Solutions pour la surveillance des pales de rotor

Vue d'ensemble

Pale de rotor  

Détection des vibrations et des charges exercées sur les pales de rotor

  • Les pales de rotor sont soumises à des conditions et à des sollicitations extrêmes. Les exigences en matière de surveillance augmentent avec la longueur des pales.
  • Le système de monitoring des rotors (RM-S) de Phoenix Contact surveille en permanence les vibrations et les charges exercées sur les pales du rotor.
  • En cas de dépassement des valeurs limites définies, une alarme se déclenche : les exploitants sont donc toujours informés de l'état des pales.

Application

Les pales de rotor constituent l'un des composants névralgiques d'une installation d'énergie éolienne. La surveillance revêt une importance croissante, notamment en raison de la tendance à utiliser des pales de plus en plus longues. Les pales de rotor sont soumises à des forces dynamiques très élevées, qui peuvent provoquer des dommages structurels des pales, au cours de leur durée de vie.

Une surveillance permanente des charges et des vibrations permet de détecter à temps les dommages. Ces données vous permettent de régler l'installation d'énergie éolienne en optimisant les charges, d'où une réduction à un niveau minimum, de la charge exercée sur les pales. Si un dommage se produit malgré tout, il peut être détecté à temps et supprimé facilement. En enregistrant les collectifs de charge, vous détectez les modifications structurelles pendant toute la durée de vie d'une pale.

Solution

Fonction de surveillance détat  

Détection à temps des points faibles des pales

Le système de monitoring des rotors mesure les comportements de charge et les couples de flexion dans les pales de rotor. Pour cela, des jauges de contrainte sont collées à proximité de la base de la pale, sur la face intérieure des pales de rotor d'une installation d'énergie éolienne.

L'automate Inline ILC 171 de Phoenix Contact constitue l'élément central de cette solution. L'automate est raccordé aux capteurs des pales de rotor, via des modules Inline juxtaposés directement. Pour protéger l'installation contre les surtensions et les coups de foudre, des équipements de protection correspondants sont installés pour les câbles des capteurs, pour l'entrée d'antenne du routeur GSM, et pour l'injection de la puissance. En option, vous pouvez équiper le système d'un modem GSM pour une communication directe. Il est possible d'intégrer en plus des interfaces de l'automate, une interface PROFIBUS ou CAN pour une liaison de bus interne.

Les signaux des capteurs raccordés sont enregistrés par l'automate. Lors du traitement rapide des signaux, les valeurs de mesure sont filtrées et leur cohérence est vérifiée. De plus, les valeurs de mesure permettent de déterminer le couple de flexion minimal, moyen et maximal, ainsi que la vitesse de rotation du rotor. Lorsque les valeurs limites sont dépassées, les sorties TOR librement programmables peuvent émettre une alarme. Les données traitées sont mises à disposition de l'automate supérieur de manière synchrone, pour un échantillonnage du signal. Toutes les données brutes peuvent être sauvegardées, via le réseau, sur une base de données Microsoft SQL ou au format CSV sur une carte SD ou sur un serveur FTP, pour être ensuite analysées sur un système indépendant. Par ailleurs, le RM-S enregistre les collectifs de charge générés. L'illustration du collectif de charge sert à la prise en charge, sur toute la durée de fonctionnement, des amplitudes de vibration qui entraînent un dommage structurel des pales de rotor. Ces valeurs permettent d'évaluer la durée de vie restante.

Armoire électrique du système de surveillance des vibrations des pales du rotor  

Solution de mise à niveau des installations existantes

Mise à niveau des anciennes installations ou des nouvelles infrastructures

Le RM-S peut être intégré directement dans la conception électrique de l'installation ou peut être ajouté dans les installations existantes. La version dédiée à une modernisation est composée d'une armoire électrique préconfigurée, qui est montée dans le moyeu et peut être intégrée à la commande, via les interfaces disponibles.

En option, les données peuvent être transmises directement à l'exploitant via le modem GSM. Pour les nouvelles infrastructures, le matériel nécessaire, tel que l'automate et le module E/S, est installé directement dans l'armoire électrique à pas variable de l'installation éolienne. Dans ce cas, le logiciel sera transféré sur l'automate via une carte SD.

Avantages

  • Maintenance basée sur l'état des pales du rotor, grâce à la détection à temps des défaillances
  • Réduction de la sollicitation des pales des éoliennes, grâce à une régulation optimisée selon la charge
  • Fonctionnement fiable, grâce à la robustesse des composants, conçus pour répondre aux exigences des installations éoliennes
  • Système ouvert pour une intégration optimale des systèmes existants

PHOENIX CONTACT Ltd

8240 Parkhill Drive
Milton, Ontario L9T 5V7
1-800-890-2820

Service

Système de surveillance des pales de rotor

Système complet destiné à la surveillance intégrale des pales de rotor

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