CN110514179A - 一种测量风电机组塔筒倾斜度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量风电机组塔筒倾斜度的方法，包括水平测量工具（水平尺、水平仪、水准仪等）、塔筒各段连接法兰、通过法兰面的偏差计算塔筒倾斜度的方法。风电装机规模不断增加，塔筒做为风电机组的关键部件，不仅承担了机舱和叶轮的重力载荷，还承受叶轮轴向推力和径向扭力等复杂交变载荷，当倾斜度超过基础安全载荷时，将会发生倒塔的灾难性后果。本发明可以用低成本实现高精度测量，精度可达tan=0.00005，与其他常用测量方法相比，可提高三个数量级，更能直观测量出塔筒倾斜度的变化趋势，便于及早采取防范措施。适用性更广泛，不仅适用用平原、山地风电场，也适用于海上风电场。

Description

一种测量风电机组塔筒倾斜度方法

技术领域

本发明涉及风电机组塔筒倾斜度测量方法，尤其涉及高精度测量和风电机组安装后倾斜度累计测量。

背景技术

风电装机规模不断增加，塔筒做为风电机组的关键部件，不仅承担了机舱和叶轮的重力载荷，还承受叶轮轴向推力和径向扭力等复杂交变载荷，在整个风电机组运行过程中发挥重要作用。安装工艺、制造误差、基础沉降，塔筒局部变形等因素导致塔筒会发生倾斜，当倾斜度超过基础安全载荷时，将会发生倒塔的灾难性后果。因此需要定期开展测量塔筒倾斜度工作。

目前，测量风电机组塔筒倾斜度的主要方法有经纬仪投影法、倾角传感器、GPS测量等。经纬仪投影法测量需要良好的地理环境，地势平坦，无障碍物，对于海上风电和山地风电不适用。倾角传感器测量法精度较低，主流倾角传感器精度0.05°，tan =0.05，使用本发明测量方法，在同等成本下，精度高达tan=0.00005，提高三个数量级。GPS测量成本较高，且需要观测基准点，海上风电不能适用。

现有测量方法多为相对倾斜测量，在安装测量装置后，只能测量出安装时间点后塔筒和基础发生形变产生的倾斜。

发明内容

本发明提供一种风电机组塔筒倾斜度测量方法，可有效解决海上风电、山地风电塔筒倾斜度低成本高精度测量无法开展的问题，精度可达tan=0.00005。

本发明提供的测量方法为绝对倾斜度测量，可测量从风电机组安装到目前累计倾斜度，消除了其他测量方法的测量盲区。

本发明提供一种低成本、高精度测量塔筒倾斜度的方法，包括用于测量塔筒各连接法兰平整度的水平尺（或水准仪、水平仪），测量部位为塔筒各段法兰盘，各法兰圆心所在水平面与法兰面X轴垂直偏差∆x，各法兰圆心所在水平面与法兰面Y轴垂直偏差∆y。

本发明还涉及一种塔筒倾斜度的计算方法，塔筒的倾斜度，R为所测量法兰盘直径。根据法兰所在高度计算出法兰所在平面圆心与塔筒底部圆心的偏差∆X、∆Y，再计算出∆z。

具体计算方法，根据塔筒法兰平面与水平面的夹角，等于法兰中心垂线与底部圆心垂线的夹角，可计算出法兰中心在塔筒底部X、Y轴的偏差

其中h为法兰处高度，R为法兰内直径

塔筒法兰的整体偏差：

法兰所在平面倾斜度：

最上层法兰与机舱的距离在2米左右，可以用上层法兰倾斜度代表风电机组整体的倾斜度。

本发明的效益在于，以低成本（一千元内）实现高精度测量风电塔筒倾斜度，测量步骤简洁，使用测量工具较少，计算过程严谨，降低了系统误差。进而可尽早发现塔筒倾斜变化趋势，为采取防范措施提供可靠依据。

本发明在塔筒内即可完成测量，与塔筒外的测量方法相比，适用性更广泛，不仅适用用平原、山地风电场，也适用于海上风电场。钢制塔筒和混凝土、钢板混合塔筒皆可适用。

附图说明

本发明的优点和精神还可通过以下图示进一步理解。

图1所示为本发明法兰处水平尺放置位置示意图；

图2所示为本发明塔筒倾斜度计算原理示意图。

Claims (5)

1.一种测量风电机组塔筒倾斜度的方法，包括测量工具水平尺（或水准仪、水平仪）、测量点为风电机组塔筒各法兰、通过法兰面倾斜计算塔筒倾斜度的方法。

2.如权利要求1所述的测量工具水平尺，其特征在于通过气泡或电子设备来测量平面倾斜度。

3.如权利要求1所述的风电机组塔筒各法兰，其特征在于，全钢塔筒的各段连接法兰，以及混凝土、钢板混合塔筒的各段连接法兰。

4.如权利要求1所述的塔筒倾斜度计算方法，其特征在于，通过法兰所在平面与水平面的夹角计算出法兰圆心在塔筒底部投影与塔基圆心的偏差,有两个垂直方向的偏差、，计算出塔筒的整体偏差，最终计算出倾斜度。

5.以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制，其依然可以对前述所实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。