Lösungen für die Rotorblattüberwachung

Überblick

Rotorblatt  

Erkennen von Schwingungen und Lasten in Rotorblättern

  • Rotorblätter sind extremen Umweltbedingungen und Beanspruchungen ausgesetzt. Durch die immer länger werdenden Blätter steigen die Anforderungen an die Überwachung.
  • Das Rotor Blade Tension Monitoring (RBTM) von Phoenix Contact überwacht kontinuierlich die Schwingungen und Lasten in den Rotorblättern.
  • Beim Überschreiten der eingestellten Grenzwerte werden Alarme abgesetzt: Betreiber sind über den Zustand der Blätter stets informiert.

Anwendung

Die Rotorblätter sind eine der neuralgischen Komponenten einer Windenergieanlage (WEA). Insbesondere durch den Trend immer längerer Blätter gewinnt eine Überwachung zunehmend an Bedeutung. Auf die Rotorblätter wirken sehr große dynamische Kräfte, die über den Verlauf der Lebensdauer zu strukturellen Schäden im Blattaufbau führen können.

Durch eine kontinuierliche Überwachung von Lasten und Schwingungen werden Schäden frühzeitig erkannt. Mit diesen Daten regeln Sie die WEA lastoptimiert, wodurch die Belastung der Blätter auf ein Minimum reduziert werden kann. Kommt es doch zu einem Schaden, wird dieser frühzeitig erkannt und kann mit geringem Aufwand beseitigt werden. Durch das Aufzeichnen von Lastkollektiven decken Sie Veränderungen in der Struktur über die Lebensdauer des Blattes auf.

Lösung

Funktionsweise Condition Monitoring  

Schwachstellen der Blätter frühzeitig aufdecken

Das Tension Monitoring System (RBTM) misst Lastverhalten und Biegemomente in Rotorblättern. Dazu werden Dehnungsmessstreifen nahe der Blattwurzel auf der Innenseite von Rotorblättern einer Windenergieanlage geklebt.

Kernelement der Lösung ist die Inline-Steuerung ILC 171 von Phoenix Contact. Die Steuerung wird über direkt angereihte Inline-Module mit den Sensoren in den Rotorblättern verbunden. Zum Schutz der Anlage vor Überspannungen und Blitzeinschläge werden entsprechende Ableiter für die Sensorleitungen, für den Antenneneingang des GSM-Routers und für die Leistungseinspeisung installiert. Optional rüsten Sie das System durch ein GSM-Modem zur direkten Kommunikation nach. Zusätzlich zu den Schnittstellen der Steuerung kann eine PROFIBUS- oder CAN-Schnittstelle zur internen Busanbindung integriert werden.

Die Signale der angeschlossenen Sensoren werden von der Steuerung erfasst. Bei der schnellen Signalverarbeitung werden die Messgrößen gefiltert und auf Plausibilität geprüft. Zusätzlich wird aus den Messwerten das minimale, mittlere und maximale Biegemoment sowie die Drehzahl des Rotors bestimmt. Beim Überschreiten der eingestellten Grenzwerte kann über frei programmierbare Digitalausgänge ein Alarm gesetzt werden. Die aufbereiteten Daten werden der übergeordneten Steuerung synchron zur Signalabtastung bereitgestellt. Alle Rohdaten können über das Netzwerk in einer Microsoft SQL-Datenbank oder im CSV-Format auf SD-Karte oder einem FTP-Server gespeichert und von einem unabhängigen System ausgewertet werden. Zusätzlich erfasst das RBTM die auftretenden Lastkollektive. Die Bildung des Lastkollektivs dient der Aufnahme von Schwingungsamplituden über die gesamte Betriebszeit, die einen strukturellen Schaden der Rotorblätter verursachen. Diese Werte ermöglichen eine Abschätzung der verbleibenden Lebensdauer.

RBTM-Schaltschrank  

Nachrüstlösung für bestehende Anlagen

Als Nachrüstung oder für den Neubau

Das RBTM kann direkt mit in das elektrische Design der Anlage eingeplant oder in bestehende Anlagen nachgerüstet werden. Die Retrofit-Variante besteht aus einem fertig konfigurierten Schaltschrank, der in die Nabe eingebaut wird und über die vorhandenen Schnittstellen in die Steuerung integriert werden kann.

Optional können die Daten über das GSM-Modem direkt an den Betreiber übertragen werden. Bei Neubauten wird die benötigte Hardware wie Steuerung und I/O-Module direkt in die Pitch-Schaltschränke der Windenergieanlage eingebunden. In diesem Fall wird die Software über eine SD-Karte auf die Steuerung übertragen.

Ihre Vorteile

  • Zustandsbasierte Wartung von Rotorblättern durch frühzeitige Schadenserkennung
  • Reduzierte Beanspruchung der Blätter durch lastoptimierte Regelung der Windenergieanlage
  • Zuverlässiger Betrieb durch robuste Komponenten, geeignet für die Bedingungen in Windenergieanlagen
  • Offenes System zur optimalen Integration in vorhandene Systeme

Produkte

BeschreibungTypArt.-Nr.
Rotor Blade Tension Measurement (RBTM)CBL-RBTM-TT2701462
BeschreibungTypArt.-Nr.
Rotor Blade Tension Measurement (RBTM)CBL-RBTM-TT

PHOENIX CONTACT
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