混塔監(jiān)測(組件縫隙、錨索拉力)
2025-09-26 北京公司
1.產(chǎn)品概況
隨著國家能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和對新能源領(lǐng)域發(fā)展的重視,風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。風電機組數(shù)量逐年增加,每年為社會提供可觀綠色能源。同時,風電場的大量建設(shè),也存在著風電場運行安全事故頻發(fā)的問題。隨著風電技術(shù)的發(fā)展,尤其是超高柔性塔筒得以大批量運用推廣,然而柔塔也帶來了共振、渦激振動等風險。隨著存量機組使用年限加長,塔筒螺栓失效,基礎(chǔ)開裂、不均勻沉降等成為僅次于風電機組安全鏈失效的風險點。這些安全隱患是個漫長的緩變過程,中期難以準確發(fā)現(xiàn),一旦無法及時發(fā)現(xiàn),可能造成倒塔等嚴重事故,存在著經(jīng)濟損失大、人員傷亡風險高的問題,負面影響尤為突出。因此,行業(yè)內(nèi)迫切需要對塔筒的安全與健康狀態(tài)進行在線實時監(jiān)測。


圖 1 風電機組倒塔案例
1.1系統(tǒng)原理
針對風力發(fā)電行業(yè)內(nèi)塔筒安全問題,陜西中科啟航開發(fā)出一套塔筒安全監(jiān)測系統(tǒng),用于風電機組塔筒傾斜狀態(tài)、基礎(chǔ)沉降狀態(tài)、塔筒相對晃動及振動的塔筒狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),通過自主開發(fā)的專業(yè)計算軟件實時計算塔筒傾斜、基礎(chǔ)不均勻沉降與塔筒相對位移實時變化。系統(tǒng)采用高精度的傳感器對風機的塔筒進行全方位、有效地實時監(jiān)測,通過邊緣計算單元實時、同步、高速采集傳感器數(shù)據(jù),利用強大數(shù)據(jù)處理和計算分析功能,準確輸出塔筒傾斜、基礎(chǔ)沉降和塔筒晃動幅度。
該系統(tǒng)不僅能夠為業(yè)主及維護方提供全方位的塔筒傾斜狀態(tài)、基礎(chǔ)姿態(tài),還能實現(xiàn)對塔筒共振、塔筒異常振動和塔基傾斜狀態(tài)的異常識別,實現(xiàn)有效預(yù)警監(jiān)測。
1.2硬件說明
風力發(fā)電機組塔筒安全監(jiān)測系統(tǒng)由相對位移傳感器MT18、傾角儀MT200、邊緣采集單元和風場中控室的服務(wù)器組成。風機端邊緣采集單元進行傳感器數(shù)據(jù)采集,并通過風場環(huán)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至風場服務(wù)器拉格朗日系統(tǒng),可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、分析、顯示。通訊協(xié)議為ModubsTCP,采樣頻率為20Hz。同時系統(tǒng)平臺運行多種預(yù)警算法,通過故障診斷模型實現(xiàn)異常狀態(tài)的監(jiān)測及預(yù)警。
具體配置如下圖所示。

圖 2 標準版塔筒安全監(jiān)測系統(tǒng)圖
2.傳感器安裝
塔筒內(nèi)部MT18相對晃動傳感器根據(jù)機組信息部署在塔頂法蘭連接處低1米位置,傳感器自帶磁性底座,直接安裝在主風向位置,同時標記當前偏航位置和偏航位置的變化方向(左加右減)。如下圖所示。

圖 3 塔筒相對晃動傳感器安裝圖示
針對柔塔機組根據(jù)實際需求部署2個相對晃動傳感器。第一個傳感器傳感器安裝位置位于塔頂法蘭連接處低1米位置。第二個傳感器安裝在70%塔筒高度位置附近,在70%塔筒位置往上或往下尋找適合安裝高度位置。傳感器都安裝在主風向位置。
以塔筒底面為基準,記錄位移傳感器的安裝高度值和安裝位置對應(yīng)的偏航位置。如圖所示。


圖 4塔筒相對晃動傳感器安裝圖示


圖 5塔筒相對晃動傳感器安裝圖示
塔筒傾角傳感器MT200安裝在底法蘭主風向上,用于測量基礎(chǔ)傾斜程度。安裝時確保支架處于水平狀態(tài)。


圖 6傾角傳感器安裝圖示