电流变送器、用于采集主轴轴承座内部压力信号的4个压力传感器、用于采集齿轮箱扭力臂位移信号的两个电涡流位移传感器、用于采集机架轴^座位移信号的两个电涡流位移传感器、用于采集机舱内湿度信号的温湿度传感器、用于采集机舱外大气压信号的_大气压传感器、用于采集主轴承前轴承座径向振动信号的中频IEPE加速度传感器、用于采集主轴承后轴承座轴向振动信号的中频IEfE加速度传感器、用于采^齿轮箱1级齿圈振动信号的中频IEPE加速度传感器、用于采集齿轮箱2级齿圈振动信号的!^频IEPE加速度传感器、用于采集齿轮箱高速轴振动信号的高频IEPE加速度传感器、用于采集发电机驱动端轴承振动信号的高频IEPE加速度传感器、用于采集发电机非驱动端轴承振动信号的高频IEPE加速度传感器，和用于采集机舱外结冰信号的结冰传感器。7.根据权利要求1所述的风力发电机组在线监测系统，其特征在于，所述第四传感器组包括用于采集叶片载荷信号的T型应变片、用于采集主轴扭矩信号的Y型应变片、用于采集叶轮主轴连接螺栓预紧力信号的垫圈式螺栓预紧力传感器。S.根据权利要求7所述的风力发电机组在线监测系统，其特征在于，所述第四传感器组包括三十六个T型应变片，每两个所述T型应变片为一组，接成一个T型应变片全桥电路，所述T型应变片全桥电路分别设置在三根叶片的不同部位上，每根叶片的叶根、距叶根800mm处、距叶根24m处分别贴两组所述T型应变片全桥电路，所述三十六个T型应变片接成的全桥电路用于测量叶片不同部位的微应变。9.根据权利要求1所述的风力发电机组在线监测系统，其特征在于，所述主站系统和第四从站系统中还分别设有一个CPU模块。10.根据权利要求1所述的风力发电机组在线监测系统，其特征在于，所述主站系统、第一从站系统、第二从站系统和第三从站系统相互之间通过光电耦合模块及光纤进行信号数据传输;所述第三从站系统和第四从站系统之间通过蓝牙模块进行无线数据传输;所述主站系统通过光电转换器、光纤交换机与风电机组的主控系统连接通讯。

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