Tuuleenergia võrguuudised: Kokkuvõte: Selles artiklis antakse ülevaade tuuleturbiini ajamiahela kolme peamise komponendi (komposiitlabade, käigukastide ja generaatorite) rikete diagnoosimise ja terviseseire arendamise hetkeseisust ning tehakse kokkuvõte uuringute hetkeseisust ja peamistest. selle välimeetodi aspekte.Kokkuvõtlikult on kokku võetud tuuleenergiaseadmete komposiitlabade, käigukastide ja generaatorite kolme peamise komponendi rikete omadused, rikete vormid ja diagnoosimisraskused ning olemasolevad rikete diagnoosimise ja terviseseire meetodid ning lõpuks selle valdkonna arengusuuna väljavaated.
0 Eessõna
Tänu tohutule ülemaailmsele nõudlusele puhta ja taastuvenergia järele ning tuuleenergiaseadmete tootmistehnoloogia märkimisväärsele arengule jätkab ülemaailmne tuuleenergia installeeritud võimsus pidevat tõusu.Globaalse tuuleenergia assotsiatsiooni (GWEC) statistika kohaselt ulatus ülemaailmne tuuleenergia installeeritud võimsus 2018. aasta lõpu seisuga 597 GW-ni, millest Hiinast sai esimene riik, mille installeeritud võimsus on üle 200 GW, jõudes 216 GW-ni. , mis moodustab enam kui 36 kogu ülemaailmsest installeeritud võimsusest.%, säilitab see jätkuvalt oma positsiooni maailma juhtiva tuuleenergiana ning tegemist on tõelise tuuleenergia riigiga.
Praegu on tuuleenergiatööstuse jätkuvat tervet arengut takistav oluline tegur see, et tuuleenergia seadmed nõuavad kõrgemat energiaühiku maksumust kui traditsioonilised fossiilkütused.Nobeli füüsikapreemia laureaat ja USA endine energeetikaminister Zhu Diwen juhtis tähelepanu suuremahuliste tuuleenergiaseadmete tööohutuse garantii rangusele ja vajalikkusele ning kõrged kasutus- ja hoolduskulud on olulised küsimused, mis tuleb selles valdkonnas lahendada [1] .Tuuleenergiaseadmeid kasutatakse enamasti äärealadel või avamerealadel, kuhu inimesed ei pääse.Tehnoloogia arenedes arenevad tuuleelektriseadmed jätkuvalt suuremahulise arengu suunas.Tuulejõulabade läbimõõt kasvab jätkuvalt, mille tulemusel suureneb kaugus maapinnast gondlini, kuhu on paigaldatud olulised seadmed.See on toonud suuri raskusi tuuleelektriseadmete käitamisel ja hooldamisel ning kergitanud seadme ülalpidamiskulusid.Lääne-arenenud riikide tuuleelektriseadmete üldise tehnilise seisu ja tuuleparkide tingimuste erinevuste tõttu moodustavad Hiina tuuleenergiaseadmete kasutus- ja hoolduskulud jätkuvalt suure osa tuludest.20-aastase kasutuseaga maismaatuulikutel hoolduskulu Tuuleparkide kogutulu moodustab 10%~15%;avamere tuuleparkide puhul on see osakaal koguni 20–25%[2].Tuuleenergia kõrge ekspluatatsiooni- ja hoolduskulu määrab peamiselt tuuleenergiaseadmete töö- ja hooldusrežiim.Praegu on enamik tuuleparke kasutusele võtnud regulaarse hoolduse meetodi.Võimalikke rikkeid ei suudeta õigel ajal avastada ning ka tervete seadmete korduv hooldus suurendab töökorda ja hooldust.kulu.Lisaks on rikke allikat õigeaegselt võimatu kindlaks teha ning seda saab uurida vaid ükshaaval erinevate vahenditega, mis toob kaasa ka tohutud kasutus- ja hoolduskulud.Üks lahendus sellele probleemile on tuuleturbiinide struktuurilise tervisekontrolli (SHM) süsteemi väljatöötamine, et vältida katastroofilisi õnnetusi ja pikendada tuulikute kasutusiga, vähendades seeläbi tuuleenergia ühikuenergia väljundkulu.Seetõttu on tuuleenergiatööstuse jaoks hädavajalik välja töötada SHM-süsteem.
1. Tuuleenergia seadmete seiresüsteemi hetkeseis
Tuuleenergiaseadmete struktuure on mitut tüüpi, sealhulgas peamiselt: kahe toitega asünkroonsed tuuleturbiinid (muutuva kiirusega muutuva sammuga töötavad tuuleturbiinid), otseajamiga püsimagnetitega sünkroontuulikud ja pool-otseajamiga sünkroontuulikud.Võrreldes otseajamiga tuuleturbiinidega sisaldavad kahe toitega asünkroonsed tuuleturbiinid muutuva kiirusega käigukastiga seadmeid.Selle põhistruktuur on näidatud joonisel 1. Seda tüüpi tuuleenergia seadmed moodustavad enam kui 70% turuosast.Seetõttu käsitletakse käesolevas artiklis peamiselt seda tüüpi tuuleelektriseadmete rikete diagnoosimist ja tervisekontrolli.
Joonis 1 Kahe toiteallikaga tuuleturbiini põhistruktuur
Tuuleenergiaseadmed on pikka aega töötanud ööpäevaringselt keeruliste vahelduvate koormuste, näiteks tuuleiilide all.Karm teeninduskeskkond on tõsiselt mõjutanud tuuleenergiaseadmete tööohutust ja hooldust.Vahelduv koormus mõjub tuuleturbiini labadele ja kandub üle laagrite, võllide, hammasrataste, generaatorite ja muude ülekandeahela komponentide kaudu, muutes jõuülekandeahela hoolduse ajal äärmiselt rikkis.Praegu on tuuleenergiaseadmetel laialdaselt varustatud seiresüsteem SCADA-süsteem, mis suudab jälgida tuuleenergiaseadmete tööolekut, nagu voolutugevus, pinge, võrguühendus ja muud tingimused, ning millel on sellised funktsioonid nagu häired ja aruanded;kuid süsteem jälgib olekut Parameetrid on piiratud, peamiselt signaalid nagu vool, pinge, võimsus jne ning endiselt on puudu põhikomponentide vibratsiooni jälgimise ja rikete diagnoosimise funktsioonidest [3-5].Välisriigid, eriti lääne arenenud riigid, on pikka aega välja töötanud spetsiaalselt tuuleenergiaseadmete jaoks mõeldud seisukorra jälgimise seadmed ja analüüsitarkvara.Kuigi kodumaine vibratsiooniseire tehnoloogia sai alguse hilja, ajendatuna suure kodumaise tuuleenergia kaugjuhtimis- ja hooldusturu nõudlusest, on ka kodumaiste seiresüsteemide arendamine jõudnud kiire arengu etappi.Tuuleenergiaseadmete intelligentne tõrkediagnostika ja varajase hoiatamise kaitse võivad vähendada tuuleenergia käitamise ja hoolduse kulusid ja suurendada tõhusust ning on saavutanud tuuleenergiatööstuses konsensuse.
2. Tuuleelektriseadmete peamised rikkeomadused
Tuuleenergia seadmed on keerukas elektromehaaniline süsteem, mis koosneb rootoritest (labad, rummud, kaldesüsteemid jne), laagritest, peavõllidest, käigukastidest, generaatoritest, tornidest, lengerdussüsteemidest, anduritest jne. Tuuleturbiini iga komponent on allutatud vahelduvad koormused hoolduse ajal.Hooldusaja pikenedes on erinevat tüüpi kahjustused või rikked vältimatud.
Joonis 2 Tuuleenergiaseadmete iga komponendi remondikulude suhe
Joonis 3 Tuuleenergiaseadmete erinevate komponentide seisakute suhe
Jooniselt 2 ja jooniselt 3 [6] on näha, et labade, käigukastide ja generaatorite põhjustatud seisakud moodustasid üle 87% üldisest planeerimata seisakuajast ning hoolduskulud moodustasid üle 3 hoolduse kogukuludest./4.Seetõttu on tuuleturbiinide, labade, käigukastide ja generaatorite seisundi jälgimisel, rikete diagnoosimisel ja tervisejuhtimisel kolm peamist komponenti, millele tuleb tähelepanu pöörata.Hiina Taastuvenergia Seltsi tuuleenergia erialakomitee juhtis 2012. aasta uuringus riiklike tuuleenergia seadmete töökvaliteedi kohta[6] tähelepanu, et tuuleenergia labade rikketüübid hõlmavad peamiselt lõhenemist, pikselöögi, purunemist jne. rikete põhjuste hulka kuuluvad projekteerimine, ise ja välised tegurid tootmise, tootmise ja transpordi kasutuselevõtu- ja teenindusfaasis.Käigukasti põhiülesanne on stabiilne madala kiirusega tuuleenergia kasutamine elektri tootmiseks ja spindli pöörlemissageduse suurendamine.Tuuleturbiini töötamise ajal on käigukast vastuvõtlikum riketele vahelduva pinge ja löögikoormuse mõjul [7].Käigukastide levinumad vead on käiguvead ja laagrivead.Käigukasti vead tulenevad enamasti laagritest.Laagrid on käigukasti põhikomponent ja nende rike põhjustab sageli käigukasti katastroofilisi kahjustusi.Laagrite rikete hulka kuuluvad peamiselt väsimuse koorumine, kulumine, purunemine, liimimine, puurikahjustused jne [8], mille hulgas on väsimusest tingitud koorumine ja kulumine kaks levinumat veerelaagrite rikkevormi.Kõige levinumad hammasülekande rikked on kulumine, pinna väsimine, purunemine ja purunemine.Generaatorisüsteemi vead jagunevad mootoririkketeks ja mehaanilisteks vigadeks [9].Mehaanilised rikked hõlmavad peamiselt rootori ja laagrite rikkeid.Rootori rikete hulka kuuluvad peamiselt rootori tasakaalustamatus, rootori purunemine ja lahtised kummihülsid.Mootori rikete tüübid võib jagada elektrilisteks ja mehaanilisteks riketeks.Elektriliste rikete hulka kuuluvad rootori/staatori pooli lühis, katkenud rootorivarraste põhjustatud vooluring, generaatori ülekuumenemine jne;mehaanilised vead on generaatori liigne vibratsioon, laagrite ülekuumenemine, isolatsioonikahjustused, tõsine kulumine jne.
Postitusaeg: 30. august 2021
