非接触式变桨滑环及滑环监测仪在风力发电机组的新应用
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完成单位:延长汇通风电有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-375
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
成果主要完成人
田玉成、曹建林、刘 磊、张旭阳、韩朝阳、付 强、赵炳昌、王晓平
项目概况
在采用电动变桨的风电机组中,变桨滑环是为轮毂变桨系统提供动力电源、通讯、电气控制信号、应急照明供电等电能连接的关键部件。
风机上工作环境复杂,滑环引起的变桨通信故障占变桨类故障的比例很高。变桨通信故障会引发变桨电池、安全链等一系列故障,严重的会导致风机桨叶无法收回,最终导致飞车倒塔等严重安全事故。由于风机上工况环境差,滑环维护过程中无法达到原厂家的维护工艺,如要拆下替换,又加大了备件的库存成本。最终导致滑环维修更换频率大,风机停机时间长,增加了检修工作量,严重影响设备的安全运行可靠性和整个机组的发电效率。备件消耗多,维修成本高,所以目前对变桨滑环有着急迫的技改升级需求。
由于风机在运行过程中,一旦出现任何滑环故障,维护人员都必须到现场进行处理,在后期的维护过程中,通常会特别指定专人去值守风电场,以保证对设备在特定的阶段后进行检修、维护。据统计,风场变桨系统的故障中,大多数由变桨滑环所引起的故障,因此会导致频繁地对滑环进行的检修、维护,这样不仅花费大量的人力资源和金钱,而且每次对滑环的检修都必须停止风电机组设备运行,还会浪费大量的风力能源,影响风场发电,损失重大,浪费大量的资源、能源。基于此实时的变桨滑环运行监测变得非常必要起来。
为了解决以上问题,本项目提出了两个技术创新方向:变桨滑环的改造升级和实时运行监测。
1.将普通变桨滑环更换为多通道自动冗余非接触式激光滑环。这种滑环采用了多通道自动冗余的非接触激光通信技术,可以从根本上解决风机变桨滑环的维护及可靠性问题。它不仅能够彻底根除变桨滑环类通信故障,还实现了终生免维护的技术目标。
2.加装滑环监测仪。一旦发生故障,监测仪将第一时间发出报警,并提供故障细节。甚至对于滑环本身的磨损和老化情况,监测仪也能够提前给出预警。通过收集足够的数据,我们可以建立特定的变桨滑环故障统计模型,从而提供更好的维护方案,并减少停发损失。