转子叶片监测解决方案

概览

转子叶片  

检测转子叶片负载和振动情况

  • 转子叶片易于遭遇极端环境条件和张力。叶片长度不断增加,对监测的要求也越来越高。
  • 菲尼克斯电气的转子叶片张力监测(RBTM)系统持续监测转子叶片承受的张力和负载。
  • 一旦超过设定限值,系统触发报警:操作员可及时掌握叶片情况。

应用

转子叶片是风力发电机的关键部件。在风机叶片越来越大的发展趋势下,对其监测也越发重要。风机叶片难以承受强大应力,往往因此造成结构损坏,影响使用年限。

通过持续监测叶片负载和振动情况,可在早期检测叶片的损坏情况。根据这些监测数据,可对风力发电机作出优化调整,从而将叶片承受的压力降至最低。如果叶片出现损坏,可及早发现并将维修工作量降到最低。通过记录载荷谱,可监测叶片使用期限内的结构变化。

解决方案

叶片监测功能  

可及早发现叶片存在的问题

张力监测系统(RBTM)测量转子叶片负载特性和弯矩。为此,需将应变仪固定在风力发电机转子叶片基部。

这套解决方案的关键部件是菲尼克斯电气的ILC 171 Inline控制器。该控制器通过直接连接的Inline模块连接至转子叶片传感器。为保护系统免受电涌电压和雷击损害,需为传感器电缆、GSM路由器天线输入和电源安装保护性设备。也可选用GSM调制解调器升级系统以实现直接通信。除控制器接口,也可集成PROFIBUS或CAN接口以建立内部总线连接。

控制器采集相连的传感器的信号。快速处理信号的同时,对测量值进行合理性过滤和检查。此外,测量值用于确定最小、中间和最大弯矩以及转子旋转速度。一旦超过设定限值,通过可自由编程的数字输出系统发出报警。处理的数据可同时由上级控制器进行信号扫描。通过网络,所有原始数据可保存在SD卡或FTP服务器的Microsoft SQL数据库中或保存为CSV形式,并可使用独立系统进行评估。RBTM也记录载荷谱。载荷谱用于采集在使用期限内导致转子叶片结构性损坏的振动强度。这些数值可用来估算叶片的剩余使用寿命。

RBTM控制柜  

现有系统的改造解决方案

改装设备或新设备

RBTM系统可直接集成到新设计的电气系统或通过改装集成到现有系统中。改装后的系统包含一个全面组态的控制柜,该控制柜可内置于轮毂并通过现有接口集成入控制器。

数据也可通过GSM调制解调器直接传输给操作员。如果是全新设备,所需的硬件(如控制器和I/O模块)可直接集成到风力发电机的变桨控制柜中。此时,软件可借助SD卡转变为控制器。

优势

  • 提前检测到损坏情况,根据情况维护转子叶片
  • 通过风力发电机的负载优化控制,降低叶片上的张力
  • 风力发电机组件结实耐用,可应对各种情况,运行可靠
  • 开放式系统,集成更方便

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