风力发电机组中齿轮箱是最关键部件之一，在风场中，由于地势的影响风力无规律的变向变负荷和强阵风冲击，对风电机组的齿轮传动负载较大，尤其是传递功率大、变速比高引起的故障率高。随着我国风场风电机组运行年限不断增长后故障率不断上升，后期维护维修愈加困难。所以，通过安装在线振动监测系统，时时数据采集系统会发现齿轮箱的潜在故障。

一、传感器阵列的构成和功能

       传感器通过在齿轮箱预定位置安装传感器获取振动信息。传感器将数据实时传输到数据采集器，采集器有多通道高速同步数据采集接口，并经过处理后通过以太网通信将数据发送到局域数据中心。传感器为获得有效振动信息，根据齿轮箱的监测位置选择低频速度传感器或者加速度传感器，转速信息可以从发电机组的近接开关处获得，也可以在高速轴安装电涡流传感器获得。测点选择一方面要真实反映振动情况，另一方面测点处要有坚实的金属部位与传感器连接。各测点之间合理分布会更加全面地提取齿轮箱的有效振动数据。

二、数据层的构成和功能

      数据层位于系统的中间层，该层依托风电场主控室装配的数据服务器，实现标准识别体系数据编码的实时数据管理，包括数据读取与分发、数据编码与管理等功能。该层采用SOA架构设计，实现海量异构大数据的标准化存储与管理，还可以根据机组数量扩展其他平台连接，非常方便地组建分布式大数据平台，实现数据共享。该层还内嵌增强型实时数据库，可以实现点数据和块数据的存储和访问。数据层平台架构如图3所示。

三、局域数据中心的构成和功能

     服务器位于在风电场主控室，时时监控整个风场的各个机组数据，在线监测数据展示、振动数据分析、故障报告展示、故障报警展示等功能。风场工作人员通过可视化的人机交互界面查看任意一台风机的运行情况，如振动信号的时域波形分析、频域频谱分析、包络解调分析等。其他设备检修人员也可以通过智能终端对数据分析和故障诊断，确定设备振动异常的原因、部位、性质，最终为科学检修提供指导依据。

      每台风机的振动数据采集时时传输到上位机，上位机会根据齿轮齿数和转速等数据分析出齿轮的啮合频率，附加上时域或频谱中的特征可以对风电机组的故障进行诊断。但在实际应用中由于风机机组中有多组齿轮和轴承，其转速及运动轨迹也并非一成不变，在分析中往往有多种多样的频率出现，分析辨认其是否有故障就比较困难。这时就需要根据测点位置结合振幅大小分析，针对每个机组，在其工作状态良好的情况下，采集得到基准的频谱，在状态监测和故障诊断中通过与基准频谱进行对比，来发现问题。对于轴承部位测量,如果各部位振动都很大,一般可能是齿轮问题,如果个别轴承部位振动大可能是轴承问题。