Винд Повер Нетворк Невс: Апстракт: Овај рад даје преглед тренутног статуса развоја дијагнозе кварова и праћења здравља три главне компоненте у погонском ланцу ветротурбина — композитних лопатица, мењача и генератора, и сумира тренутни статус истраживања и главне аспекте ове теренске методе.Сумирају се главне карактеристике кварова, облици кварова и тешкоће у дијагностици три главне компоненте композитних лопатица, мењача и генератора у ветроенергетској опреми, постојећа дијагностика кварова и методе праћења здравља, и коначно изгледи за правац развоја ове области.
0 Предговор
Захваљујући огромној глобалној потражњи за чистом и обновљивом енергијом и значајном напретку у технологији производње опреме за енергију ветра, глобални инсталирани капацитет енергије ветра наставља да расте.Према статистици Глобалног удружења за енергију ветра (ГВЕЦ), на крају 2018. године, глобални инсталисани капацитет енергије ветра достигао је 597 ГВ, од чега је Кина постала прва земља са инсталираним капацитетом од преко 200 ГВ, достигавши 216 ГВ , што чини више од 36 укупног глобалног инсталираног капацитета.%, наставља да одржава своју позицију водеће светске ветроелектране и права је земља ветроелектрана.
Тренутно, важан фактор који омета наставак здравог развоја ветроелектране је то што опрема за енергију ветра захтева већи трошак по јединици произведене енергије него традиционална фосилна горива.Добитник Нобелове награде за физику и бивши амерички секретар за енергетику Џу Дивен указао је на ригорозност и неопходност гаранције сигурности рада опреме за енергију ветра великих размера, а високи трошкови рада и одржавања су важна питања која треба решити у овој области [1] .Опрема за енергију ветра се углавном користи у удаљеним областима или приобалним подручјима која су недоступна људима.Са развојем технологије, опрема за енергију ветра наставља да се развија у правцу развоја великих размера.Пречник лопатица снаге ветра наставља да се повећава, што резултира повећањем удаљености од тла до гондоле где је инсталирана важна опрема.Ово је донело велике потешкоће у раду и одржавању опреме за енергију ветра и повећало трошкове одржавања јединице.Због разлика између укупног техничког статуса и услова ветроелектране опреме за енергију ветра у западним развијеним земљама, трошкови рада и одржавања опреме за енергију ветра у Кини и даље представљају висок удео прихода.За копнене ветротурбине са веком трајања од 20 година, трошкови одржавања Укупан приход ветроелектрана износи 10%~15%;за приобалне ветроелектране, тај проценат је чак 20%~25%[2].Високи трошкови рада и одржавања енергије ветра углавном су одређени начином рада и одржавања опреме за енергију ветра.Тренутно већина ветроелектрана усваја метод редовног одржавања.Потенцијални кварови се не могу открити на време, а поновљено одржавање нетакнуте опреме ће такође повећати рад и одржавање.трошак.Поред тога, немогуће је на време утврдити извор квара, и може се истражити само један по један на различите начине, што ће такође донети огромне трошкове рада и одржавања.Једно решење за овај проблем је развој система за праћење стања структуре (СХМ) за ветротурбине како би се спречиле катастрофалне несреће и продужио радни век ветротурбина, чиме би се смањио јединични трошак производње енергије ветра.Стога је за индустрију енергије ветра императив развој СХМ система.
1. Тренутни статус система за праћење опреме за енергију ветра
Постоји много типова структура опреме за енергију ветра, углавном укључујући: асинхроне ветротурбине са двоструким напајањем (турбине на ветар са променљивом брзином и променљивим кораком), синхроне ветротурбине са сталним магнетом са директним погоном и синхроне ветротурбине са полудиректним погоном.У поређењу са ветротурбинама са директним погоном, асинхроне турбине са двоструким напајањем укључују опрему са променљивом брзином мењача.Његова основна структура је приказана на слици 1. Ова врста опреме за енергију ветра заузима више од 70% тржишног учешћа.Стога, овај чланак углавном разматра дијагнозу кварова и праћење здравља ове врсте опреме за енергију ветра.
Слика 1 Основна структура ветротурбине са двоструким напајањем
Опрема за енергију ветра већ дуже време ради нон-стоп под сложеним наизменичним оптерећењима као што су удари ветра.Оштра услужна средина озбиљно је утицала на безбедност рада и одржавање опреме за енергију ветра.Наизменично оптерећење делује на лопатице ветротурбине и преноси се кроз лежајеве, вратила, зупчанике, генераторе и друге компоненте у ланцу преноса, чинећи ланац преноса изузетно склоним кваровима током рада.Тренутно, систем за праћење који је широко опремљен на опреми за енергију ветра је СЦАДА систем, који може да надгледа радни статус опреме за енергију ветра, као што су струја, напон, мрежна веза и други услови, и има функције као што су аларми и извештаји;али систем прати статус. Параметри су ограничени, углавном сигнали као што су струја, напон, снага итд., а још увек недостаје функција праћења вибрација и дијагностике кварова за кључне компоненте [3-5].Стране земље, посебно развијене западне земље, дуго су развиле опрему за праћење стања и софтвер за анализу посебно за опрему за енергију ветра.Иако је домаћа технологија праћења вибрација почела касно, вођена огромном потражњом тржишта за даљинским управљањем и одржавањем енергије ветра, развој домаћих система за праћење је такође ушао у фазу брзог развоја.Интелигентна дијагноза кварова и заштита од раног упозорења опреме за енергију вјетра могу смањити трошкове и повећати ефикасност рада и одржавања вјетроелектране и стекла је консензус у индустрији енергије вјетра.
2. Главне карактеристике квара опреме за енергију ветра
Опрема за енергију ветра је сложен електромеханички систем који се састоји од ротора (лопатица, главчина, система нагиба, итд.), лежајева, главних вратила, мењача, генератора, стубова, система скретања, сензора итд. Свака компонента ветротурбине је подвргнута наизменична оптерећења током сервиса.Како се време сервисирања повећава, различите врсте оштећења или кварова су неизбежне.
Слика 2 Однос трошкова поправке сваке компоненте опреме за енергију ветра
Слика 3. Однос застоја различитих компоненти опреме за енергију ветра
Са слике 2 и слике 3 [6] може се видети да су застоји изазвани лопатицама, мењачима и генераторима чинили више од 87% укупног непланираног застоја, а трошкови одржавања су чинили више од 3 укупних трошкова одржавања./4.Стога, у праћењу стања, дијагностици кварова и здравственом управљању ветротурбина, лопатица, мењача и генератора су три главне компоненте на које треба обратити пажњу.Стручни комитет за енергију ветра Кинеског друштва за обновљиву енергију истакао је у истраживању из 2012. о оперативном квалитету националне опреме за енергију ветра[6] да типови квара лопатица за енергију ветра углавном укључују пуцање, ударе грома, ломљење итд., и узроци квара укључују дизајн, сопствене и спољне факторе током увођења и сервисних фаза производње, производње и транспорта.Главна функција мењача је стабилно коришћење енергије ветра мале брзине за производњу енергије и повећање брзине вретена.У току рада ветротурбине, мењач је подложнији квару услед дејства наизменичног напрезања и ударног оптерећења [7].Уобичајене грешке мењача укључују кварове зупчаника и кварове на лежајевима.Кварови мењача углавном потичу од лежајева.Лежајеви су кључна компонента мењача, а њихов квар често узрокује катастрофална оштећења мењача.Кварови на лежајевима углавном укључују љуштење од замора, хабање, лом, лепљење, оштећење кавеза, итд. [8], међу којима су љуштење од замора и хабање два најчешћа облика квара котрљајућих лежајева.Најчешћи кварови зупчаника укључују хабање, замор површине, ломљење и ломљење.Кварови генераторског система се деле на кварове мотора и механичке грешке [9].Механички кварови углавном укључују кварове ротора и кварове лежајева.Кварови ротора углавном укључују неравнотежу ротора, руптуре ротора и лабаве гумене навлаке.Врсте кварова мотора могу се поделити на електричне и механичке кварове.Електрични кварови укључују кратки спој намотаја ротора/статора, отворени круг узрокован поломљеним шипкама ротора, прегревање генератора, итд.;механичке грешке укључују прекомерне вибрације генератора, прегревање лежаја, оштећење изолације, озбиљно хабање итд.
Време објаве: 30.08.2021
