EP2625130B1

EP2625130B1 - Verfahren zum austauschen eines transformators einer windenergieanlage

Info

Publication number: EP2625130B1
Application number: EP11764201.7A
Authority: EP
Inventors: Ewald Meyer; Arnim Gerbers
Original assignee: Wobben Properties GmbH
Current assignee: Wobben Properties GmbH
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2031-10-04
Also published as: SI2625130T1; TW201233898A; PT2625130T; HUE028872T2; JP5686902B2; JP2013543075A; CA2811114A1; RS55059B1; CY1117903T1; TWI461604B; DK2625130T3; ZA201301959B; MX2013003231A; CL2013000897A1; US9027975B2; US20130259633A1; ME02435B; AU2011311656B2; KR20130075778A; RU2013120279A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austauschen eines Transformators einer Windenergieanlage.
Bei modernen Windenergieanlagen sind Transformatoren typischerweise im unteren Bereich des Turms einer Windenergieanlage vorgesehen. Die Transformatoren können dazu verwendet werden, eine Ausgangsspannung eines Leistungsschrankes einer Windenergieanlage auf eine Spannung zu transformieren, welche für ein elektrisches Netzwerk benötigt wird, an welches die Windenergieanlage angeschlossen ist.
Die Transformatoren weisen typischerweise lediglich eine begrenzte Lebensdauer auf, so dass es während der Lebensdauer der Windenergieanlage vorkommen kann, dass ein Transformator ausgetauscht werden muss. Bislang waren zum Austauschen der Transformatoren spezielle Mobilkräne mit Schwerlastspitzen benötigt. Hierbei kann ein Kranausleger durch eine Türöffnung in den Turm der Windenergieanlage hineingefahren werden, um den Trafo anzuschlagen und herauszuheben. Da die Abmessungen der Türöffnungen begrenzt sind, wird ein Kranausleger mit einer Schwerlastspitze benötigt.
Als allgemeiner Stand der Technik wird auf die FR 2 843 952 verwiesen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Austauschen eines Transformators einer Windenergieanlage vorzusehen, bei welchem kein Spezialkran benötigt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Austauschen eines Transformators einer Windenergieanlage gemäß Anspruch 1 gelöst.
Somit wird ein Verfahren zum Austauschen eines Generators einer Windenergieanlage vorgesehen. Der Generator ist dabei im Inneren eines Turms einer Windenergieanlage vorgesehen und der Turm weist eine Türöffnung auf. Eine Tauschtraverse wird über einen ersten Anschlagpunkt an einem Kranhaken eines mobilen Krans befestigt. Ein erstes Ende der Tauschtraverse wird mit einem zweiten Anschlagpunkt durch die Türöffnung in den Turm eingeführt. Der auszutauschende Transformator wird an dem zweiten Anschlagpunkt des ersten Endes befestigt. Ein Ausgleichsgewicht wird an dem zweiten Anschlagpunkt an dem zweiten Ende der Tauschtraverse befestigt. Das Gewicht des Ausgleichsgewichts kann optional im Wesentlichen dem Gewicht des auszutauschenden Transformators entsprechen. Das zweite Ende der Tauschtraverse wird gekippt bzw. geneigt, bis der Transformator sich auf der Höhe der Türöffnung befindet, und der Kranhaken wird bewegt, bis der auszutauschende Transformator sich außerhalb der Türöffnung befindet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein neuer Transformator, der den alten Transformator ersetzen soll, als Ausgleichsgewicht vorgesehen und die Tauschtraverse wird um 180° gedreht, und der neue Transformator an dem zweiten Anschlagpunkt am zweiten Ende der Tauschtraverse wird in die Türöffnung geführt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der neue Transformator in die Betriebsposition abgesenkt, indem das erste Ende der Tauschtraverse angehoben bzw. die Traverse gekippt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein erster und zweiter Flaschenzug jeweils mit dem ersten Anschlagpunkt und dem zweiten Ende der Tauschtraverse verbunden werden, wobei dann mittels des zweiten Flaschenzuges das zweite Ende hoch oder runter bewegt wird, so dass die Tauschtraverse gekippt bzw. geneigt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein weiterer erster Anschlagpunkt für die Tauschtraverse vorgesehen. Während der erste Anschlagpunkt im Schwerpunkt der Tauschtraverse vorgesehen ist, ist der weitere erste Anschlagpunkt außerhalb des Schwerpunktes vorgesehen, so dass auch unterschiedlich schwere Lasten an dem ersten und zweiten Ende der Tauschtraverse gehandhabt werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Tauschtraverse zur Verwendung in einem Verfahren zum Austauschen des Transformators. Die Tauschtraverse weist einen länglichen Körper, einen ersten Anschlagpunkt zur Aufnahme eines Kranhakens eines Krans und jeweils einen zweiten Anschlagpunkt an dem ersten und zweiten Ende der Tauschtraverse jeweils zur Aufnahme eines auszutauschenden Transformators und eines Ausgleichsgewichts auf. Der erste Anschlagpunkt befindet sich im Wesentlichen im Schwerpunkt der Tauschtraverse.
Die Erfindung betrifft den Gedanken, ein Verfahren zum Austauschen eines Transformators einer Windenergieanlage vorzusehen, wobei eine Traverse mit einem ersten Anschlagspunkt zum Anschlagen eines Kranhakens eines Krans sowie zwei weitere Anschlagpunkte vorgesehen werden, an welchen der auszutauschende Transformator sowie ein Ausgleichsgewicht angeschlagen werden können. Zum Austauschen des auszutauschenden defekten Transformators wird ein Ende der Traverse in die Türöffnung eines Turms der Windenergieanlage eingeführt und der auszutauschende Transformator wird an dem Anschlagpunkt angeschlagen. Das zweite Ende der Traverse ragt dann aus dem Turm heraus und an den zweiten Anschlagpunkt kann ein Ausgleichsgewicht wie beispielsweise der neue Transformator angeschlagen werden. Wenn das Ausgleichsgewicht im Wesentlichen das gleiche Gewicht wie der auszutauschende Generator aufweist, dann wird die Traverse im Wesentlichen im Gleichgewicht gehalten und der auszutauschende Transformator kann aus der Türöffnung herausgehoben werden. Optional kann das Ausgleichsgewicht als der neue Transformator ausgestaltet sein, so dass die Traverse lediglich um 180° gedreht werden muss und der neue Transformator durch die Türöffnung eingeführt werden kann. Wenn dann der ausgetauschte Transformator angehoben wird, dann kann erreicht werden, dass die Traverse gekippt wird und der neue Transformator kann an seine Position transportiert werden.
Optional kann die Tauschtraverse mit einem weiteren ersten Anschlagpunkt vorgesehen sein, so dass der Kranhaken an dem weiteren ersten Anschlagpunkt gekoppelt werden kann. Dieser weitere erste Anschlagpunkt ist dann nicht in dem Schwerpunkt der Tauschtraverse vorgesehen, so dass auch Ausgleichsgewichte verwendet werden können, welche nicht dem Gewicht des auszutauschenden Transformators entsprechen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der neue Transformator leichter oder schwerer ist als der auszutauschende Transformator.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1: zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage und einer Traverse beim Austausch eines Transformators der Windenergieanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2: zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Traverse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 und 4: zeigen verschiedene Ansichten eines Anschlagpunktes der Traverse von Fig. 2, und
Fig. 5: zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Traverse gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage mit einem Kran zum Austauschen eines Transformators der Windenergieanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Windenergieanlage 100 weist eine Gondel 110, einen Rotor 120 mit mehreren Rotorblättern 130 sowie einen Turm 140 mit einer Türöffnung 150 auf. Im unteren Bereich des Turms 140 ist ein Transformator 200 vorgesehen. In Fig. 1 ist ebenfalls ein Kran 500 gezeigt, an dessen Kranhaken 510 eine Tauschtraverse 300 angeschlagen ist.
Die Tauschtraverse 300 weist einen ersten Anschlagpunkt 310 zur Aufnahme eines Kranhakens 510 des Krans 500 sowie zwei zweite Anschlagpunkte 320 an dem ersten und zweiten Ende 321, 322 der Traverse 300 auf. Die zweiten Anschlagpunkte 320 dienen zur Aufnahme eines auszutauschenden Transformators 200 sowie eines Ausgleichsgewicht 400.
Wenn der Transformator 200 der Windenergieanlage 100 defekt ist, dann wird die Tauschtraverse 300 mit dem ersten Anschlagspunkt 310 an einem Kranhaken 510 befestigt und ein erstes Ende 321 der Tauschtraverse 300 mit einem zweiten Anschlagpunkt 320 wird durch die Türöffnung 150 hindurch eingeführt. Anschließend kann der Transformator 200 an einem zweiten Anschlagpunkt 320 des ersten Endes 321 befestigt werden. An dem anderen zweiten Anschlagpunkt 320 am zweiten Ende 322 kann ein Ausgleichsgewicht 400 befestigt werden. Vorzugsweise entspricht das Gewicht des Ausgleichsgewichtes 400 im Wesentlichen dem Gewicht des auszutauschenden Transformators 200. Optional kann der neue Transformator als Ausgleichsgewicht 400 verwendet werden. Wenn der Transformator 200 unterhalb der Türöffnung 150 vorgesehen ist, kann das erste Ende 321 der Tauschtraverse 300 zunächst durch die Türöffnung 150 eingeführt und dann gekippt bzw. geneigt werden, anschließend kann der Transformator 200 an den zweiten Anschlagpunkt 320 am ersten Ende 321 befestigt werden und das zweite Ende 322 der Traverse mit dem Ausgleichsgewicht 400 kann gekippt bzw. geneigt werden, so dass der Transformator 200 am ersten Ende 321 nach oben bewegt und anschließend durch die Türöffnung 150 gehoben werden kann.
Wenn der neue Transformator als Ausgleichsgewicht 400 an dem zweiten Ende 322 der Tauschtraverse 300 vorgesehen ist, dann muss die Tauschtraverse 300 lediglich um 180° gedreht werden und der neue Transformator kann durch die Türöffnung 150 hindurchgeführt werden und das zweite Ende 322 der Tauschtraverse 300 kann gekippt werden, um den Transformator 300 in seine Position zu bringen.
Optional kann an dem Kranhaken 510 ein erster und/oder zweiter Flaschenzug 610, 620 vorgesehen bzw. gekoppelt sein. Der erste Flaschenzug 610 kann dabei mit dem ersten Anschlagpunkt 630 gekoppelt sein. Der zweite Flaschenzug 620 kann mit dem zweiten Ende 322 der Tauschtraverse gekoppelt sein. Durch den zweiten Flaschenzug 620 kann das zweite Ende 322 der Tauschtraverse 300 angehoben oder abgesenkt werden, so dass die Tauschtraverse an sich gekippt bzw. geneigt werden kann.
Der erste und zweite Flaschenzug 610, 620 kann über eine erste und zweite Rundschlinge mit dem ersten Anschlagpunkt 310 und dem zweiten Ende 320 verbunden werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Austauschen eines defekten Transformators kann auf einen Spezialkran mit einer Schwerlastspitze verzichtet werden. Zum Austauschen des defekten Transformators wird lediglich ein Standardmobilkran benötigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Austauschen eines defekten Transformators kann bei Stahltürmen verwendet werden, welche die Türöffnung oberhalb des Einsatzortes des Transformators vorsehen. Alternativ dazu kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch bei Betontürmen vorgesehen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Transformator unterhalb der Türöffnung in dem Turm der Windenergieanlage vorgesehen ist.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Tauschtraverse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Tauschtraverse gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden. Die Tauschtraverse 300 weist einen ersten Anschlagpunkt 310 zur Aufnahme eines Kranhakens auf. Die Tauschtraverse weist an ihrem ersten und zweiten Ende jeweils einen zweiten Anschlagpunkt 320 zur Aufnahme des auszutauschenden Transformators 200 und zur Aufnahme eines Ausgleichsgewichts 400 auf. Die Tauschtraverse 300 ist derart ausgelegt, dass sie sowohl das Gewicht des auszutauschenden Transformators 200 als auch das Ausgleichsgewicht 400 tragen kann.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf das Ende der Tauschtraverse jeweils mit einem zweiten Anschlagpunkt 320. An dem Ende der Tauschtraverse 300 sind zwei Bleche 321 jeweils mit einem Loch vorgesehen. Ferner ist ein weiteres Blech 322 mit einem größeren Loch vorgesehen.
Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Traverse gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Hierbei entspricht die Tauschtraverse gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der Tauschtraverse von Fig. 2. Zusätzlich zu der dort gezeigten Tauschtraverse weist die Tauschtraverse gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel neben dem optionalen ersten Anschlagpunkt 310 einen weiteren ersten Anschlagpunkt 311 auf. Optional können weitere erste Anschlagpunkte vorgesehen werden. Der erste Anschlagpunkt 310 kann verwendet werden, wenn das Ausgleichsgewicht, welches an dem zweiten Ende befestigt wird, im Wesentlichen dem Gewicht des auszutauschenden Transformators entspricht. Der weitere erste Anschlagpunkt 311 kann verwendet werden, wenn das Gewicht des Ausgleichsgewichtes nicht im Wesentlichen dem Gewicht des auszutauschenden Transformators entspricht. Hierbei kann das Ausgleichsgewicht beispielsweise als der neue Transformator ausgestaltet sein, wobei der neue Transformator sowohl schwerer als auch leichter sein kann.

Claims

Verfahren zum Austauschen eines Transformators (200) einer Windenergieanlage (100), wobei der Transformator (200) im inneren eines Turms (140) der Windenergieanlage (100) vorgesehen ist und der Turm (140) eine Türöffnung (150) aufweist, mit den Schritten;
- Koppeln einer Tauschtraverse (300) über einen ersten Anschlagpunkt (310) an einem Kranhaken eines Krans (500),

- Einführen eines ersten Endes (321) der Tauschtraverse (300) mit einem zweiten Anschlagpunkt (320) durch die Türöffnung (150) in den Turm (140),

- Anschlagen des auszutauschenden Transformators (200) an dem zweiten Anschlagpunkt (320) des ersten Endes (321),

- Befestigen eines Ausgleichsgewichts (400) an dem zweiten Anschlagpunkt (320) an dem zweiten Ende (322) der Tauschtraverse (300),

- Kippen bzw. Neigen des zweiten Endes (322) der Tauschtraverse (300), bis der Transformator (200) sich auf der Höhe der Türöffnung (150) befindet und

- Bewegen des Kranhakens, bis der auszutauschende Transformator (200) sich außerhalb der Türöffnung (150) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass ein neuer Transformator als Ausgleichsgewicht (400) vorgesehen ist und
die Tauschtraverse um 180° gedreht wird und der neue Transformator an dem zweiten Anschlagpunkt (320) am zweiten Ende (322) in die Türöffnung (150) geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei
der neue Transformator in die Betriebsposition abgesenkt wird, indem das erste Ende (321) der Tauschtraverse (300) angehoben bzw. gekippt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
wobei an dem zweiten Anschlagpunkt (320) an dem zweiten Ende (322) der Tauschtraverse (300), insbesondere mittels eines Flaschenzuges, der Kranhaken befestigt wird, so dass das zweite Ende (322) der Tauschtraverse (300) angehoben oder abgesenkt werden kann.
Tauschtraverse zur Verwendung in einem Verfahren zum Austauschen eines Transformators einer Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 - 3, mit einem länglichen Körper,
einem ersten Anschlagpunkt (310) zur Aufnahme eines Kranhakens eines Krans, und
jeweils einem zweiten Anschlagpunkt (320) an dem ersten und zweiten Ende (321, 322) der Tauschtraverse (300) jeweils zur Aufnahme eines auszutauschenden Transformators (200) und eines Ausgleichsgewichts (400).
Tauschtraverse nach Anspruch 4,
wobei der erste Anschlagpunkt (310) im Wesentlichen im Schwerpunkt der Tauschtraverse (300) vorgesehen ist.
Tauschtraverse nach Anspruch 4 oder 5, ferner mit
einem weiteren ersten Anschlagpunkt (310), welcher nicht im Schwerpunkt der Tauschtraverse vorgesehen ist.