風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量裝置，其包括：接于塔底測(cè)試柜且安裝于塔基的塔基應(yīng)變計(jì)、安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的氣象傳感器；接于塔頂測(cè)試柜且安裝于塔頂?shù)乃攽?yīng)變計(jì)、安裝于變槳的變槳速率傳感器、變槳扭矩傳感器、安裝于塔頂?shù)乃敿铀俣葌鞲衅?；安裝于葉片的葉片應(yīng)變計(jì)，其接于輪轂測(cè)試柜；安裝于主軸的主軸應(yīng)變計(jì)，其接于機(jī)艙測(cè)試柜；機(jī)艙測(cè)試柜連接于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)；機(jī)艙測(cè)試柜通過(guò)風(fēng)電機(jī)組的以太網(wǎng)而接于主控室。本實(shí)用新型可以滿足新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試要求，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷狀態(tài)，提前在特大事故出現(xiàn)之前就對(duì)故障征兆進(jìn)行預(yù)警，指導(dǎo)維護(hù)人員進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組的維護(hù)，避免特大故障的發(fā)生。
【專利說(shuō)明】
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在風(fēng)電場(chǎng)中，一般由檢測(cè)人員讀取安裝在葉片、風(fēng)輪、塔架上的應(yīng)變計(jì)來(lái)測(cè)量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)械載荷。但由于葉片、風(fēng)輪、塔架都位于高空，檢測(cè)人員的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較大。其次，大型風(fēng)電場(chǎng)往往擁有幾十甚至上百臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，必須對(duì)這些風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一一進(jìn)行機(jī)械載荷的測(cè)量，導(dǎo)致檢測(cè)人員的工作量很大，另外，最新發(fā)布的2015年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《IEC 61400-13:2015 Wind turbine generator systems- Part 13: Measurement ofmechanical loads》(風(fēng)力發(fā)電機(jī)組-第13部分機(jī)械載荷測(cè)試)在測(cè)試方法上相較于2001年的舊版本有很大變化，增加了測(cè)試難度和測(cè)試周期，對(duì)測(cè)試人員提出了更高的要求。因此，設(shè)計(jì)一種滿足最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的能夠遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)械載荷測(cè)量裝置是至關(guān)重要的。
[0003]依據(jù)最新發(fā)布的2015年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《IEC61400-13:2015 Wind turbine generatorsystems- Part 13: Measurement of mechanical loads》(風(fēng)力發(fā)電機(jī)組-第13部分機(jī)械載荷測(cè)試)，機(jī)械載荷主要檢測(cè)項(xiàng)目包括氣象參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)和載荷量三大類，主要難點(diǎn)在于:
[0004]1、新標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)試方法上相較于之前的2001年版本有很大變化，在氣象參數(shù)方面增加了水平方向湍流強(qiáng)度、垂直方向風(fēng)切變的測(cè)量;在載荷量方面增加了 3個(gè)葉片中部揮舞、擺振載荷的測(cè)量，增加了塔頂扭矩、塔頂正面、側(cè)面載荷的測(cè)量;在運(yùn)行參數(shù)方面增加了變槳速率、變槳扭矩的測(cè)量，增加了塔頂加速度的的測(cè)量，包括驅(qū)動(dòng)側(cè)、非驅(qū)動(dòng)側(cè)，增加了測(cè)試難度和測(cè)試周期；
[0005]2、大型風(fēng)電場(chǎng)往往擁有幾十甚至上百臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，一般都是安裝在比較偏僻的地區(qū)，尤其是近海風(fēng)場(chǎng)，進(jìn)行檢測(cè)較為困難、周期長(zhǎng)，會(huì)造成風(fēng)機(jī)維護(hù)延后；由于檢測(cè)不及時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組局部組件出現(xiàn)的問(wèn)題，不能及時(shí)進(jìn)行更換和維修，從而會(huì)影響整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的使用壽命；
[0006]3、載荷量測(cè)試的主要部件位于高空，檢測(cè)人員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)很大；
[0007]4、主軸上俯仰及偏航力矩在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中測(cè)量，無(wú)法使用傳統(tǒng)的有線方式采集數(shù)據(jù)；
[0008]5、當(dāng)遇到海上風(fēng)電機(jī)組時(shí)，使用傳統(tǒng)的有線方式完成測(cè)風(fēng)塔上氣象傳感器的供電和數(shù)據(jù)采集需要進(jìn)行鋪設(shè)海底電纜，增加了很大的測(cè)試成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量裝置。
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量裝置，其包括:
[0011]安裝于塔基的塔基應(yīng)變計(jì)，其信號(hào)輸出端接于塔底測(cè)試柜的塔底測(cè)試柜主控模塊；
[0012]安裝于塔頂?shù)乃攽?yīng)變計(jì)，其信號(hào)輸出端接于塔頂測(cè)試柜的塔頂測(cè)試柜主控模塊；
[0013]安裝于葉片的葉片應(yīng)變計(jì)，其信號(hào)輸出端接于輪轂測(cè)試柜的輪轂測(cè)試柜主控模塊；
[0014]安裝于主軸的主軸應(yīng)變計(jì)，其信號(hào)輸出端接于機(jī)艙測(cè)試柜的機(jī)艙測(cè)試柜主控模塊；
[0015]安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的氣象傳感器，其信號(hào)輸出端接于塔底測(cè)試柜的塔底測(cè)試柜主控模塊；
[0016]安裝于變槳的變槳速率傳感器、變槳扭矩傳感器，其信號(hào)輸出端接于塔頂測(cè)試柜的塔頂測(cè)試柜主控模塊；
[0017]安裝于塔頂?shù)乃敿铀俣葌鞲衅?，其信?hào)輸出端接于塔頂測(cè)試柜的塔頂測(cè)試柜主控模塊；
[0018]所述機(jī)艙測(cè)試柜的機(jī)艙測(cè)試柜主控模塊連接于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)；
[0019]所述機(jī)艙測(cè)試柜的機(jī)艙主控模塊通過(guò)風(fēng)電機(jī)組的以太網(wǎng)而接于主控室。
[0020]其中，所述氣象傳感器連接于太陽(yáng)能光伏板供電模塊。
[0021]本實(shí)用新型具有如下有益效果:該系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以滿足新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試要求，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷狀態(tài)，提前在特大事故出現(xiàn)之前就對(duì)故障征兆進(jìn)行預(yù)警，指導(dǎo)維護(hù)人員進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組的維護(hù)，避免特大故障的發(fā)生;采用應(yīng)變計(jì)與傳感器采集測(cè)量數(shù)據(jù)并通過(guò)塔底測(cè)試柜、塔頂測(cè)試柜、輪轂測(cè)試柜將處理后的測(cè)量數(shù)據(jù)傳遞給機(jī)艙測(cè)試柜，從而避免了檢測(cè)人員的高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，也減少了檢測(cè)人員的工作組量。該裝置已開(kāi)始應(yīng)用于最新的風(fēng)電機(jī)組機(jī)械載荷測(cè)試領(lǐng)域，取得了較好的使用效果。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量裝置原理圖。
[0023]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、機(jī)艙測(cè)試柜;2、塔底測(cè)試柜;3、塔頂測(cè)試柜;4、輪轂測(cè)試柜;5.1、塔基應(yīng)變計(jì);5.2、塔頂應(yīng)變計(jì);5.3、葉片應(yīng)變計(jì);5.4、主軸應(yīng)變計(jì);6.1、氣象傳感器;6.2、變槳速率傳感器;6.3、變槳扭矩傳感器;6.4、塔頂加速度傳感器;7、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0025]如圖1所示，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量裝置，其包括:安裝于塔基的塔基應(yīng)變計(jì)5.1、安裝于塔頂?shù)乃攽?yīng)變計(jì)5.2、安裝于葉片的葉片應(yīng)變計(jì)5.3、安裝于主軸的主軸應(yīng)變計(jì)5.4、安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的氣象傳感器6.1、安裝于變槳的變槳速率傳感器6.2、變槳扭矩傳感器6.3以及安裝于塔頂?shù)乃敿铀俣葌鞲衅?.4，通過(guò)各應(yīng)變計(jì)、傳感器而將相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，之后輸送到主控室，在主控室顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)而便于操作人員及時(shí)知曉風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)，為相應(yīng)決策提供數(shù)據(jù)支持。
[0026]其中，安裝于塔基的塔基應(yīng)變計(jì)5.1，其信號(hào)輸出端接于塔底測(cè)試柜2的塔底測(cè)試柜主控模塊，諸如塔底測(cè)試柜控制器，該塔底測(cè)試柜設(shè)置有接于塔底測(cè)試柜控制器的顯示裝置，塔基應(yīng)變計(jì)通過(guò)有線方式將塔基應(yīng)變信號(hào)傳輸給塔底測(cè)試柜。
[0027]其中，安裝于塔頂?shù)乃攽?yīng)變計(jì)5.2，其信號(hào)輸出端接于塔頂測(cè)試柜3的塔頂測(cè)試柜主控模塊，諸如塔頂測(cè)試柜控制器，該塔頂測(cè)試柜設(shè)置有連接于塔頂測(cè)試柜控制器的顯示裝置，塔頂應(yīng)變計(jì)通過(guò)有線方式將塔頂應(yīng)變信號(hào)傳輸給塔頂測(cè)試柜。
[0028]其中，安裝于葉片的葉片應(yīng)變計(jì)5.3，其信號(hào)輸出端接于輪轂測(cè)試柜4的輪轂測(cè)試柜主控模塊，諸如輪轂測(cè)試柜控制器，該輪轂測(cè)試柜可設(shè)置接于輪轂測(cè)試柜控制器的顯示裝置，葉片應(yīng)變計(jì)通過(guò)滑環(huán)方式將葉片應(yīng)變信號(hào)傳輸給輪轂測(cè)試柜。
[0029]其中，安裝于主軸的主軸應(yīng)變計(jì)5.4，其信號(hào)輸出端接于機(jī)艙測(cè)試柜I的機(jī)艙測(cè)試柜主控模塊，諸如機(jī)艙測(cè)試柜控制器，該機(jī)艙測(cè)試柜可設(shè)置接于機(jī)艙測(cè)試柜控制器的顯示裝置，主軸應(yīng)變計(jì)通過(guò)無(wú)線方式將主軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的應(yīng)變信號(hào)傳輸給機(jī)艙測(cè)試柜，解決旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上有線無(wú)法傳輸信號(hào)的問(wèn)題。
[0030]其中，安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的氣象傳感器6.1，其信號(hào)輸出端接于塔底測(cè)試柜2的塔底測(cè)試柜主控模塊，諸如塔底測(cè)試柜控制器，且該塔底測(cè)試柜可設(shè)置連接于塔底測(cè)試柜控制器的顯示裝置，所述氣象傳感器連接于太陽(yáng)能光伏板供電模塊，氣象傳感器采用太陽(yáng)能光伏板供電，并通過(guò)無(wú)線方式將氣象參數(shù)信號(hào)傳輸給塔底測(cè)試柜，避免了海底電纜鋪設(shè)成本過(guò)大的問(wèn)題。
[0031]所述氣象傳感器6.1為便于其安裝，其可連接一個(gè)磁鐵吸附結(jié)構(gòu)，便于其吸附于金屬結(jié)構(gòu)之上的同時(shí)，安裝更加便捷。
[0032]其中，安裝于變槳的變槳速率傳感器6.2、變槳扭矩傳感器6.3，其信號(hào)輸出端接于塔頂測(cè)試柜3的塔頂測(cè)試柜主控模塊，諸如塔頂測(cè)試柜控制器，所述變槳速率傳感器6.2、變槳扭矩傳感器6.3通過(guò)有線方式將信號(hào)傳遞給塔頂測(cè)試柜，該塔頂測(cè)試柜處可設(shè)置連接于塔頂測(cè)試柜控制器的顯示裝置。
[0033]其中，安裝于塔頂?shù)乃敿铀俣葌鞲衅?.4，其信號(hào)輸出端接于塔頂測(cè)試柜3的塔頂測(cè)試柜主控模塊，諸如塔頂測(cè)試柜控制器，塔頂加速度傳感器通過(guò)有線方式將信號(hào)傳輸給塔頂測(cè)試柜，該塔頂測(cè)試柜處可設(shè)置連接于塔頂測(cè)試柜控制器的顯示裝置。
[0034]所述機(jī)艙測(cè)試柜I的機(jī)艙測(cè)試柜主控模塊連接于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)7，且機(jī)艙測(cè)試柜與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)通過(guò)有線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0035]所述機(jī)艙測(cè)試柜的機(jī)艙主控模塊通過(guò)風(fēng)電機(jī)組的以太網(wǎng)而接于主控室，通以太網(wǎng)將相關(guān)荷載參數(shù)輸送至風(fēng)電場(chǎng)工作人員所在的主控室內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0036]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于，其包括: 安裝于塔基的塔基應(yīng)變計(jì)，其信號(hào)輸出端接于塔底測(cè)試柜的塔底測(cè)試柜主控模塊； 安裝于塔頂?shù)乃攽?yīng)變計(jì)，其信號(hào)輸出端接于塔頂測(cè)試柜的塔頂測(cè)試柜主控模塊； 安裝于葉片的葉片應(yīng)變計(jì)，其信號(hào)輸出端接于輪轂測(cè)試柜的輪轂測(cè)試柜主控模塊； 安裝于主軸的主軸應(yīng)變計(jì)，其信號(hào)輸出端接于機(jī)艙測(cè)試柜的機(jī)艙測(cè)試柜主控模塊； 安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的氣象傳感器，其信號(hào)輸出端接于塔底測(cè)試柜的塔底測(cè)試柜主控 豐旲塊; 安裝于變槳的變槳速率傳感器、變槳扭矩傳感器，其信號(hào)輸出端接于塔頂測(cè)試柜的塔頂測(cè)試柜主控模塊；安裝于塔頂?shù)乃敿铀俣葌鞲衅鳎湫盘?hào)輸出端接于塔頂測(cè)試柜的塔頂測(cè)試柜主控模塊； 所述機(jī)艙測(cè)試柜的機(jī)艙測(cè)試柜主控模塊連接于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)； 所述機(jī)艙測(cè)試柜的機(jī)艙主控模塊通過(guò)風(fēng)電機(jī)組的以太網(wǎng)而接于主控室。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于，所述氣象傳感器連接于太陽(yáng)能光伏板供電模塊。
【文檔編號(hào)】F03D7/00GK205592074SQ201620396198
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】莊駿, 肖洋, 袁野
【申請(qǐng)人】上海中認(rèn)尚科新能源技術(shù)有限公司