Rozwiązania do monitorowania łopat wirnika

Przegląd

Łopata wirnika  

Wykrywanie drgań i obciążeń w łopatach wirnika

  • Łopaty wirnika są narażone na ekstremalne czynniki atmosferyczne i obciążenia. Z powodu coraz dłuższych łopat rosną wymagania w zakresie monitorowania.
  • System RM-S (Rotor Monitoring System) firmy Phoenix Contact monitoruje na bieżąco drgania i obciążenia łopat wirnika.
  • W przypadku przekroczenia ustawionych wartości granicznych wyzwalany jest alarm, zatem użytkownik jest na bieżąco informowany o stanie łopat.

Zastosowanie

Łopaty wirnika to jedne z najbardziej newralgicznych elementów turbiny wiatrowej. Monitorowanie staje się coraz ważniejsze w szczególności z powodu coraz większej długości łopat. Na łopaty wirnika oddziałują bardzo duże siły dynamiczne, które z biegiem czasu użytkowania mogą powodować strukturalne uszkodzenia konstrukcji łopaty.

Stałe monitorowanie obciążeń i drgań pozwala na wykrycie uszkodzeń we wczesnym stadium. Uzyskane dane umożliwiają optymalizację obciążeń turbiny wiatrowej, co pozwala zredukować do minimum obciążenia łopat wirnika. Jeżeli mimo wszystko dojdzie do uszkodzenia, jest ono szybko wykrywane i można je usunąć bez większych nakładów. Rejestrowanie spektrów obciążeń pozwala na wykrycie zmian w strukturze łopaty wirnika z biegiem czasu użytkowania.

Rozwiązanie

Zasada działania monitorowania stanu  

Wczesne wykrywanie słabych punktów łopat

System RM-S (Rotor Monitoring System) mierzy obciążenie i momenty zginające w łopatach wirnika. W tym celu w pobliżu nasady łopaty, po jej wewnętrznej stronie, nakleja się czujniki tensometryczne.

Podstawowym elementem rozwiązania jest sterownik Inline ILC 171 firmy Phoenix Contact. Sterownik łączy się za pomocą podłączonych bezpośrednio modułów Inline z czujnikami w łopatach wirnika. Do ochrony turbiny przez przepięciami i uderzeniami pioruna instaluje się odpowiednie ograniczniki przepięć dla przewodów czujników, dla wejścia antenowego routera GSM oraz systemu dostarczania energii. Opcjonalnie w systemie można zamontować modem GSM do bezpośredniej komunikacji. Dodatkowo poza wejściami sterownika można zintegrować wejście PROFIBUS lub CAN do wewnętrznego podłączenia do magistrali.

Sygnały podłączonych czujników są przesyłane do sterownika. Przy szybkim przetwarzaniu sygnałów wielkości pomiarowe są filtrowane i sprawdzane pod kątem prawidłowości. Poza tym na podstawie wartości pomiarowych są obliczane minimalny, średni i maksymalny moment zginający oraz prędkość obrotowa wirnika. W razie przekroczenia ustawionych wartości granicznych może zostać wygenerowany alarm przez programowalne wyjścia cyfrowe. Przetworzone dane są przesyłane do nadrzędnego sterownika synchronicznie z odczytem sygnałów. Wszystkie dane surowe mogą być zapisywane za pośrednictwem sieci w bazie danych Microsoft SQL, w formacie CSV na karcie pamięci SD albo na serwerze FTP, a następnie analizowane przez niezależny system. Dodatkowo system RM-S rejestruje występujące spektra obciążeń. Ich tworzenie służy do zapisu amplitud drgań w całym okresie użytkowania powodujących strukturalne uszkodzenia łopat wirnika. Wartości te umożliwiają oszacowanie pozostałego okresu użytkowania.

Szafa sterownicza RBTM  

Rozwiązanie do istniejących obiektów

Jako wyposażenie fabryczne lub do późniejszego montażu

System RM-S można zaplanować już na etapie tworzenia projektu elektrycznego turbiny wiatrowej lub w ramach modernizacji istniejących turbin. Wersja do późniejszego montażu składa się ze skonfigurowanej fabrycznie szafy sterowniczej, którą można zamontować w piaście i zintegrować ze sterownikiem za pomocą istniejących wejść.

Opcjonalnie dane mogą być przesyłane poprzez modem GSM bezpośrednio do użytkownika. W przypadku nowych obiektów potrzebny osprzęt, np. sterownik i moduły I/O, można umieścić bezpośrednio w szafach sterowniczych turbiny wiatrowej. W takim przypadku oprogramowanie przenosi się do sterownika za pomocą karty pamięci SD.

Korzyści

  • Obsługa techniczna łopat wirników w zależności od stanu dzięki wczesnemu wykrywaniu uszkodzeń
  • Zredukowane obciążenie łopat dzięki regulacji turbiny wiatrowej z optymalizacją obciążenia
  • Niezawodna eksploatacja dzięki wytrzymałym komponentom – rozwiązanie dostosowane do warunków pracy turbin wiatrowych
  • Otwarty system umożliwiający optymalne zintegrowanie w istniejących systemach

PHOENIX CONTACT Sp. z o.o

ul. Bierutowska 57-59
Budynek nr 3/A
51-317 Wrocław
071/ 39 80 410

Serwis

System monitorowania łopat wirnika

Kompletny system do całościowego monitorowania łopat wirnika

Referrer:

W naszej witrynie stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności.

Zamknij