CN207570602U - 风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，包括：沉降传感器设在风机基础承台上；倾斜传感器设在风机塔筒内上部；压力传感器设在锚具上；湿度传感器设在风机基础承台底部；数据采集装置设在风机塔筒内，通过数据输入线路分别与各传感器电气连接，通过数据输出线路与终端计算机通信连接，能将各传感器的信号并转换为各传感器数据向终端计算机发送；终端计算机能接收数据采集装置发送的各传感器数据，对各传感器数据处理后确定风机塔架结构倾斜及基础结构状态，给出风机塔架结构倾斜及基础结构的监测结果。该系统能避免风机在运行过程中出现问题，节约人工成本，精确度更高，误差更小，使用更方便。

Description

风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及风机塔架监测领域，尤其涉及一种风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统。

背景技术

目前，国内风电装机容量越来越大，但因对风机塔架倾斜及基础结构情况仅通过人工定期检测，无法在线实时监测风机塔架倾斜及基础结构情况，也暴露出来越来越多的问题，每年都会出现风电场风机倒塔的情况，给风电场造成巨大的经济损失及安全隐患。

实用新型内容

基于现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，能在线实时监测风机塔架倾斜及基础结构情况，及时掌握并规避危险发生，以及时修改跟补救。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施方式提供一种风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，包括：

沉降传感器、倾斜传感器、压力传感器、湿度传感器、数据采集装置、数据输入线路、数据输出线路和终端计算机；其中，

所述沉降传感器设在风机基础承台上；

所述倾斜传感器设在风机塔筒内的上部；

所述压力传感器设在固定所述风机基础承台和风机塔筒的锚具上；

所述湿度传感器设在所述风机基础承台的底部；

所述数据采集装置设在所述风机塔筒内，通过所述数据输入线路分别与所述沉降传感器、倾斜传感器、温度传感器、压力传感器和湿度传感器电气连接，通过所述数据输出线路与所述终端计算机通信连接，能将获取的各传感器的信号转换处理为各传感器数据后向所述终端计算机发送；

所述终端计算机，设在所述风机塔筒外部的集控中心，能接收所述数据采集装置发送的各传感器数据，对各传感器数据处理后确定风机塔架结构倾斜及基础结构状态，给出所述风机塔架结构倾斜及基础结构的监测结果。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，其有益效果为：

通过在风机塔筒、风机基础承台和锚具分别设置沉降传感器、倾斜传感器、压力传感器、湿度传感器，并通过数据采集装置将各传感器信号转换后发给终端计算机，由终端计算机处理各传感器数据后确定风机塔架结构倾斜及基础结构的状态，实现了对风机塔架结构倾斜及基础结构的实时在线监测，能避免风机在运行过程中由定期人工测量易出问题的情况，又节约了人工成本，避免在定期人工测量间隔时间周期内的风机倾斜情况发生，同时该系统监测精确度更高，误差更小，使用更方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统示意图；

图2为本实用新型实施例提供的风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统俯视示意图；

图中：1-沉降传感器；2-倾斜传感器；3-温度传感器；4-压力传感器；5-湿度传感器；6-数据采集装置；7-数据输入线路；8-风机基础承台；9-数据输出线路；10-终端计算机；11-风机塔筒；12-锚具。

具体实施方式

下面结合本实用新型的具体内容，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图1、2所示，本实用新型实施例提供一种风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，是一种能实时在线监测风机塔架结构倾斜及基础结构状态的在线监测系统，改善了风机在运行过程中监控方式，相比现有的定期人工巡检方式，能第一时间规避危险发生的诱导因素，发现问题便于及时修改与补救，该系统包括：

沉降传感器、倾斜传感器、压力传感器、湿度传感器、数据采集装置、数据输入线路、数据输出线路和终端计算机；其中，

所述沉降传感器设在风机基础承台上；

所述倾斜传感器设在风机塔筒内的上部；

所述压力传感器设在固定所述风机基础承台和风机塔筒的锚具上；

所述湿度传感器设在所述风机基础承台的底部；

所述数据采集装置设在所述风机塔筒内，通过所述数据输入线路分别与所述沉降传感器、倾斜传感器、温度传感器、压力传感器和湿度传感器电气连接，通过所述数据输出线路与所述终端计算机通信连接，能将获取的各传感器的信号转换处理为各传感器数据后向所述终端计算机发送；

所述终端计算机，设在所述风机塔筒外部的集控中心，能接收所述数据采集装置发送的各传感器数据，对各传感器数据处理后确定风机塔架结构倾斜及基础结构状态，给出所述风机塔架结构倾斜及基础结构的监测结果。

上述在线监测系统还包括：温度传感器，设在所述风机塔筒内的电器设备处，通过所述数据输入线路与所述数据采集装置连接；

所述数据采集装置，能通过所述温度传感器获取所述风机塔筒内的温度信号并转换为温度数据后发送给所述终端计算机，所述终端计算机在判断所述温度数据达到火警报警值时，发出火警报警信息。

上述在线监测系统中，沉降传感器为2～3个，均匀分布设在所述风机基础承台的顶面上，这种数量和布置方式的沉降传感器，能更准确的监测风机基础承台的倾斜、沉降状态。

上述在线监测系统中，相邻两个所述沉降传感器在所述风机基础承台的顶面上的夹角为：90度夹角或120度夹角。

上述在线监测系统中，压力传感器为多个，固定所述风机基础承台和风机塔筒的每个锚具上至少设置一个压力传感器。优选的，每个压力传感器均设在构成每个锚具的锚栓与锚索的连接处，能更准确的监测每个锚具承受的预应力。

上述在线监测系统中，数据输入线路设有1～2个连接其他监控传感器的预留通道。优选的，数据输入线路和数据输出线路均采用通信光缆。

下面对本实用新型实施例具体作进一步地详细描述。

本实施例的风机塔架倾斜及基础结构在线监测系统，是一种在风机正常运行过程中能实施监控风机塔筒倾斜的系统，能避免风机在运行过程中由定期人工测量易出问题的情况，节约了人工成本，同时做到了实时监控，避免了在定期人工测量间隔时间周期内的风机倾斜情况发生，同时该系统监测精确度更高，误差更小。

上述监测系统，风机塔筒内的上部(接近顶部位置)设置倾斜传感器，倾斜传感器可采用倾角传感器或者激光投影装置。也可采用陀螺仪等能测倾斜角的高精密装置。

上述监测系统，通过在由锚栓和锚索构成的锚具受力部位设置压力传感器，能在风机长期运行过程中能监测连接塔筒的锚栓和锚索的预应力损失，压力传感器实时监控锚栓和锚索内部的预应力情况，数据信息经过数据采集装置处理后传递至集控中心的终端计算机，一同完成风机运行监测的情况。压力传感器同样可以避免人员定期对风机连接部位的锚栓和锚索进行定期的检修，同时可以实施监测锚索的预应力情况，以及锚具结构部分是否发生断裂的情况，避免了风机因连接部件松弛后发生的倒塔情况。在风机基础与塔筒连接法兰位置的锚栓和锚索连接处均布4～10个压力传感器，具体均匀布置在锚栓和锚索连接件下面。

上述监测系统，可以检测风机基础沉降状态，沉降检测采用2～3个沉降传感器均布安装在风机基础承台上，各沉降传感器之间相互成90度夹角或者120度夹角。沉降传感器这样设置，可避免风机基础在运行过程中循环的动荷载对风机基础的扰动影响。传统的风机在运行的过程中需要前期每3个月进行一次风机基础沉降观测，后期运行周期范围内每年均需要进行风机基础沉降观测。采用在线监测系统的方式可以实施监测风机运行过程中遇到极端风速、瞬时大风、洪水冲刷等情况下基础的沉降和倾斜情况，避免了风机在不均匀沉降后偏心运行、及倒塔的情况。

上述监测系统，通过在风机塔筒内的电器设备处设置温度传感器，可以检测风机塔筒内部温度，实时监控风机塔筒内部电气设备的温度，如塔筒内部电气设备在满负荷运行过程中冷却系统出问题发生温度过高或者火灾情况时，第一时间报警停机进行补救措施。

上述监测系统，通过在风机基础承台的底部设置湿度传感器，可以检测风机基础底部土壤的结构的含水率变化。风机基础底部土壤结构影响整个风机安全运行，如果土壤结构内部地下水的变化影响土壤含水率，造成的土壤结构变化会影响风机安全运行，在线监测系统可以在土壤含水率变化超出设定范围后第一时间报警，对风机进行停机，做相应的处理。

上述监测系统中，数据输入线路还预留1-2个预留通道，能方便连接以增加其他的实时监控传感器。优选的，数据输入线路和数据输出线路均可采用通信光缆，优选可采用风机系统为风电预留的通信光缆进行数据传输。

上述监测系统中，通过终端计算机内运行的控制软件系统，接收数据采集装置发送的各传感器数据，对各传感器数据处理后确定风机塔架结构倾斜及基础结构状态，给出所述风机塔架结构倾斜及基础结构的监测结果。

上述监测系统，通过设置沉降传感器、倾斜传感器、温度传感器、压力传感器和湿度传感器，实现对风机塔架倾斜及基础结构从物理位移、倾斜角度、压力、温度、湿度获取输出信号，由数据采集装置进行放大，滤波，模数转换，数字化后输出，实现数据可存储、转移与传输至终端计算机进行处理。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，其特征在于，包括：

沉降传感器、倾斜传感器、压力传感器、湿度传感器、数据采集装置、数据输入线路、数据输出线路和终端计算机；其中，

所述沉降传感器设在风机基础承台上；

所述倾斜传感器设在风机塔筒内的上部；

所述压力传感器设在固定所述风机基础承台和风机塔筒的锚具上；

所述湿度传感器设在所述风机基础承台的底部；

所述数据采集装置设在所述风机塔筒内，通过所述数据输入线路分别与所述沉降传感器、倾斜传感器、温度传感器、压力传感器和湿度传感器电气连接，通过所述数据输出线路与所述终端计算机通信连接，能将获取的各传感器的信号转换处理为各传感器数据后向所述终端计算机发送；

所述终端计算机，设在所述风机塔筒外部的集控中心，能接收所述数据采集装置发送的各传感器数据，对各传感器数据处理后确定风机塔架结构倾斜及基础结构状态，给出所述风机塔架结构倾斜及基础结构的监测结果。

2.根据权利要求1所述的风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，其特征在于，还包括：温度传感器，设在所述风机塔筒内的电器设备处，通过所述数据输入线路与所述数据采集装置连接；

所述数据采集装置，能通过所述温度传感器获取所述风机塔筒内的温度信号并转换为温度数据后发送给所述终端计算机，所述终端计算机在判断所述温度数据达到火警报警值时，发出火警报警信息。

3.根据权利要求1或2所述的风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，其特征在于，所述沉降传感器为2～3个，均匀分布设在所述风机基础承台的顶面上。

4.根据权利要求2所述的风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，其特征在于，相邻两个所述沉降传感器在所述风机基础承台的顶面上的夹角为：90度夹角或120度夹角。

5.根据权利要求1或2所述的风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，其特征在于，所述压力传感器为多个，固定所述风机基础承台和风机塔筒的每个锚具上至少设置一个压力传感器。

6.根据权利要求5所述的风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，其特征在于，每个压力传感器均设在构成每个锚具的锚栓与锚索的连接处。

7.根据权利要求1所述的风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，其特征在于，所述数据输入线路设有1～2个连接其他监控传感器的预留通道。

8.根据权利要求1或7所述的风机塔架结构倾斜及基础结构在线监测系统，其特征在于，所述数据输入线路和数据输出线路均采用通信光缆。