ICS 27.180 F 11 NB 备案号：64295-2018 中华人民共和国能源行业标准 NB/T31142—2018 直驱风力发电机组 主轴轴承挂机 测试方法规范 Direct-drive wind turbine-Technical specification for on-hook test of main shaft bearing 2018-04-03发布 2018-07-01实施 国家能源局 发布 NB/T31142—2018 目 次 前言 范围 1 2 规范性引用文件 3术语和定义 基本要求 4 4.1 测试内容 4.2 测试风场 4.3 测试样机， 4.4 测试周期· 4.5 测试准备 5振动测试…. 5.1 测量设备 5.2 测量参数 5.3 振动评估 6 温度测试 6.1 测试设备 6.2 测点布置 6.3 数据记录和保存 6.4 温度评估 7润滑脂测试 7.1 润滑脂取样 7.2润滑脂分析. 8轴承游隙监测 9 目测项 附录A（规范性附录）轴承故障特征频率 附录B（资料性附录） 在用轴承润滑脂检测项目 参考文献· NB/T31142—2018 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由国家能源局提出。 本标准由国家能源行业风电标准化技术委员会（NEA/TC1）归口。 本标准主要起草单位：北京金风科创风电设备有限公司，瓦房店轴承集团有限公司，洛阳LYC轴承 有限公司，成都天马铁路轴承有限公司，大连治金轴承股份有限公司，湘电风能有限公司，北京鉴衡认 证中心有限公司。 本标准主要起草人：位士安、石亦平、范德功、纪新瑞、窦伟、顾富斌、贾锦霞、刘万平、叶吉强、 翟晓江、冯辉、周祥祥、孙振生、杨德胜、袁玉密、张宏伟、阳雪兵、程人杰。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条 一号，100761)。 II NB/T31142—2018 直驱风力发电机组 主轴轴承挂机测试方法规范 1范围 本标准规定了直驱风力发电机组主轴轴承挂机测试（以下简称挂机测试）的基本要求、振动测试、 温度测试、润滑脂测试、轴承游隙监测、目测项。 本标准适用于直驱风力发电机组主轴轴承挂机测试。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件， 其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 GB/T14412机械振动与冲击 加速度计的机械安装 机器状态监测与 与诊断振动状态监测 GB/T19873.1 第1部分：总则 NB/T31004 风力发电机组振动 状态监测导 SH/T 0573 在用润滑油磨损颗粒试验法（分） 析式铁谱法） 3术语和定义 NB/T31004和SH/T0573界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 直驱风力发电机组directdrivewindturbine 采用多极电动机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去了齿轮箱这一传统部件。 3.2 挂机测试on-hooktest 被测样机在选定的风场运行，通过多种监测方法，提取并记录整机和关键部件的运行状态，积累经 验数据。 3.3 变桨系统pitchsystem -种风力发电机叶片调节装置。风力较大时，通过调节装置使奖叶迎角减小：风力小时，通过调节 装置使桨叶迎角增大。 3.4 偏航系统 yawsystem 由偏航测量、偏航驱动传动部分、纽缆保护装置三大部分组成。主要实现两个功能：一是使机舱跟 踪变化稳定的风向；二是自动解除由于偏航作用导致机舱内部电缆发生的缠绕。 4基本要求 4.1 测试内容 通过直驱风力发电机组挂机测试，用以分析验证主轴轴承运行可靠性，是直驱风力发电机组主轴轴 承台架试验的延续。 1 NB/T31142—2018 4.2 测试风场 测试风场的风况和环境应满足设计要求。 4.3 测试样机 测试样机应符合以下要求： 测试样机应为同一机型、同一批次、同一组装基地，若风场为山地，样机位置应位于同一迎风 a) 面，随机抽取测试样机数量推荐3台以上； b) 测试样机主轴轴承应来自同一生产厂家，相同设计； c) 测试样机主轴轴承应采用相同牌号润滑脂； 测试样机从现场组装完成到开始测试的时间间隔应不超过3个月； (P 测试样机以运行发电为测试起点。 e) 4.4测试周期 测试周期应不短于1年，测试期间对机组数据进行总结与分析。 4.5测试准备 检查风力发电机组的出厂合格证、安装检查清单、调试清单、试运行通过文件等相关资料，备存好 与轴承配合等相关的零部件检测和安装数据。 5振动测试 5.1 测量设备 5.1.1 数采设备 测量设备应满足NB/T31004的要求，保证振动数据与工况数据同步采集，联合分析。 5.1.2 加速度传感器 振动测量选用加速度传感器，传感器的一般要求见表1。 表1加速度传感器参数 序号 项目 要求 备注 1 工作温度范围 -30℃~+120℃ 2 量程 ± 10g 3 线性度 ± 1% 灵敏度 不小于500mV/g 4 5 横向灵敏度 ≤5% 6 频响范围（土3dB） 0.2Hz~2000Hz 7 激励方式 IEPE 80 抗冲击 2000g 2 NB/T31142—2018 5.1.3设备安装 传感器的安装方式影响测量误差和频率响应特性，应保证传感器的正确安装，见GB/T14412。 5.2测量参数 5.2.1测量项目 测量项目见表2。如有必要，应收集工况相关的更多信息。 表2测量项目 项目 内容 单位 备注 振动加速度 m/s2 振动加速度频率范围 Hz 0.2Hz~1000Hz 振动测量项目 振动速度 mm/s 振动速度频率范围 Hz 3Hz～1000Hz 风速 m/s 发电机转速 r/min 有功功率 kw 工况测量项目 变桨角度 rad/s 偏航反馈 无 5.2.2测量位置 如果已有预留测点位置，应首先采用。测量位置选择轴承或靠近轴承的位置，遵循传递路径短、沿 路径刚性最大的原则。 5.2.3测量方向 为了表征振动特征，建议在三个互相垂直的方向进行测量。测试人员亦可根据经验和实际情况适当 缩小测量范围，参考GB/T19873.1。 5.3 3振动评估 5.3.1运行条件 特殊工况（如偏航、变浆、变转速等）下的测量数据应舍弃，不用于振动测量评估。 5.3.2 评估周期 要求在运行转速范围内，数据采集长度不低于轴承元件故障特征频率对应周期的6倍10倍，轴承 故障特征频率的计算公式见附录A。 5.3.3 趋势评估 趋势评估应包含以下评估内容： NB/T31142—2018 a）基于波峰因数的趋势评估； b）基于轴承故障特征频率的趋势评估。 趋势评估参量包含但不限于波峰因数和轴承故障特征频率，评估参量的趋势评估要求历经特定工况， 如各运行转速、开始工作至额定功率、切入风速至1.2倍的额定风速。 6温度测试 6.1测试设备 温度传感器参数应满足表3的要求。 表3温度传感器参数 序号 项目 要求 备注 1 工作温度范围 30℃~+60℃ 2 生存温度范围 -40℃~+70℃ 允差单位：K 3 允差（灵敏度） ± (0.30+0.005|) t为温度，单位为℃ 4 测温 40℃~+180℃ 5 热响应时间 ≤10s 9 安装方式 接触式或感应式 6.2测点布置 轴承每列滚道的内圈和外圈位置各安装1个温度传感器。 6.3数据记录和保存 温度数据采用连续记录方式进行，每5min或更短时间记录一个平均值。 每台风力发电机组的测温点都有数据记录和保存系统，可实时监控和导出数据。 6.4温度评估 设置温度传感器信号绝对值报警，轴承温度传感器监测的温度超过报警值（1min平均值），判断轴 承处于异常工作状态。 设置温度传感器信号相对值报警，轴承温度传感器与机舱环境温度传感器温度差值超过报警值（1min 平均值)，判断轴承处于异常工作状态。 7润滑脂测试 7.1 润滑脂取样 润滑脂取样应保证样品的代表性： a）润滑脂为轴承滚子或内圈处样本； b）选取圆周方向0°、180°，2个固定取样点； 每个取样点取脂量不少于50g； d）正常风力发电机组取样间隔周期不超过3个月，推荐每月取样； 4