1.產(chǎn)品概述
近年來，我國風(fēng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，根據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截止2014年底，全國累計(jì)裝機(jī)容量114609MW，累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)組76241臺(tái)。然而，由于風(fēng)能利用的特殊性，機(jī)組自身常年工作在十分惡劣的條件下，長時(shí)間受無規(guī)律的風(fēng)力作用和陣風(fēng)的沖擊,一直工作在風(fēng)沙、嚴(yán)寒和酷暑等惡劣條件下,隨著機(jī)組投入使用時(shí)間的增加,機(jī)組各部件都會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)一系列的故障,不得不停機(jī)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(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失。
為了準(zhǔn)確分析故障原因，如軸承燒損、集電環(huán)燒損、轉(zhuǎn)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(fēng)電機(jī)組的維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，安裝基于物聯(lián)網(wǎng)的GJD-3000風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣故障記錄與診斷系統(tǒng)（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1），連續(xù)監(jiān)測(cè)機(jī)組健康情況,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)視與故障診斷，預(yù)先發(fā)現(xiàn)機(jī)組故障隱患,確定故障種類、產(chǎn)生位置、故障程度和發(fā)展趨勢(shì),從而根據(jù)診斷結(jié)果進(jìn)行有針對(duì)性的維修，盡量避免計(jì)劃外停機(jī),降低事故發(fā)生概率，這對(duì)于提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。
2.技術(shù)指標(biāo)
1）通道容量：模擬量24路；開關(guān)量8路；
2）模擬量采樣頻率：100kHz同步采樣
3）開關(guān)量事件分辨率：0.1ms
4）A/D轉(zhuǎn)換分辨率：16位
5）有效值精度：0.2級(jí)
6）模擬信號(hào)輸入范圍：
Ø 定子電壓： 工頻0～1000V
Ø 網(wǎng)側(cè)電壓： 工頻0～1000V
Ø 定子電流： 工頻0～5A
Ø 直流電壓： 0～1500V
Ø 轉(zhuǎn)子電壓： 0～1000V，頻率：0～50Hz
Ø 轉(zhuǎn)子電流： 0～5A，頻率：0～50Hz
Ø 轉(zhuǎn) 速：0～3000Hz
7）開關(guān)量輸入方式：無源接點(diǎn)或有源信號(hào)（訂貨時(shí)注明）
8）故障錄波長度及次數(shù)：可連續(xù)啟動(dòng)，錄波次數(shù)多達(dá)10000次（視硬盤容量而定），每次可錄制時(shí)間不小于3秒鐘，故障數(shù)據(jù)可掉電保存。
9）故障啟動(dòng)方式：模擬量突變啟動(dòng)、越限啟動(dòng)、派生量突變或越限啟動(dòng)、開關(guān)量啟動(dòng)（變位、閉合或斷開）、手動(dòng)啟動(dòng)、遠(yuǎn)程啟動(dòng)。
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(shù)、頻率、正序、負(fù)序、零序、 矢量和（差）、相角差等。
12）通訊接口：以太網(wǎng)。
13）接口協(xié)議： IEC61850或103協(xié)議。
14）數(shù)據(jù)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(duì)濕度：20％～80％
19）絕緣強(qiáng)度：AC2000V
20）外形尺寸：310mm(寬)×228mm(高)×101mm(深)
3.技術(shù)特點(diǎn)
3.1高性能硬件架構(gòu)
（1）采用３２位浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器為運(yùn)算核心，該芯片包含兩組并行運(yùn)算處 理單元，主頻200MHz，運(yùn)算速度可達(dá)1600MIPS/1200MFLOPS，運(yùn)算速度極 快，數(shù)字信號(hào)處理能力強(qiáng)，能夠充分滿足數(shù)據(jù)處理計(jì)算的實(shí)時(shí)性與參量計(jì)算的準(zhǔn)確性的要求。
（2）模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用AD公司生產(chǎn)的16位多通道同時(shí)轉(zhuǎn)換的高速A/D轉(zhuǎn)換 器，保證了在很寬的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)對(duì)輸入信號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)量；同時(shí)，精心設(shè)計(jì) 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(shù)據(jù)的真實(shí)性及準(zhǔn)確性。采用大規(guī)模FPGA芯片，控制A/D數(shù)據(jù)采集、 緩存及傳輸，保證高采集頻率的實(shí)現(xiàn)。
（3）交流電流測(cè)量回路采用專用的模擬隔離電路，保證了對(duì)直流分量進(jìn)行測(cè)量的準(zhǔn)確性，避免了使用互感器測(cè)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(biāo)準(zhǔn)，采用Linux操作系統(tǒng)，通用性好、可靠性高，無計(jì)算機(jī)病毒入侵隱患。
3.2功能齊全
裝置不但具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障數(shù)據(jù)記錄功能，還具有強(qiáng)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(dá)50次諧波）、勵(lì)磁分析、轉(zhuǎn)速分析、振動(dòng)分析等, 是風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行必備且首選的重要設(shè)備之一。
3.3記錄觸發(fā)方式多樣
故障錄波啟動(dòng)方式包括模擬量啟動(dòng)、開關(guān)量啟動(dòng)、手動(dòng)啟動(dòng)等。模擬量啟動(dòng)包括突變量啟動(dòng)、越限量啟動(dòng)（如：過壓啟動(dòng)、欠壓啟動(dòng)、過電流啟動(dòng)、負(fù)序電流啟動(dòng)等）。開關(guān)量啟動(dòng)包括開關(guān)閉合啟動(dòng)、開關(guān)斷開啟動(dòng)和開關(guān)變位啟動(dòng)。
3.4使用、維護(hù)方便，穩(wěn)定性高
1)裝置結(jié)構(gòu)采用分體式結(jié)構(gòu)，安裝方便。
2)裝置支持遠(yuǎn)程維護(hù)功能，減少裝置維護(hù)工作量。
3)裝置設(shè)計(jì)充分考慮電磁兼容特性，抗干擾性強(qiáng)、可靠性高。
4主要功能
4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
裝置可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種電氣量的有效值、波形、相序等信息，方便運(yùn)行/檢修人員實(shí)時(shí)分析被測(cè)設(shè)備或線路的運(yùn)行工況。
4.2故障錄波
裝置可根據(jù)設(shè)定記錄事故發(fā)生前后的電氣量波形、開關(guān)量狀態(tài)、功率、溫度等的多種故障信息，完整記錄故障發(fā)生的全過程，方便分析事故原因。
4.3穩(wěn)態(tài)記錄
可連續(xù)記錄各電氣量的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，記錄時(shí)間可達(dá)240小時(shí)。
4.4數(shù)據(jù)分析
?。?）故障原因分析
（2）同期并網(wǎng)分析
（3）諧波分析（高達(dá)50次諧波）
（4）轉(zhuǎn)速分析
（5）勵(lì)磁分析
（6）電壓穿越性能分析
（7）風(fēng)載荷變化調(diào)控性能分析
（8）電磁轉(zhuǎn)矩分析
