CS2000风电机组在线监测与故障诊断系统(以下简称CS2000系统)是中自庆安自主研发的专门用于风力发电机组传动链部件安全运行过程监测的系统，其能够连续监测风力发电机组运行过程中的振动、冲击、晃度、转速、负荷等参数，并实时在线监测设备运行状态，持续跟踪故障事件的发展，及时预警，降低运行风险，同时应用工业大数据和物联网技术，将设备状态监测与工艺状况结合，实现设备全生命周期管理，从而精准高效的指导生产、工艺过程，实现工厂智能化管理。
1.案例背景
某大型集团旗下风电场某台风力发电机齿轮箱在2021年2月3日在CS2000系统多次预警后，现场停机打开齿轮箱观察孔检查，确认中速轴齿轮断齿，随后更换齿轮箱，更换后运行良好。
此设备于2019年8月25日接入中自庆安CS2000系统，至2021年1月6日，运行良好，2021年1月6日，现场开始持续一周大风后，设备出现故障，CS2000系统预警中速轴齿轮断齿，现场检查未见明显异常，持续运行至2月3日，在此期间CS2000系统多次预警，且故障有恶化趋势，现场随即停机检查，确认中速轴断齿，及时处理，避免了重大损失。
2.设备情况
齿轮箱结构为三级增速箱，低速级为行星齿轮传动，中速级和高速级为平行斜齿轮传动，额定功率1500kw，额定转速1800rpm。
3.振动详情
以下数据为CS2000在线监测系统实测数据：
2021年1月6日前，正常运行，波形频谱正常(图1，图2);
2021年1月13日，持续大风，设备出现故障，振动图谱中故障特征明显(图3，图4)
2021年2月3日，停机检查，确认断齿(图5);
2021年2月27日，更换后运行良好，波形频谱正常(图6，图7);
图1 齿轮箱中速轴时域波形图(正常)
图2 齿轮箱中速轴频谱图(正常)
图3 齿轮箱中速轴时域波形图(故障)
图4 齿轮箱中速轴频谱图(故障)
图5 齿轮箱中速轴断齿
图6 齿轮箱中速轴时域波形图(更换后)
图7 齿轮箱中速轴频谱图(更换后)
4.小结
齿轮断齿若不及时处理，折断的轮齿会污染润滑油液，且易进入正常齿轮的啮合区，导致齿轮箱卡死。风电齿轮箱位于高塔上，且运行力矩较大，一旦卡死而不能及时收桨，容易发生倒塔事故，造成重大损失。针对该风电齿轮箱，CS2000风电机组在线监测与故障诊断系统及时、准确预警故障设备，提醒现场运维人员及时处理，避免齿轮箱卡死、“炸箱”等安全隐患，既保证了风机安全运行，又提高了运行效率。