一种风力发电机基础环抬动值监测和分析方法技术

一种风力发电机基础环抬动值监测和分析方法，通过在基础环环周设置数个位移传感器，位移传感器所在基础环切面为初始面，风力作用下变形后的位移传感器所在基础环切面为监测面；以初始面为基准建立直角坐标系和极坐标系，获得基础环平均累计抬动值z0和基础环倾斜值k；进一步对极坐标系下的监测面的方程式求导获得最大、最小抬动值及其发生部位，并统计获得实测风速和设计风速下的最大抬动值z

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机基础环抬动值监测和分析方法


[0001]本专利技术涉及风力发电机塔桶钢质基础环与混凝土基础之间脱离状态的监测领域，特别是一种一种风力发电机基础环抬动值监测和分析方法。

技术介绍

[0002]目前在役的风力发电机基础中，如图1显示，有很大一部分混凝土基础1采用钢质基础环2实现风机塔筒3与混凝土基础1之间的连接。该钢质基础环2上沿法兰板5与风机塔筒3连接，下沿法兰板6在混凝土基础1中，起到锚固作用。基础环2侧壁与混凝土基础1之间的粘结和基础环下沿法兰板6的锚固共同将风机塔筒3荷载传递给混凝土基础1。
[0003]但在混凝土基础1浇筑施工过程中，由于下沿法兰板6的阻挡作用，法兰板下部的混凝土可能存在振捣不密实的问题。风机投入运行后，在风机循环荷载作用下，法兰板下部不密实的混凝土产生疲劳破坏，锚固承载力降低，基础环2侧壁与混凝土基础1之间的剪应力增加，产生剪切破坏，基础环2侧壁与混凝土基础1产生脱开现象。以上作用往复循环进行，基础环2周边混凝土粉化后沿脱开裂缝8上返至地面，基础环2与混凝土基础1之间的脱开程度进一步加剧，风机基础环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机基础环抬动值监测和分析方法，其特征在于:通过在基础环(2)环周设置数个位移传感器(14)，位移传感器(14)所在基础环切面为初始面(m)，风力作用下变形后的位移传感器(14)所在基础环切面为监测面(n)；以初始面(m)为基准建立直角坐标系和极坐标系，获得基础环平均累计抬动值(z0)和基础环倾斜值(k)；进一步对极坐标系下的监测面(n)的方程式求导获得最大、最小抬动值及其发生部位，并统计获得实测风速和设计风速下的最大抬动值(z
max
)与主导风向(θ
w
)不一致的位置和累计偏离频数(f)；以及建立基础环最大抬动值(z
max
)、基础环倾斜值(k)和基础环平均累计抬动值(z0)随时间的变化曲线。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机基础环抬动值监测和分析方法，其特征在于，极坐标系下的监测面(n)的方程式表示为：z＝r
·
tan(α)
·
cos(θ
‑
θ0)+z0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中：z为基础环的抬动值；r为基础环的直径；α为变形后的监测面与初始面的夹角；θ0为变形后的监测面下法线在初始面投影与r轴的夹角；z0为变形后的监测面中心点在z轴上的截距。3.根据权利要求2所述的一种风力发电机基础环抬动值监测和分析方法，其特征在于，在基础环(2)环周上水平均匀设置有四个位移传感器(14)，以位移传感器(14)所在的水平的初始面(m)的圆心为圆点，x轴和y轴穿过四个位移传感器(14)，建立三维直角坐标系；在特定风速下，变形后的监测面(n)上的四个位移传感器(14)监测到一组抬动值为Z1，Z2，Z3，Z4，得到监测面(n)上四个位移传感器(14)监测的四个点的空间坐标为：(R，0，Z1)(0，R，Z2)(
‑
R，0，Z3)(0，
‑
R，Z4)其中：R为位移传感器到监测面中心点的距离；监测面(n)可以用方程式表示为：z＝Ax+By+C
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中：A、B、C为待定系数；将监测面(n)上位移传感器(14)监测的四个点的空间坐标代入式(2)中，以矩阵形式表示如下：将式(3)通过最小二乘法求得近似解如下：
将式(4)代入式(2)中，求得式(2)所表示的监测面(n)与初始面(m)之间的夹角(α)如下式，该夹角(α)与式(1)中极坐标系下的监测面(n)与初始面(m)之间的夹角(α)相同：4.根据权利要求3所述的一种风力发电机基础环抬动值监测和分析方法，其特征在于，在极坐标系中，水平轴r轴和垂直轴z轴分别与直角坐标系下的x轴和z轴重合，风力作用下变形后的监测面(n)下法线在初始面(m)投影与r轴的夹角(θ0)由下式表示：5.根据权利要求4所述的一种风力发电机基础环抬动值监测和分析方法，其特征在于，变形后监测面(n)中心点在z轴上的截距(z0)在极坐标系和直角坐标系中相同，均为基础环平均累计抬动值，其用下式表示：6.根据权利要求5所述的一种风力发...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾宁，刘顺，李彦利，尹宏磊，王洪播，湛川，张代国，张新奎，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：