KR20130075778A - 풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법 - Google Patents

풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 풍력 에너지 설비의 발전기를 교체하기 위한 방법에 관한 것이다. 발전기는 풍력 에너지 설비의 탑 내부에 제공되고, 탑(140)은 출입구(150)를 갖는다. 교체 크로스 빔(300)은 제 1 정지점(310)에 의해 이동식 크레인(500)의 크레인 후크에 고정된다. 교체 크로스 빔(300)의 제 1 단부는 제 2 정지점(320)에 의해 출입구(150)를 통해 탑(140) 내로 삽입된다. 교체될 변압기(220)는 제 1 단부(321)의 제 2 정지점(320)에 고정된다. 보상 중량(400)은 교체 크로스 빔(300)의 제 2 단부의 제 2 정지점(320)에 고정된다. 교체 크로스 빔(300)의 제 2 단부는 변압기가 출입구(150)의 높이에 위치할 때까지 틸팅되거나 또는 기울어지고, 크레인 후크는 교체될 변압기가 출입구(150) 외부에 위치할 때까지 이동된다.

Description

풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법{METHOD FOR REPLACING A TRANSFORMER IN A WIND ENERGY INSTALLATION}
본 발명은 풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법에 관한 것이다.
현대식 풍력 에너지 설비에서 변압기는 일반적으로 풍력 에너지 설비의 탑 하부 영역에 제공된다. 변압기는 풍력 에너지 설비의 전력함의 출력 전압을 풍력 에너지 설비가 접속되는 전기 네트워크에서 필요로 하는 전압으로 변환하는데 이용될 수 있다.
변압기는 일반적으로 제한된 수명을 갖기 때문에, 풍력 에너지 설비의 수명 중에 변압기가 교체되어야 하는 경우가 발생할 수 있다. 지금까지는 변압기의 교체를 위해 중하중 피크를 갖는 특수한 이동 크레인이 필요했다. 이 경우, 크레인 붐은 변압기를 고정하여 들어내기 위해, 출입구를 통해 풍력 에너지 설비의 탑 내로 이동될 수 있다. 출입구의 크기가 제한되기 때문에, 중하중 피크를 갖는 크레인 붐이 필요하다.
일반적인 선행기술로서 DE 32 11 390 A1호 및 DE 10 2008 035 350 A1호가 참조된다.
본 발명의 과제는 특수 크레인을 필요로 하지 않고 풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제1항에 따른 풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법에 의해 해결된다.
이로써 풍력 에너지 설비의 발전기를 교체하기 위한 방법이 제공된다. 발전기는 풍력 에너지 설비의 탑 내부에 제공되고, 탑은 출입구를 갖는다. 교체 크로스 빔은 제 1 정지점에 의해 이동식 크레인의 크레인 후크에 고정된다. 교체 크로스 빔의 제 1 단부는 제 2 정지점에 의해 출입구를 통해 탑 내로 삽입된다. 교체될 변압기는 제 1 단부의 제 2 정지점에 고정된다. 보상 중량은 교체 크로스 빔의 제 2 단부의 제 2 정지점에 고정된다. 보상 중량의 중량은 선택적으로 대체로 교체될 변압기의 중량에 상응할 수 있다. 교체 크로스 빔의 제 2 단부는, 변압기가 출입구의 높이에 위치할 때까지 틸팅되거나 또는 기울어지고, 크레인 후크는 교체될 변압기가 출입구 외부에 위치할 때까지 이동된다.
본 발명의 양상에 따라 낡은 변압기를 대체하는 새 변압기는 보상 중량으로서 제공되고, 교체 크로스 빔은 180°회전되고, 새 변압기는 교체 크로스 빔의 제 2 단부의 제 2 정지점에서 출입구 내로 안내된다.
본 발명의 다른 양상에 따라 교체 크로스 빔의 제 1 단부가 들어 올려지거나 또는 크로스 빔이 틸팅됨으로써, 새 변압기는 작동 위치로 내려간다.
본 발명의 다른 양상에 따라 제 1 및 제 2 풀리는 각각 교체 크로스 빔의 제 1 정지점 및 제 2 단부에 연결되고, 이 경우 제 2 풀리에 의해 제 2 단부는 위 또는 아래로 이동되므로, 교체 크로스 빔은 틸팅되거나 또는 기울어질 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따라 교체 크로스 빔을 위한 다른 제 1 정지점이 제공된다. 제 1 정지점은 교체 크로스 빔의 중심에 제공되는 한편, 다른 제 1 정지점은 중심점 외부에 제공되므로, 교체 크로스 빔의 제 1 및 제 2 단부에서 상이한 하중이 취급될 수도 있다.
또한, 본 발명은 변압기를 교체하기 위한 방법에서 사용하기 위한 교체 크로스 빔에 관한 것이다. 교체 크로스 빔은 긴 바디, 크레인의 크레인 후크를 수용하기 위한 제 1 정지점 및, 교체될 변압기와 보상 중량을 수용하기 위한 교체 크로스 빔의 제 1 및 제 2 단부에 각각의 제 2 정지점을 포함한다. 제 1 정지점은 실질적으로 교체 크로스 빔의 중심에 위치한다.
본 발명은 풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 경우 크로스 빔에는 크레인의 크레인 후크의 고정을 위한 제 1 정지점 및, 교체될 변압기와 보상 중량이 고정될 수 있는 다른 2개의 정지점들이 제공된다. 교체될 결함 있는 변압기의 교체를 위해 크로스 빔의 단부는 풍력 에너지 설비의 탑의 출입구 내로 삽입되고, 교체될 변압기는 정지점에서 고정된다. 크로스 빔의 제 2 단부는 탑으로부터 돌출하고, 제 2 정지점에 보상 중량, 예컨대 새 변압기가 고정될 수 있다. 보상 중량이 실질적으로 교체될 발전기와 동일한 중량을 갖는 경우에, 크로스 빔은 실질적으로 균형을 유지하고, 교체될 변압기는 출입구를 통해 들어 내진다. 선택적으로 보상 중량은 새 변압기로서 형성될 수 있으므로, 크로스 빔은 180°만 회전되어야 하고, 새 변압기는 출입구를 통해 삽입될 수 있다. 교체된 변압기가 들어 올려지면, 크로스 빔은 틸팅되고 새 변압기는 제 위치로 운반될 수 있다.
선택적으로 크로스 빔에 다른 제 1 정지점이 제공될 수 있으므로, 크레인 후크는 다른 제 1 정지점에 결합될 수 있다. 상기 다른 제 1 정지점은 교체 크로스 빔의 중심에 제공되지 않으므로, 교체될 변압기의 중량에 상응하지 않는 보상 중량이 이용될 수도 있다. 이는 예를 들어, 새 변압기가 교체될 변압기보다 가볍거나 또는 무거운 경우이다.
본 발명의 다른 실시예들은 종속 청구항의 대상이다.
본 발명의 장점들 및 실시예들은 하기에서 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 풍력 에너지 설비의 변압기의 교체시 크로스 빔 과 풍력 에너지 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 제 2 실시예에 따른 크로스 빔의 개략적인 평면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 크로스 빔의 정지점을 다양한 관점에서 도시한 도면이다.
도 5는 제 3 실시예에 따른 크로스 빔의 개략적인 평면도이다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 풍력 에너지 설비의 변압기의 교체를 위한 크레인을 포함하는 풍력 에너지 설비의 개략도를 도시한다. 풍력 에너지 설비(100)는 나셀(110), 로터 블레이드(130)를 가진 로터(120) 및 출입구(150)를 가진 탑(140)을 포함한다. 탑(140)의 하부 영역에 변압기(200)가 제공된다. 또한, 도 1에는 크레인(500)이 도시되고, 상기 크레인의 크레인 후크(510)에 교체 크로스 빔(300)이 고정된다.
교체 크로스 빔(300)은 크레인(500)의 크레인 후크(510)를 수용하기 위한 제 1 정지점(310) 및, 교체 크로스 빔(300)의 제 1 및 제 2 단부(321, 322)에 제 2 정지점(320)을 갖는다. 제 2 정지점(320)은 교체될 변압기(200) 및 보상 중량(400)을 수용하는데 이용된다.
풍력 에너지 설비(100)의 변압기(200)에 결함이 있는 경우에, 교체 크로스 빔(300)은 제 1 정지점(310)에 의해 크레인 후크(510)에 고정되고, 교체 크로스 빔(300)의 제 1 단부(321)는 제 2 정지점(320)에 의해 출입구(150)를 통해 삽입된다. 후속해서 변압기(200)는 제 1 단부(321)의 제 2 정지점(320)에 고정될 수 있다. 제 2 단부(322)의 다른 제 2 정지점(320)에 보상 중량(400)이 고정될 수 있다. 바람직하게 보상 중량(400)의 중량은 실질적으로 교체될 변압기(200)의 중량에 상응한다. 선택적으로 새 변압기는 보상 중량(400)으로서 이용될 수 있다. 변압기(200)가 출입구(150) 아래에 제공되는 경우에, 교체 크로스 빔(300)의 제 1 단부(321)가 먼저 출입구(150)를 통해 삽입된 후에 틸팅되거나 또는 기울어질 수 있고, 후속해서 변압기(200)는 제 1 단부(321)의 제 2 정지점(320)에 고정될 수 있고, 크로스 빔의 제 2 단부(322)는 보상 중량(400)에 의해 틸팅되거나 또는 기울어질 수 있으므로, 변압기(200)는 제 1 단부(321)에서 위로 이동된 후에, 출입구(150)를 통해 들어 올려질 수 있다.
새 변압기가 보상 중량(400)으로서 교체 크로스 빔(300)의 제 2 단부(322)에 제공되는 경우에, 교체 크로스 빔(300)은 180°만 회전되어야 하고, 새 변압기는 출입구(150)를 통과할 수 있고, 변압기(200)를 제 위치로 가져가기 위해 교체 크로스 빔(300)의 제 2 단부(322)는 틸팅될 수 있다.
선택적으로 크레인 후크(510)에 제 1 및/또는 제 2 풀리(610, 620)가 제공되거나 또는 결합될 수 있다. 제 1 풀리(610)는 제 1 정지점(310)에 결합될 수 있다. 제 2 풀리(620)는 교체 크로스 빔의 제 2 단부(322)에 결합될 수 있다. 제 2 풀리(620)에 의해 교체 크로스 빔(300)의 제 2 단부(322)가 들어 올려지거나 또는 내려갈 수 있으므로, 교체 크로스 빔은 틸팅되거나 또는 기울어질 수 있다.
제 1 및 제 2 풀리(610, 620)는 제 1 및 제 2 라운드 슬링을 통해 제 1 정지점(310) 및 제 2 단부(320)에 연결될 수 있다.
결함 있는 변압기를 교체하기 위한 본 발명에 따른 방법에 의해 중하중 피크를 갖는 특수 크레인이 생략될 수 있다. 결함 있는 변압기의 교체를 위해 표준 이동식 크레인만을 필요로 한다.
결함 있는 변압기를 교체하기 위한 본 발명에 따른 방법은 변압기의 삽입 위치 상부에 출입구를 갖는 철탑에서 이용될 수 있다. 이에 대한 대안으로서 본 발명에 따른 방법은 콘크리트 탑에서도 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 변압기가 풍력 에너지 설비의 탑 내의 출입구 아래에 제공되는 경우에 특히 바람직하다.
도 2는 제 2 실시예에 따른 교차 크로스 빔의 개략도를 도시한다. 제 2 실시예에 따른 교차 크로스 빔은 제 1 실시예에 상응하게 이용될 수 있다. 교체 크로스 빔(300)은 크레인 후크를 수용하기 위한 제 1 정지점(310)을 갖는다. 교체 크로스 빔의 제 1 및 제 2 단부는 각각 교체될 변압기(200)를 수용하고 보상 중량(400)을 수용하기 위한 제 2 정지점(320)을 갖는다. 교체 크로스 빔(300)은, 교체될 변압기(200)의 중량 및 보상 중량(400)을 지지할 수 있도록 설계된다.
도 3 및 도 4는 제 2 정지점(320)을 갖는 교체 크로스 빔의 단부의 측면도 및 평면도를 도시한다. 교체 크로스 빔(300)의 단부에 홀이 있는 2개의 플레이트(321)가 배치된다. 또한, 더 큰 홀을 가진 다른 플레이트(322)가 제공된다.
도 5는 제 3 실시예에 따른 크로스 빔의 개략적인 평면도를 도시한다. 이 경우, 제 3 실시예에 따른 교체 크로스 빔은 실질적으로 도 2의 교체 크로스 빔에 상응한다. 도 2에 도시된 교체 크로스 빔에 추가적으로, 제 3 실시예에 따른 교체 크로스 빔은 선택적인 제 1 정지점(310) 외에 다른 제 1 정지점(311)을 갖는다. 선택적으로 다른 제 1 정지점이 제공될 수 있다. 제 2 단부에 고정된 보상 중량이 실질적으로 교체될 변압기의 중량에 상응하는 경우에, 제 1 정지점(310)이 이용될 수 있다. 보상 중량의 중량이 실질적으로 교체될 변압기의 중량에 상응하지 않는 경우에, 다른 제 1 정지점(311)이 이용될 수 있다. 이 경우 보상 중량은 예를 들어 새 변압기로서 형성될 수 있고, 새 변압기는 더 무겁거나 더 가벼울 수 있다.
100 풍력 에너지 설비
140 탑
150 출입구
200 변압기
300 교체 크로스 빔
310 제 1 정지점
320 제 2 정지점
321 제 1 단부
322 제 2 단부

Claims (7)

  1. 풍력 에너지 설비(100)의 변압기(200)를 교체하기 위한 방법으로서, 이 경우 상기 변압기(200)는 상기 풍력 에너지 설비(100)의 탑(140) 내부에 제공되고, 상기 탑(140)은 출입구(150)를 갖고,
    - 교체 크로스 빔(300)을 제 1 정지점(310)에 의해 교체 크레인(500)의 크레인 후크에 결합하는 단계,
    - 상기 교체 크로스 빔(300)의 제 1 단부(321)를 제 2 정지점(320)에 의해 출입구(150)를 통해 상기 탑(140) 내로 삽입하는 단계,
    - 교체될 변압기(200)를 상기 제 1 단부(321)의 상기 제 2 정지점(320)에 고정하는 단계,
    - 상기 교체 크로스 빔(300)의 제 2 단부(322)의 상기 제 2 정지점(320)에 보상 중량(400)을 고정하는 단계,
    - 상기 변압기(200)가 상기 출입구(150) 높이에 위치할 때까지, 상기 교체 크로스 빔(300)의 상기 제 2 단부(322)를 틸팅하거나 또는 기울이는 단계,
    - 상기 교체될 변압기(200)가 상기 출입구(150) 외부에 위치할 때까지, 크레인 후크를 이동시키는 단계를 포함하는, 풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 새 변압기는 보상 중량(400)으로서 제공되고, 교체 크로스 빔은 180°회전되고, 새 변압기는 상기 제 2 단부(322)의 상기 제 2 정지점(320)에서 상기 출입구(150) 내로 안내되는, 풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 교체 크로스 빔(300)의 상기 제 1 단부(321)가 들어 올려지거나 또는 틸팅됨으로써, 상기 새 변압기는 작동 위치로 내려가는, 풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 교체 크로스 빔(300)의 상기 제 2 단부(322)의 상기 제 2 정지점(320)에 특히 풀리에 의해 크레인 후크가 고정되므로, 상기 교체 크로스 빔(300)의 상기 제 2 단부(322)는 들어 올려질 수 있거나 또는 내려갈 수 있는, 풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 풍력 에너지 설비의 변압기를 교체하기 위한 방법에서 사용하기 위한 교체 크로스 빔으로서,
    긴 바디, 크레인의 크레인 후크를 수용하기 위한 제 1 정지점(310) 및, 교체될 변압기(200)와 보상 중량(400)을 수용하기 위한 교체 크로스 빔(300)의 제 1 및 제 2 단부(321, 322)에 각각의 제 2 정지점(320)을 포함하는, 교체 크로스 빔.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제 1 정지점(310)은 실질적으로 상기 교체 크로스 빔(300)의 중심에 제공되는, 교체 크로스 빔.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 교체 크로스 빔의 중심에 제공되지 않는 다른 제 1 정지점(310)을 포함하는, 교체 크로스 빔.
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