一种风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法技术

本发明专利技术提供了一种风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法，在轮毂腹板安装高精度测距传感器，实时监测叶根螺栓端部、螺母和叶根法兰分别与高精度测距传感器之间的距离，采集仪实时采集高精度测距传感器监测到的距离值，风机主控实时读取采集仪采集到的距离值并上传至风场中控服务器，风场中控服务器根据高精度测距传感器监测到的距离值判断叶根螺栓情况。本发明专利技术提供的一种风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法，通过监测风力发电机组叶根螺栓端部、螺母、法兰分别与测距传感器探头之间的距离来判断判断叶根螺栓是否断裂或严重松动，能够全面监测叶根螺栓断裂或严重松动的情况，实现故障报警，具有工艺简单，成本低，精度高、可靠性高的特点。的特点。的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法


[0001]本专利技术涉及一种风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法，属于风力发电机组法兰连接螺栓监测


技术介绍

[0002]目前叶片根部和轮毂之间的连接一般是通过预埋叶根高强螺栓连接。法兰连接结构中的螺栓在交变载荷作用下，承受拉、压循环作用。在拉、压交变载荷作用下，螺纹发生塑性变形而导致螺栓断裂或严重松动，从而影响机组正常运行，严重时甚至会导致叶片掉落、塔筒倒塌等事故，给风电企业带来极大的经济损失。
[0003]现有的风力发电机组叶根螺栓断裂判定主要采用以下几种方式：
[0004]现有技术方案一：采用接近传感器，传感器探头指向螺栓、且与法兰面平行，当螺栓断裂脱落时，接近传感器可检测到原螺栓安装处出现空位，判断出现螺栓断裂问题。但当螺栓断裂或严重松动，却未完全脱落时，接近传感器无法检查出异常情况，存在漏报隐患。
[0005]现有技术方案二：采用钢丝绳、卡簧将法兰上的所有螺栓连接起来，当出现螺栓断裂问题时，在螺栓重力作用下会导致钢丝绳断裂，与钢丝绳相连的传感器发出报警信号。但该技术方案需要在每个螺栓上安装卡簧，工艺复杂，施工时间成本高，且钢丝绳抗断裂强度较难控制，可能出现螺栓断裂，但钢丝绳不断裂，无法报警的情况，监测不准确。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法，通过监测风力发电机组叶根螺栓端部、螺母、法兰分别与测距传感器探头之间的距离来判断判断叶根螺栓是否断裂或严重松动，能够全面监测叶根螺栓断裂或严重松动的情况，实现故障报警，具有工艺简单，成本低，精度高、可靠性高的特点。
[0007]本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法，包括以下过程：
[0008](1)将一组高精度测距传感器安装于轮毂腹板，高精度测距传感器的数目至少为4个，各高精度测距传感器安装位置应在与叶根法兰平行的平面上，且各高精度测距传感器以轮毂腹板的圆心为圆心周向均匀分布，高精度测距传感器安装位置所在圆圆心与叶根法兰连接螺栓安装位置所在圆圆心的连线应垂直于叶根法兰平面，高精度测距传感器的探头指向叶根螺栓的端面、螺母表面或无螺栓螺母位置的法兰表面；
[0009](2)测量获得叶根螺栓处于正常状况下的以下基准值：
[0010]设叶根法兰上安装的叶根螺栓的数目为N，在变桨过程中，叶根螺栓随叶根法兰转动，叶根法兰每转动360
°
/N，叶根螺栓端部与高精度测距传感器之间的距离——记为第一标准距离值L1；
[0011]用于固定叶根螺栓的螺母表面与高精度测距传感器之间的距离——记为第二标准距离值L2；
[0012]叶根法兰表面与高精度测距传感器之间的距离——记为第三标准距离值L3；
[0013]在变桨角度360
°
/N的过程中，高精度测距传感器扫描螺栓对应的变桨角度——记为第一标准变桨角度β1，其中R1表示叶根螺栓的半径，R0表示叶根螺栓安装位置所在圆的半径，Δβ1表示由于叶根螺栓制造和安装造成的角度偏差值；
[0014]高精度测距传感器扫描半个螺母过程对应的变桨角度——记为第二标准变桨角度β2，其中S1表示螺母相对面距离，Δβ2表示螺母制造安装以及由于螺母呈六角形且E1＞S1造成的角度偏差值，E1表示螺母对角边距离；
[0015]扫描叶根法兰表面过程对应的变桨角度——记为第三标准变桨角度β3，其中D1表示叶根螺栓安装位置所在圆上相邻螺母的最近两点之间的直线距离，Δβ3表示考虑螺母制造安装以及由于螺母呈六角形且E1＞S1造成的角度偏差值；
[0016](3)采集仪实时采集高精度测距传感器监测到的叶根螺栓端部与高精度测距传感器之间的距离——记为第一测量距离值L1
′
、螺母表面与高精度测距传感器之间的距离——记为第二测量距离值L2
′
，以及叶根法兰表面与高精度测距传感器之间的距离——记为第三测量距离值L3
′
；风机主控实时读取采集仪采集到的距离值并上传至风场中控服务器；
[0017](4)风场中控服务器根据高精度测距传感器监测到的距离值判断叶根螺栓情况。
[0018]步骤(2)所述的角度偏差值Δβ2中，因螺母呈六角形且E1＞S1造成的角度偏差值范围为
[0019]步骤(2)所述的角度偏差值Δβ3中，因螺母呈六角形且E1＞S1造成的角度偏差值范围为
[0020]骤(4)所述风场中控服务器根据高精度测距传感器监测到的距离值判断叶根螺栓情况，具体包括以下情形：
[0021]a、若在变桨过程中，高精度测距传感器周期性地依次检测到第一测量距离值L1
′
、第二测量距离值L2
′
和第三测量距离值L3
′
，并且L1
′
＝L1，L2
′
＝L2，L3
′
＝L3，其中检测到第一测量距离值L1
′
时对应的变桨角度为第一标准变桨角度β1，检测到第二量距离值L2
′
时对应的变桨角度为第二标准变桨角度β2，检测到第三量距离值L3
′
时对应的变桨角度为第三标准变桨角度β3，则说明叶根螺栓状态正常；
[0022]b、若在变桨过程中，第一标准变桨角度β1范围内检测到第一测量距离值L1
′
，且L1
′
＜L1，第一测量距离值L1
′
与第一标准距离值L1之间的偏差超过第一预设值ΔL1，则说明当前叶根螺栓出现了断裂或严重松动问题，但并未脱落；
[0023]c、若在变桨过程中，第二标准变桨角度β2范围内检测到第二测量距离值L2
′
，且L2
′
＜L2，第二测量距离值L2
′
与第二标准距离值L2之间的偏差超过第二预设值ΔL2，则说
明当前叶根螺栓出现了断裂或严重松动问题，但并未脱落；
[0024]d、若在变桨过程中，第一标准变桨角度β1范围内检测到第一测量距离值L1
′
，L1
′
＞L3，第一测量距离值L1
′
与第三标准距离值L3之间的偏差超过第三预设值ΔL3，则说明当前叶根螺栓已断裂脱落；
[0025]e、若在变桨过程中，第二标准变桨角度β2范围内检测到第二测量距离值L2
′
，并且L2
′
≥L3，则说明当前螺母已脱落。
[0026]风机主控将实时读取的距离值和判断结果数据进行存储，并根据判断结果生成监测报告予以显示和报警。
[0027]高精度测距传感器通过固定支架安装于轮毂腹板。
[0028]固定支架采用Z形支架，Z形支架由第一阶梯平板、第二阶梯平板以及连接第一阶梯平板和第二阶梯平板的竖直连接板组成，第一阶梯平板设有传感器安装孔，高精度测距传感器通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法，其特征在于包括以下过程：(1)将一组高精度测距传感器安装于轮毂腹板，高精度测距传感器的数目至少为4个，各高精度测距传感器安装位置应在与叶根法兰平行的平面上，且各高精度测距传感器以轮毂腹板的圆心为圆心周向均匀分布，高精度测距传感器安装位置所在圆圆心与叶根法兰连接螺栓安装位置所在圆圆心的连线应垂直于叶根法兰平面，高精度测距传感器的探头指向叶根螺栓的端面、螺母表面或无螺栓螺母位置的法兰表面；(2)测量获得叶根螺栓处于正常状况下的以下基准值：设叶根法兰上安装的叶根螺栓的数目为N，在变桨过程中，叶根螺栓随叶根法兰转动，叶根法兰每转动360
°
/N，叶根螺栓端部与高精度测距传感器之间的距离——记为第一标准距离值L1；用于固定叶根螺栓的螺母表面与高精度测距传感器之间的距离——记为第二标准距离值L2；叶根法兰表面与高精度测距传感器之间的距离——记为第三标准距离值L3；在变桨角度360
°
/N的过程中，高精度测距传感器扫描螺栓对应的变桨角度——记为第一标准变桨角度β1，其中R1表示叶根螺栓的半径，R0表示叶根螺栓安装位置所在圆的半径，Δβ1表示由于叶根螺栓制造和安装造成的角度偏差值；高精度测距传感器扫描半个螺母过程对应的变桨角度——记为第二标准变桨角度β2，其中S1表示螺母相对面距离，Δβ2表示螺母制造安装以及由于螺母呈六角形且E1＞S1造成的角度偏差值，E1表示螺母对角边距离；扫描叶根法兰表面过程对应的变桨角度——记为第三标准变桨角度β3，其中D1表示叶根螺栓安装位置所在圆上相邻螺母的最近两点之间的直线距离，Δβ3表示考虑螺母制造安装以及由于螺母呈六角形且E1＞S1造成的角度偏差值；(3)采集仪实时采集高精度测距传感器监测到的叶根螺栓端部与高精度测距传感器之间的距离——记为第一测量距离值L1
′
、螺母表面与高精度测距传感器之间的距离——记为第二测量距离值L2
′
，以及叶根法兰表面与高精度测距传感器之间的距离——记为第三测量距离值L3
′
；风机主控实时读取采集仪采集到的距离值并上传至风场中控服务器；(4)风场中控服务器根据高精度测距传感器监测到的距离值判断叶根螺栓情况。2.根据权利要求1所述的风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法，其特征在于：步骤(2)所述的角度偏差值Δβ2中，因螺母呈六角形且E1＞S1造成的角度偏差值范围为3.根据权利要求1所述的风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法，其特征在于：步骤(2)所述的角度偏差值Δβ3中，因螺母呈六角形且E1＞S1造成的角度偏差值范围为
4.根据权利要求1所述的风力发电机组叶根螺栓断裂监测方法，其特征在于：步骤(4)所述风场中控服务器根据高精度测距传感器监测到的距离值判断叶根螺栓情况，具体包括以下情形：a、若在变桨...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁伟林，代正创，张玥，
申请(专利权)人：陕西中科启航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：