一种风电机组塔筒状态在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种风电机组塔筒状态在线监测系统，包括设置在上部塔筒的内壁上的第一倾斜度传感器；设置在下部塔筒的内壁上的第二倾斜度传感器；与第一倾斜度传感器以及第二倾斜度传感器连接的数据处理分析装置，获得塔筒的动态倾斜数据；与数据处理分析装置连接的服务器；与服务器连接的远程操作访问端；一用于校准所述上部塔筒和下部塔筒的初始倾斜角度的离线校准检测装置；设置在上部塔筒的塔顶上的一阶振动固有频率检测器，一阶振动固有频率检测器与数据处理分析装置连接；设置在上部塔筒底部的上法兰；设置在下部塔筒顶部的下法兰；用以检测螺母与螺栓本体所发生的相对转动角度的松动检测装置；本实用新型专利技术保证了风力发电机组的正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组塔筒状态在线监测系统
本技术涉及风电机组
，特别涉及一种风电机组塔筒状态在线监测系统。
技术介绍
风电机组的塔筒是风力发电机组中的承重部件，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。塔筒承受着推力，弯矩和扭矩负荷等复杂多变的载荷，使得风力发电机组运行过程中，塔筒会出现一定幅度的摇摆和扭曲等变形；此外，塔筒还会受到材料变化，零部件失效以及地基沉降等因素的影响，发生倾斜。塔筒过大的倾斜变形会影响风力发电机组的正常运行，严重的还会产生安全事故，因此，需要对风电机组基础沉降及塔筒安全进行实时监测。目前，基础沉降监测使用光学水准仪定期测量基础的沉降，费时费力并不能实时知道基础沉降信息。对于塔筒形态测量通常是在塔筒上安装多个GPS接收机，根据GPS测量数据来绘制得到塔筒的倾斜形态，这种方式成本高，而且塔筒为封闭状态，GPS信号接收困难。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种风电机组塔筒状态在线监测系统，以解决上述
技术介绍
存在的问题。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种风电机组塔筒状态在线监测系统，包括：设置在上部塔筒的内壁上的第一倾斜度传感器；设置在下部塔筒的内壁上的第二倾斜度传感器；与所述第一倾斜度传感器以及第二倾斜度传感器连接的数据处理分析装置，所述数据处理分析装置对所述第一倾斜度传感器以及第二倾斜度传感器的倾斜角度进行计算，获得塔筒的动态倾斜数据；与所述数据处理分析装置连接的服务器；与所述服务器连接的远程操作访问端；一用于校准所述上部塔筒和下部塔筒的初始倾斜角度的离线校准检测装置；还包括：设置在上部塔筒的塔顶上的一阶振动固有频率检测器，所述一阶振动固有频率检测器与所述数据处理分析装置连接；设置在上部塔筒底部的上法兰；设置在下部塔筒顶部的下法兰；连接上法兰和下法兰的螺栓本体和螺母；用以检测螺母与螺栓本体所发生的相对转动角度的松动检测装置，所述松动检测装置与所述数据处理分析装置连接。在本技术的一个优选实施例中，所述一阶振动固有频率检测器包括双轴加速度传感器。在本技术的一个优选实施例中，所述服务器还与报警装置连接，当所述服务器接收到所述一阶振动固有频率检测器所检测到的塔筒一阶振动固有频率数据超过预设定值时，或者，当所述服务器接收到第一倾斜度传感器或第二倾斜度传感器检测到的塔筒的动态倾斜数据超过预设定值时，或者，当所述服务器接收到松动检测装置检测到螺母与螺栓本体的松动程度超过预设定值时，所述报警装置发出警报。在本技术的一个优选实施例中，所述离线校准检测装置包括用以分别对上法兰或下法兰的上表面至少三个不同位置倾斜角度进行测量的单轴向梁式倾斜传感器，所述单轴向梁式倾斜传感器的两端分别横跨在上法兰或下法兰的上表面，所述单轴向梁式倾斜传感器与所述数据处理分析装置连接，所述数据处理分析装置对所述单轴向梁式倾斜传感器测量的至少三次倾斜角度经过算法计算，合成出上部塔筒或下部塔筒的初始化最大倾斜角度及方位。在本技术的一个优选实施例中，所述上部塔筒和下部塔筒的内壁分别设置有上悬板和下悬板，所述第一倾斜度传感器和第二倾斜度传感器分别固定在所述上悬板和下悬板上。在本技术的一个优选实施例中，所述数据处理分析装置设置在所述下部塔筒内，所述数据处理分析装置与所述服务器通过以太网连接。在本技术的一个优选实施例中，所述数据处理分析装置包括工业电脑。在本技术的一个优选实施例中，所述数据处理分析装置具有数据接收端。由于采用了如上的技术方案，工作时，先利用离线校准检测装置检测上部塔筒和下部塔筒的初始倾斜角度，此时即可根据上部塔筒和下部塔筒的初始倾斜角度调整第一倾斜度传感器和第二倾斜度传感器的初始检测数据，然后数据处理分析装置对第一倾斜度传感器和第二倾斜度传感器的倾斜角度经过算法计算，获得塔筒的动态倾斜数据,处理完的结果传输到服务器中进行存储,远程操作访问端可通过连接服务器查看到相应的绘图信息。另外，一阶振动固有频率检测器能够实时在线监测塔筒一阶振动固有频率，当塔筒结构变形或受损，塔筒一阶固有频率会变化，而一阶振动固有频率检测器能够将检测到的一阶振动固有频率送至数据处理分析装置，识别出塔筒结构受损状态。还有，松动检测装置够检测螺母与螺栓本体所发生的相对转动角度，进而获得松动程度，作松动程度在线监测。本技术从塔筒的动态倾斜数据、塔筒的一阶振动固有频率以及连接螺栓松动程度等三个方面进行多重在线监测，大大提高了塔筒的安全检测性，保证风力发电机组的正常运行。附图说明图1是本技术一种实施例的结构示意图。图2是本技术一种实施例的离线校准检测装置工作时的俯视图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、技术特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式进一步阐述本技术。如图1和图2所示，本技术一种风电机组塔筒状态在线监测系统，包括分别设置在上部塔筒100a的内壁上的第一倾斜度传感器210和设置在下部塔筒100b的内壁上的第二倾斜度传感器220。为了方便安装，上部塔筒100a和下部塔筒100b的内壁分别设置有上悬板110a和下悬板110b，第一倾斜度传感器210和第二倾斜度传感器220分别固定在上悬板110a和下悬板110b上。第一倾斜度传感器210和第二倾倾斜度传感器220分别与数据处理分析装置400连接，第一倾斜度传感器210和第二倾斜度传感器220将各自监测到的倾斜数据传送给数据处理分析装置400。为了保证数据传送的稳定性，数据处理分析装置400设置在下部塔筒100b内，数据处理分析装置400与服务器500通过以太网连接，数据处理分析装置400具有数据接收端，能够接收与其通过有线或者无线方式连接的部件的数据。本实施例中的数据处理分析装置400为工业电脑。服务器500与远程操作访问端600连接，本实施例中的远程操作访问端600为三个，分别是供应商远程操作访问端、维护人员远程操作访问端和风电用户远程操作访问端。一种风电机组塔筒状态在线监测系统还包括一个用于校准上部塔筒100a和下部塔筒100b的初始倾斜角度的离线校准检测装置230和一阶振动固有频率检测器700以及松动检测装置800。本实施例中的离线校准检测装置230包括用以分别对上部塔筒100a的上法兰101a或下部塔筒110b的下法兰101b的上表面至少三个不同位置倾斜角度进行测量的单轴向梁式倾斜传感器231，本实施例中上法兰101a设置在上部塔筒底部，下法兰101b设置在下部塔筒顶部，塔筒的上法兰101a或下法兰101b的上表面划分为圆周三等分区域，单轴向梁式倾斜传感器231对每一个区域测量一次。单轴向梁式倾斜传感器231的左端231a和右端231b分别横跨在上法兰101a或下法兰101b的上表面，单轴向梁式倾斜传感器231与数据处理分析装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组塔筒状态在线监测系统，包括：/n设置在上部塔筒的内壁上的第一倾斜度传感器；/n设置在下部塔筒的内壁上的第二倾斜度传感器；/n与所述第一倾斜度传感器以及第二倾斜度传感器连接的数据处理分析装置，所述数据处理分析装置对所述第一倾斜度传感器以及第二倾斜度传感器的倾斜角度进行计算，获得塔筒的动态倾斜数据；/n与所述数据处理分析装置连接的服务器；/n与所述服务器连接的远程操作访问端；/n一个用于校准所述上部塔筒和下部塔筒的初始倾斜角度的离线校准检测装置；/n其特征在于，还包括：/n设置在上部塔筒的塔顶上的一阶振动固有频率检测器，所述一阶振动固有频率检测器与所述数据处理分析装置连接；/n设置在上部塔筒底部的上法兰；/n设置在下部塔筒顶部的下法兰；/n连接上法兰和下法兰的螺栓本体和螺母；/n用以检测螺母与螺栓本体所发生的相对转动角度的松动检测装置，所述松动检测装置与所述数据处理分析装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电机组塔筒状态在线监测系统，包括：
设置在上部塔筒的内壁上的第一倾斜度传感器；
设置在下部塔筒的内壁上的第二倾斜度传感器；
与所述第一倾斜度传感器以及第二倾斜度传感器连接的数据处理分析装置，所述数据处理分析装置对所述第一倾斜度传感器以及第二倾斜度传感器的倾斜角度进行计算，获得塔筒的动态倾斜数据；
与所述数据处理分析装置连接的服务器；
与所述服务器连接的远程操作访问端；
一个用于校准所述上部塔筒和下部塔筒的初始倾斜角度的离线校准检测装置；
其特征在于，还包括：
设置在上部塔筒的塔顶上的一阶振动固有频率检测器，所述一阶振动固有频率检测器与所述数据处理分析装置连接；
设置在上部塔筒底部的上法兰；
设置在下部塔筒顶部的下法兰；
连接上法兰和下法兰的螺栓本体和螺母；
用以检测螺母与螺栓本体所发生的相对转动角度的松动检测装置，所述松动检测装置与所述数据处理分析装置连接。


2.如权利要求1所述的一种风电机组塔筒状态在线监测系统，其特征在于，所述一阶振动固有频率检测器包括双轴加速度传感器。


3.如权利要求1所述的一种风电机组塔筒状态在线监测系统，其特征在于，所述服务器还与报警装置连接，当所述服务器接收到所述一阶振动固有频率检测器所检测到的塔筒一阶振动固有频率数据超过预设定值时，或者，当所述服务器接收到第一倾斜度传感器或第二倾斜度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖峰，郝明波，廖建林，韩斌，丁春雷，梁金鑫，吕游，
申请(专利权)人：华能新能源湘乡风力发电有限公司，西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43