[实用新型]一种风力发电机组塔筒空间姿态及形变状态监测装置

说明书

本实用新型公开了一种风力发电机组塔筒空间姿态及形变状态监测装置，包括数据采集站、现场服务器、至少两只倾角传感器和若干现场浏览器，倾角传感器通过电缆与数据采集站连接，并固定在风力发电机组的塔筒同侧不同高度方向的塔筒壁上，现场服务器与数据采集站数据连接，现场浏览器与现场服务器数据连接。本实用新型的技术方案是在风力发电机组塔筒的不同高度安装至少两只双轴倾角传感器，通过多只倾角传感器分段计算，大大提高计算塔筒顶部中心的倾斜位置的准确性；对塔筒进行动态摆动检测，从倾角信息中分离出动态摆动量，可以了解塔筒的潜在故障，比仅仅测量塔筒顶部倾斜的传统方法提供更多的信息量。

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组塔筒空间姿态及形变状态监测装置。

背景技术

塔筒是风力发电机组中的一个重要组成部件，随着风力发电机组的单机功率的不断增加，机组的质量越来越大，叶片长度不断增长，塔筒的承重也在不断增加；同时塔筒的高度不断增加，挠性增大，在风机运行过程中塔筒承受更加复杂多变的负荷，比如推力、弯矩和扭矩等。风塔长期的摇摆和扭曲等变形会造成塔筒连接法兰螺栓的松动，甚至疲劳断裂。另外，由于复杂的地质结构原因，塔筒的地基还可能发生不均匀沉降，会造成塔筒的倾斜。以上这些隐患如果不能及时发现，可能发生风机倒杆的恶性事故。因此对风塔进行不间断检测，了解其运行状态很有必要。

传统的监测手段是在风塔的周围设立观测点，通过水准仪和经纬仪现场观测塔筒的倾斜和沉降。这种通过人工定期观测的方法存在人工成本高、监测不及时、数据准确性受人为影响等缺点。目前出现了用倾角传感器安装在塔筒顶部测量塔筒状态的方法，假想风塔为一个刚体，根据其倾角和塔筒高度，即可计算出塔筒顶端的位移。但塔筒实际上并非刚体，其在不同高度上会挠曲变形，使得该监测方法的期望值与计算值之间存在较大误差。除此之外，塔筒在风机的运行过程中并不是静止不动，会停留在某个中心位置并发生一定幅度的摆动。这个摆动的频率既有塔筒自身的固有频率，同时也包含着机组运行传递过来的振动信息。塔筒顶部倾斜距离的绝对大小受风机的工况(特别是风速)影响很大，即使测量出塔筒顶部的倾斜距离，实际中很难评估风塔的健康状态。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供这样一种风力发电机组塔筒空间姿态及形变状态监测装置，采用智能统计历史数据的方法，自动得出风塔顶部倾斜的报警门限。

本实用新型的为达到上述目的，具体通过以下技术方案得以实现的：

一种风力发电机组塔筒空间姿态及形变状态监测装置，包括数据采集站、现场服务器、至少两只倾角传感器和若干现场浏览器，倾角传感器通过电缆与数据采集站连接，并固定在风力发电机组的塔筒同侧不同高度方向的塔筒壁上，现场服务器与数据采集站数据连接，现场浏览器与现场服务器数据连接。

进一步地，倾角传感器为双轴倾角传感器。

进一步地，电缆为屏蔽电缆。

本实用新型的技术方案是在风力发电机组塔筒的不同高度安装至少两只双轴倾角传感器，通过多只倾角传感器分段计算，大大提高计算塔筒顶部中心的倾斜位置的准确性；对塔筒进行动态摆动检测，从倾角信息中分离出动态摆动量，可以了解塔筒的潜在故障，比仅仅测量塔筒顶部倾斜的传统方法提供更多的信息量。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中，1、数据采集站；2、现场服务器；3、倾角传感器；4、现场浏览器；5、电缆；6、塔筒。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。