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风电机组塔筒及塔基状态光纤监测分析系统

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风电机组塔筒及塔基状态光纤监测分析系统

  1.产品背景
  在风电场的设备管理中,风电机组的安全运行是设备管理中首要考虑的问题。由于风电机组地处野外,不能实现实时设备外观的检查,特别是对于存在地质隐患的区域,如泥石流、矿山开采、地震等自然灾害,目前现场无法实现进行事前预控。此外,风电机组的主要设备均运行在几十米高的塔架上方,在风速、重力、叶片扭力的作用下,风电塔筒的螺栓和焊缝能否承受住设计载荷,特别是在极端风速下实现挺稳定机及塔筒安全,均已成为风电行业所重视的课题。
  2.方案内容
  风电机组塔筒及塔基状态光纤监测系统主要有塔筒顶部传感器、底部传感器、光纤解调仪、光纤跳线分线盒等几部分组成,系统通过安装到风电塔筒上的传感器,定点采集塔筒的振动和倾斜、基础沉降以及塔筒应力等各项数据,并将数据传输到塔筒底部的光纤解调仪进行数据处理,解调仪通过CAN总线将处理后的数据送至主控系统。
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图 1:塔筒及塔基状态光纤监测系统图
  3.解决问题
  风电机组塔筒及塔基状态光纤监测系统通过对塔筒的振动、倾角等信号进行实时监测和分析,并结合偏航、风速、功率等风机运行工况,跟踪塔筒刚度变化和基础沉降,及时发现塔筒连接螺栓预紧力不足、塔筒刚度劣化、基础开裂、基础不均匀沉降、锚杆断裂等问题,指导塔筒检修和维护。
  4.比较优势
  风电机组塔筒及塔基状态光纤监测系统采用全光纤传感器,与传统电信号传感器相比,光纤传感器传数据达、损耗少,物理性稳定,不受电、磁干扰,在恶劣的环境中仍能正常使用,且正常使用寿命可达20-30年,弥补了一般电信号传感器需定期进行零点标定的缺点,安装方便,接口少。全光纤式风电机组在线监测系统主要优势如下:
  + 全光探测,不受电、磁干扰;
  + 稳定的长期测量,无零点漂移,无需重新校准;
  + 系统设备数量少、集成度高、通讯接口少、布置简单;
  + 实时性好;
  + 低成本,系统性价比高,生命周期长,后期维护量小;
  5.成功应用
  风电机组塔筒及塔基状态光纤监测系统由于其系统优越性和适用性,已在厦门等地的分点击组塔筒监测中得到成功安装和使用。
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