CN108708833A - 一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法，包括以下步骤：a)通过非接触式电感传感器实时产生的脉冲信号，采集螺栓的断裂信息；b)分析处螺栓的断裂状态，所述断裂状态的参数包括螺栓断裂的个数及螺栓断裂的准确位置；c)将分析得到的螺栓断裂状态参数传输到主控系统，当发现桨叶出现螺栓断裂，则机组进行告警并停机，以进行螺栓的更换。以及提供一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统。本发明及时发现风电机组桨叶叶根螺栓的断裂，并解放现场运维人员的工作量。
Description
技术领域
本发明属于风电领域，涉及一种风电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法及系统
背景技术
随着风电市场发展的进一步深入，风电机组在向高塔架和长桨叶的趋势发展。当前，国内部分风场已经装配了风轮直径140m的长桨叶，并进一步向150米，160米的趋势发展。随着桨叶长度的越来越长，对桨叶安全的关注越来越高，桨叶安全对机组整体的安全性的影响越来越大。当前，部分厂家的桨叶叶根螺栓已经发生了不规律性螺栓头断裂。目前对于螺栓断裂的检查主要在于人工的定检，这给现场运维人员增加了大量的工作量，同时对螺栓的检测是定期检查，不能及时的发现螺栓的断裂。
发明内容
为了及时发现风电机组桨叶叶根螺栓的断裂，并解放现场运维人员的工作量，本发明提供一种风电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法，所述实时监控方法包括以下步骤：
a)通过非接触式电感传感器实时产生的脉冲信号，采集螺栓的断裂信息；
b)分析螺栓的断裂状态，所述断裂状态的参数包括螺栓断裂的个数及螺栓断裂的准确位置；
c)轮毂侧控制模块将分析得到的螺栓断裂状态参数传输到主控系统，当发现桨叶出现螺栓断裂，则机组进行告警并停机，以进行螺栓的更换。
进一步，所述步骤b)中，通过以下逻辑来对螺栓断裂状态的分析，以单个非接触式传感器为例：
1)非接触式传感器初始安装时远离螺栓头，并标记非接触式传感器右侧的第一个螺栓为1#螺栓，以此类推，一共根螺栓，N为单片桨叶螺栓总个数；
2)当桨叶变桨时，叶根螺栓扫过非接触式传感器时，轮毂侧控制模块对非接触式传感器产生的脉冲进行累计计数，计数从初始位置的0开始；
3)桨叶按顺时针变桨，脉冲数进行累加，逆时针变桨时，脉冲数累减；
4)如果脉冲累计数k-1和k之间的时间间隔大于则第k个螺栓发生螺栓头断裂，α为断裂系数，ω为变桨速率；如果在单片桨叶变桨过程中发生多个螺栓断裂，计当前的断裂个数为i，当前检测到的脉冲累计数为n，则第n±(i-1)颗螺栓发生断裂，顺时针取+，逆时针取-。
再进一步，所述步骤b)中，通过安装于风电机组轮毂侧的控制模块，对脉冲信号进行处理。
所述步骤a)中，单片桨叶叶根法兰面上均匀分布4个非接触式传感器，机组桨叶实时变桨过程中，桨叶叶根螺栓依次扫过非接触式传感器，传感器产生脉冲信号。
所述方法能够实时监测每片桨叶叶根螺栓断裂的个数，并准确定位螺栓断裂的具体位置。
一种风电机组桨叶叶根螺栓断裂在线监控系统，所述系统包括：
非接触式传感器，用于产生脉冲信号，采集螺栓的断裂信息；
控制模块，用于对脉冲信号进行处理，分析当前桨叶叶根螺栓的断裂状态，所述断裂状态的参数包括螺栓断裂的个数及螺栓断裂的准确位置；
主控系统，用于传输变桨信息(变桨方向)以及接收控制模块传输过来的桨叶叶根螺栓断裂状态参数，当发现桨叶出现螺栓断裂，则机组进行报警并停机，以进行螺栓的更换。
进一步，所述非接触式传感器固定于轮毂上，单片桨叶叶根法兰面上均匀分布4个非接触式传感器。
再进一步，所述控制模块位于轮毂侧变桨控制柜中，与主控系统以通讯的方式实现数据传输。
所述主控系统位于机舱控制柜中。
本发明的有益效果主要表现在实现了风电机组桨叶叶根螺栓的断裂监测，同时能将准确定位螺栓断裂的位置，能够及时将螺栓断裂信息反馈给主控系统，以便现场运维人员及时发现，并及时进行跟换保障机组安全。
附图说明
图1是一种桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统示意图。
图2是单个非接触式传感器安装示意图。
图3是螺栓断裂监控分析控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
参照图1-图3，一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法，所述实时监控方法包括以下步骤：
a)通过非接触式电感传感器实时产生的脉冲信号，采集螺栓的断裂信息；
b)分析处螺栓的断裂状态，所述断裂状态的参数包括螺栓断裂的个数及螺栓断裂的准确位置；
c)轮毂侧控制模块将分析得到的螺栓断裂状态参数传输到主控系统，当发现桨叶出现螺栓断裂，则机组进行告警并停机，以进行螺栓的更换。
进一步，所述步骤b)中，通过以下逻辑来对螺栓断裂状态的分析，以单个非接触式传感器为例：
1)非接触式传感器初始安装时远离螺栓头，并标记非接触式传感器右侧的第一个螺栓为1#螺栓，以此类推，一共根螺栓，N为单片桨叶螺栓总个数；
2)当桨叶变桨时，叶根螺栓扫过非接触式传感器时，轮毂侧控制模块对非接触式传感器产生的脉冲进行累计计数，计数从初始位置的0开始；
3)桨叶按顺时针变桨，脉冲数进行累加，逆时针变桨时，脉冲数累减；
4)如果脉冲累计数k-1和k之间的时间间隔大于则第k个螺栓发生螺栓头断裂，α为断裂系数，ω为变桨速率；如果在单片桨叶变桨过程中发生多个螺栓断裂，计当前的断裂个数为i，当前检测到的脉冲累计数为n，则第n±(i-1)颗螺栓发生断裂；表达式n±(i-1)中，顺时针取+，逆时针取-。
再进一步，所述步骤b)中，通过安装于风电机组轮毂侧的控制模块，对脉冲信号进行处理。
所述步骤a)中，单片桨叶叶根法兰面上均匀分布4个非接触式传感器，机组桨叶实时变桨过程中，桨叶叶根螺栓依次扫过非接触式传感器，传感器产生脉冲信号。
所述方法能够实时监测每片桨叶叶根螺栓断裂的个数，并准确定位螺栓断裂的具体位置。
一种风电机组桨叶叶根螺栓断裂在线监控系统，所述系统包括：
非接触式传感器，用于产生脉冲信号，采集螺栓的断裂信息；
控制模块，用于对脉冲信号进行处理，分析当前桨叶叶根螺栓的断裂状态，所述断裂状态的参数包括螺栓断裂的个数及螺栓断裂的准确位置；
主控系统，用于传输变桨信息(变桨方向)以及接收控制模块传输过来的桨叶叶根螺栓断裂状态参数，当发现桨叶出现螺栓断裂，则机组进行报警并停机，以进行螺栓的更换。
本实施例一种风点机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控系统如图1所示。主要包括电感式传感器11、控制模块13、主控模块14，图中12为变桨控制柜。所述控制模块接受电感式传感器传输的脉冲信号，对脉冲信号进行处理，分析当前螺栓的断裂状态，并传输到主控模块，主控模块进行报警及停机保护。
图2为单个非接触式传感器的安装示意图。图中21非接触式传感器，22是桨叶叶根螺栓头，23为传感器安装支架。支架安装于轮毂上，保证传感器与螺栓头之间的距离保持在k mm，k值依据传感器探测范围而定。
图3是螺栓断裂监控分析控制流程图。非接触式传感器初始安装时远离螺栓头，并标记非接触式传感器右侧的第一个螺栓为1#螺栓，以此类推，一共根螺栓(N为单片桨叶螺栓总个数)。当桨叶变桨时，叶根螺栓扫过非接触式传感器时，轮毂侧控制模块对非接触式传感器产生的脉冲进行累计计数，计数从初始位置的0开始。桨叶按顺时针变桨，脉冲数进行累加，逆时针变桨时，脉冲数累减。如果脉冲累计数k-1和k之间的时间间隔大于则第k个螺栓发生螺栓头断裂(初次断裂，)，α为断裂系数，ω为变桨速率；如果在单片桨叶变桨过程中发生多个螺栓断裂，计当前的断裂个数为i，当前检测到的脉冲累计数为则第n±(i-1)颗螺栓发生断裂(顺时针取+，逆时针取-)。当发生螺栓断裂，主控系统将发出报警信息，并对机组进行停机报告。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，单片桨叶的非接触式传感器的个数也不限于4个。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修订，或者对其中部分技术特性进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修订、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法，其特征在于，所述监控方法包括以下步骤：
a)通过非接触式电感传感器实时产生的脉冲信号，采集螺栓的断裂信息；
b)分析处螺栓的断裂状态，所述断裂状态的参数包括螺栓断裂的个数及螺栓断裂的准确位置；
c)将分析得到的螺栓断裂状态参数传输到主控系统，当发现桨叶出现螺栓断裂，则机组进行告警并停机，以进行螺栓的更换。
2.如权利要求1所述的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法，其特征在于，所述步骤b)中，通过以下逻辑来对螺栓断裂状态的分析：
1)非接触式传感器初始安装时远离螺栓头，并标记非接触式传感器右侧的第一个螺栓为1#螺栓，以此类推，一共根螺栓，N为单片桨叶螺栓总个数；
2)当桨叶变桨时，叶根螺栓扫过非接触式传感器时，轮毂侧控制模块对非接触式传感器产生的脉冲进行累计计数，计数从初始位置的0开始；
3)桨叶按顺时针变桨，脉冲数进行累加，逆时针变桨时，脉冲数累减；
4)如果脉冲累计数k-1和k之间的时间间隔大于则第k个螺栓发生螺栓头断裂，α为断裂系数，ω为变桨速率；如果在单片桨叶变桨过程中发生多个螺栓断裂，计当前的断裂个数为i，当前检测到的脉冲累计数为n，则第n±(i-1)颗螺栓发生断裂，顺时针取+，逆时针取-。
3.如权利要求1或2所述的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法，其特征在于，所述步骤b)中，通过安装于风电机组轮毂侧的控制模块，对脉冲信号进行处理。
4.如权利要求1或2所述的一种风力发电机组桨叶叶根螺栓断裂实时监控方法，其特征在于，所述步骤a)中，单片桨叶叶根法兰面上均匀分布4个非接触式传感器，机组桨叶实时变桨过程中，桨叶叶根螺栓依次扫过非接触式传感器，传感器产生脉冲信号。
5.一种如权利要求1的风电机组桨叶叶根螺栓断裂在线监控方法所实现的系统，其特征在于，所述系统包括：
非接触式传感器，用于产生脉冲信号，采集螺栓的断裂信息；
控制模块，用于对脉冲信号进行处理，分析当前桨叶叶根螺栓的断裂状态，所述断裂状态的参数包括螺栓断裂的个数及螺栓断裂的准确位置；
主控系统，用于传输变桨信息以及接收控制模块传输过来的桨叶叶根螺栓断裂状态参数，当发现桨叶出现螺栓断裂，则机组进行报警并停机，以进行螺栓的更换。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述非接触式传感器固定于轮毂上，单片桨叶叶根法兰面上均匀分布4个非接触式传感器。
7.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述控制模块位于轮毂侧变桨控制柜中，与主控系统以通讯的方式实现数据传输。
8.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述主控系统位于机舱控制柜中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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