Rüzgar Enerjisi Ağı Haberleri: Özet: Bu makale, rüzgar türbini tahrik zincirindeki üç ana bileşenin (kompozit kanatlar, dişli kutuları ve jeneratörler) arıza teşhisi ve sağlık izlemesinin gelişiminin mevcut durumunu gözden geçirmekte ve mevcut araştırma durumunu ve ana hatları özetlemektedir. bu alan yönteminin yönleri.Rüzgar enerjisi ekipmanlarındaki kompozit kanatlar, dişli kutuları ve jeneratörlerin üç ana bileşeninin ana arıza özellikleri, arıza biçimleri ve teşhis zorlukları ve mevcut arıza teşhisi ve Sağlık izleme yöntemleri ve son olarak bu alanın gelişme yönü için beklentiler özetlenmiştir.
0 Önsöz
Temiz ve yenilenebilir enerjiye yönelik büyük küresel talep ve rüzgar enerjisi ekipmanı üretim teknolojisindeki önemli ilerleme sayesinde, küresel rüzgar enerjisi kurulu kapasitesi istikrarlı bir şekilde artmaya devam ediyor.Küresel Rüzgar Enerjisi Birliği'nin (GWEC) istatistiklerine göre, 2018 yılsonu itibarıyla küresel rüzgar enerjisi kurulu gücü 597 GW'a ulaştı ve Çin, 200 GW'ın üzerinde kurulu güce sahip ilk ülke oldu ve 216 GW'a ulaştı. toplam küresel kurulu kapasitenin 36'dan fazlasını oluşturuyor.%, dünyanın önde gelen rüzgar enerjisi konumunu korumaya devam ediyor ve gerçek bir rüzgar enerjisi ülkesi.
Halihazırda, rüzgar enerjisi endüstrisinin sağlıklı gelişimini engelleyen önemli bir faktör, rüzgar enerjisi ekipmanının, geleneksel fosil yakıtlardan daha yüksek birim enerji çıkışı maliyeti gerektirmesidir.Nobel Fizik Ödülü sahibi ve eski ABD Enerji Bakanı Zhu Diwen, büyük ölçekli rüzgar enerjisi ekipmanı işletim güvenliği garantisinin titizliği ve gerekliliğine ve yüksek işletme ve bakım maliyetlerinin bu alanda çözülmesi gereken önemli sorunlar olduğuna dikkat çekti [1]. .Rüzgar enerjisi ekipmanı çoğunlukla uzak bölgelerde veya insanların erişemeyeceği açık deniz alanlarında kullanılır.Teknolojinin gelişmesiyle birlikte rüzgar enerjisi ekipmanları büyük ölçekli gelişme yönünde gelişmeye devam etmektedir.Rüzgar enerjisi kanatlarının çapı artmaya devam ederek, önemli ekipmanların kurulu olduğu yer ile yer arasındaki mesafenin artmasıyla sonuçlanır.Bu, rüzgar enerjisi ekipmanının işletimi ve bakımına büyük zorluklar getirdi ve ünitenin bakım maliyetini artırdı.Batılı gelişmiş ülkelerdeki rüzgar enerjisi ekipmanının genel teknik durumu ve rüzgar santrali koşulları arasındaki farklılıklar nedeniyle, Çin'deki rüzgar enerjisi ekipmanının işletme ve bakım maliyetleri, gelirin yüksek bir bölümünü oluşturmaya devam ediyor.20 yıllık hizmet ömrüne sahip kara rüzgar türbinleri için bakım maliyeti Rüzgar çiftliklerinin toplam geliri %10~15;açık deniz rüzgar çiftlikleri için oran %20~%25[2] kadar yüksektir.Rüzgar enerjisinin yüksek işletme ve bakım maliyeti, esas olarak rüzgar enerjisi ekipmanının işletme ve bakım modu tarafından belirlenir.Şu anda, çoğu rüzgar çiftliği düzenli bakım yöntemini benimsemektedir.Potansiyel arızalar zamanında tespit edilemez ve bozulmamış ekipmanın tekrarlanan bakımı da işletme ve bakımı artıracaktır.maliyet.Ayrıca arızanın kaynağının zamanında tespit edilememesi ve çeşitli yöntemlerle tek tek araştırılabilmesi çok büyük işletme ve bakım maliyetlerini de beraberinde getirecektir.Bu soruna bir çözüm, rüzgar türbinleri için yıkıcı kazaları önlemek ve rüzgar türbinlerinin hizmet ömrünü uzatmak için bir yapısal sağlık izleme (SHM) sistemi geliştirmek ve böylece rüzgar gücünün birim enerji çıktı maliyetini azaltmaktır.Bu nedenle rüzgar enerjisi endüstrisi için SHM sisteminin geliştirilmesi zorunludur.
1. Rüzgar enerjisi ekipmanı izleme sisteminin mevcut durumu
Birçok rüzgar enerjisi ekipmanı yapısı vardır, bunlar arasında başlıca: çift beslemeli asenkron rüzgar türbinleri (değişken hızlı değişken adımlı çalışan rüzgar türbinleri), doğrudan tahrikli sabit mıknatıslı senkron rüzgar türbinleri ve yarı doğrudan tahrikli senkronize rüzgar türbinleri.Doğrudan tahrikli rüzgar türbinleri ile karşılaştırıldığında, çift beslemeli asenkron rüzgar türbinleri, dişli kutusu değişken hızlı ekipmanı içerir.Temel yapısı Şekil 1'de gösterilmiştir. Bu tip rüzgar enerjisi ekipmanı, pazar payının %70'inden fazlasını oluşturmaktadır.Bu nedenle, bu makale esas olarak bu tür rüzgar enerjisi ekipmanının arıza teşhisini ve sağlık izlemesini gözden geçirmektedir.
Şekil 1 Çift beslemeli rüzgar türbininin temel yapısı
Rüzgar enerjisi ekipmanı, uzun süredir rüzgar esintileri gibi karmaşık değişken yükler altında 24 saat çalışıyor.Zorlu hizmet ortamı, rüzgar enerjisi ekipmanının çalışma güvenliğini ve bakımını ciddi şekilde etkilemiştir.Alternatif yük, rüzgar türbini kanatlarına etki eder ve şanzıman zincirindeki rulmanlar, miller, dişliler, jeneratörler ve diğer bileşenler aracılığıyla iletilir, bu da şanzıman zincirini hizmet sırasında arızaya son derece yatkın hale getirir.Halihazırda rüzgar enerjisi ekipmanları üzerinde yaygın olarak bulunan izleme sistemi, rüzgar enerjisi ekipmanlarının akım, gerilim, şebeke bağlantısı ve diğer koşullar gibi çalışma durumunu izleyebilen ve alarm ve rapor gibi işlevleri olan SCADA sistemidir;ancak sistem durumu izler. Parametreler sınırlıdır, özellikle akım, voltaj, güç vb. gibi sinyaller sınırlıdır ve temel bileşenler için hala titreşim izleme ve arıza teşhis fonksiyonlarında eksiklik vardır [3-5].Yabancı ülkeler, özellikle Batılı gelişmiş ülkeler, uzun süredir özellikle rüzgar enerjisi ekipmanı için durum izleme ekipmanı ve analiz yazılımı geliştirmiştir.Yurtiçi titreşim izleme teknolojisi, büyük yerel rüzgar enerjisi uzaktan çalıştırma ve bakım pazarı talebinin etkisiyle geç başlamış olsa da, yurt içi izleme sistemlerinin gelişimi de hızlı bir gelişme aşamasına girmiştir.Rüzgar enerjisi ekipmanının akıllı arıza teşhisi ve erken uyarı koruması, rüzgar enerjisi işletme ve bakımının maliyetini azaltabilir ve verimliliğini artırabilir ve rüzgar enerjisi endüstrisinde bir fikir birliği kazanmıştır.
2. Rüzgar enerjisi ekipmanının ana arıza özellikleri
Rüzgar enerjisi ekipmanı, rotorlar (kanatlar, göbekler, hatve sistemleri vb.), yataklar, ana miller, dişli kutuları, jeneratörler, kuleler, sapma sistemleri, sensörler vb.'den oluşan karmaşık bir elektromekanik sistemdir. Bir rüzgar türbininin her bileşeni, servis sırasında alternatif yükler.Servis süresi arttıkça çeşitli tiplerde hasar veya arızalar kaçınılmazdır.
Şekil 2 Rüzgar enerjisi ekipmanının her bir bileşeninin onarım maliyeti oranı
Şekil 3 Rüzgar enerjisi ekipmanının çeşitli bileşenlerinin kesinti oranı
Şekil 2 ve Şekil 3'ten [6], kanatların, dişli kutularının ve jeneratörlerin neden olduğu duruş süresinin, toplam plansız duruş süresinin %87'sinden fazlasını oluşturduğu ve bakım maliyetlerinin toplam bakım maliyetlerinin 3'ünden fazlasını oluşturduğu görülebilir./4.Bu nedenle rüzgar türbinlerinin, kanatlarının, dişli kutularının ve jeneratörlerin durum izleme, arıza teşhisi ve sağlık yönetimi, dikkat edilmesi gereken üç ana bileşendir.Çin Yenilenebilir Enerji Derneği'nin Rüzgar Enerjisi Profesyonel Komitesi, ulusal rüzgar enerjisi ekipmanının çalışma kalitesi hakkında 2012'de yaptığı bir ankette[6] rüzgar enerjisi kanatlarının arıza türlerinin temel olarak çatlama, yıldırım çarpması, kırılma vb. içerdiğini ve başarısızlık nedenleri arasında tasarım, üretim, imalat ve nakliyenin tanıtım ve hizmet aşamalarındaki öz ve dış faktörler sayılabilir.Dişli kutusunun ana işlevi, güç üretimi için düşük hızlı rüzgar enerjisini istikrarlı bir şekilde kullanmak ve iş mili hızını artırmaktır.Rüzgar türbininin çalışması sırasında, dişli kutusu, alternatif stres ve darbe yükünün etkileri nedeniyle arızaya karşı daha hassastır [7].Dişli kutularının yaygın arızaları arasında dişli arızaları ve yatak arızaları bulunur.Şanzıman arızaları çoğunlukla rulmanlardan kaynaklanmaktadır.Rulmanlar dişli kutusunun önemli bir bileşenidir ve bunların arızalanması genellikle dişli kutusunda feci hasara neden olur.Rulman arızaları temel olarak yorulma soyulması, aşınma, kırılma, yapıştırma, kafes hasarı vb. içerir [8], bunlar arasında yorulma soyulması ve aşınma, rulmanların en yaygın iki arıza şeklidir.En yaygın dişli arızaları arasında aşınma, yüzey yorgunluğu, kırılma ve kırılma yer alır.Jeneratör sisteminin arızaları motor arızaları ve mekanik arızalar olarak ikiye ayrılır [9].Mekanik arızalar esas olarak rotor arızalarını ve yatak arızalarını içerir.Rotor arızaları esas olarak rotor dengesizliği, rotor kopması ve gevşek kauçuk manşonları içerir.Motor arızalarının türleri elektrik arızaları ve mekanik arızalar olarak ikiye ayrılabilir.Elektrik arızaları arasında rotor/stator bobininde kısa devre, kırık rotor çubuklarından kaynaklanan açık devre, jeneratörün aşırı ısınması vb. sayılabilir;mekanik arızalar arasında aşırı jeneratör titreşimi, yatağın aşırı ısınması, yalıtım hasarı, Ciddi aşınma vb. bulunur.
Gönderim zamanı: Ağu-30-2021
