[实用新型]一种风力发电机叶片与塔筒状态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，特别是涉及一种风力发电机叶片与塔筒状态监测系统。

背景技术

随着风力发电机技术的快速发展，机组单机容量也越来越大，陆上风机已经达到6MW，海上在研风机已经达12MW。单机容量的增大导致关键部件也越来越昂贵。为了对这些关键部件进行更好的维护，需要改变以往的定时维护为预知性维护，这就需要对这些部件进行实时状态监测。另外这些大机组往往安装在沿海或海上，需要提前做好维护计划。目前大部分机组已经安装了振动在线监测系统对主轴承、齿轮箱、发电机等传动链进行监测，但却忽略了风机的两个核心大部件，即叶片和塔筒。

叶片在运行过程中会发生裂纹、裂缝、覆冰、气动不平衡等故障，塔筒螺栓也会有松动、断裂故障，这些故障不仅对叶片和塔筒自身产生影响，而且影响机组的其他部件。如叶片气动不平衡不但会增加叶片的载荷也会增加整机的振动，同时也增加传动链的振动；塔筒螺栓如果松动或者断裂则直接影响机组的安全性，此时若有突发大风机组甚至可能倒塌。

因此，叶片与塔筒的状态需要进行实时监测，以便及时发现叶片与塔筒存在的潜在问题，提醒维护人员及时进行维护、检修。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种实时监测、自动报警的风力发电机叶片与塔筒状态监测系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种风力发电机叶片与塔筒状态监测系统，包括：安装于风机叶片上的传感器及安装于机舱或塔筒上的传感器；数据采集系统，安装在机舱上，与所述传感器连接；风场监控服务器，通过网络与所述数据采集系统连接。

进一步地，所述安装于风机叶片上的传感器安装在风机叶片内部距离叶尖三分之一处，安装于机舱或塔筒上的传感器具体安装在前机舱底架处或塔筒顶部。

进一步地，所述每处安装于风机叶片上的传感器以及每处安装于机舱或塔筒上的传感器为双向传感器或两个单向传感器。

进一步地，所述传感器为超低频加速度传感器或应变片传感器。

进一步地，所述安装于风机叶片上的传感器的信号线通过设置在轮毂处的集线盒汇合后统一连接至风机的滑环装置，并由滑环装置连接至所述数据采集系统；

进一步地，所述数据采集系统通过网络连接至位于塔筒的塔底控制柜中，塔底控制柜通过风场的环网交换机和核心交换机与所述风场监控服务器连接。

进一步地，还包括远程监控器，所述远程监控器与风场监控服务器之间安装有路由器和防火墙。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型通过连续采集叶片及机舱在运行过程中的振动信号，并通过对数据进行实时分析，可监控叶片与塔筒的振动状况，及时发现叶片与塔筒存在的潜在问题，弥补了行业内目前对叶片与塔筒状态监测的空白。此外，由于设置了报警装置，当叶片质量不平衡、覆冰、开裂、气动不平衡、叶片不可见裂纹、塔筒螺栓松动等故障发生时，系统能根据设计的报警信息进行自动报警。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的叶片与塔筒状态监测系统总示意图。

图2是本实用新型的叶片与塔筒状态监测系统数据处理流程示意图。

图3是风电机组的桨角、方位角及坐标系示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型的一种叶片与塔筒状态监测系统，包括安装于风机叶片2上的传感器1及安装于机舱或塔筒11上的传感器10；数据采集系统9，安装在机舱上，与所述传感器1和10连接；风场监控服务器，通过网络与所述数据采集系统9连接。

其中，每处安装于风机叶片2上的传感器1，以及每处安装于机舱或塔筒11上的传感器10为双向传感器或两个单向传感器。所述传感器为超低频加速度传感器或应变片传感器。