JUMO測量控制儀表在風能設備上的應用_測量控制儀表_風能設備

JUMO測量控制儀表在風能設備上的應用

2009/6/30 9:53:00

受天氣影響的風力無論在什么地方都存在，或強或弱，特別是在丘陵地區顯露著的高地，同時在海岸邊和高原湖泊邊也非常明顯。在大型發電廠（核能，油和天然氣發電廠）提供大量可供使用能源的同時風能在未來可持續使用性及廣泛分布性方面占據著優勢。

所有技術設備包括風力發電設備的設計都裝備測量及控制裝置（MSR）以保證一個近似于全自動的運行。如果出現故障，在陸地上可以相對簡單的進行服務，而對于海上設備維修就不可能這么簡單了，船只只有在天氣條件可接受的情況下才能使用，這使得設備的維護需要安排長周期的服務人員來進行，因此風力發電設備必須擁有全面的裝備，以保障數周長時間的自動運行。

風力發電設備上的測量控制裝置

在這里，有無數的參數與風力發電設備的運行相關。為了設備能夠啟動必須有一個微量的風，風速、風向及與此相關的空氣壓力、空氣溫度和空氣濕度都是非常有效的測量值。對于后三個測量值在JUMO程序中均有傳感器可供不同的應用。

當風能足夠高的時候帶有轉子的機艙作為迎風轉子在風中轉動。轉動葉片會通過傾斜度和仰角調整使處于一個最佳運行角度，裝有JUMO生產的壓力和溫度液壓傳感器服務于定位傳感技術的液壓系統接管了這個任務。在天氣不利的情況下可能會出現葉片的凍結現象，它會導致轉動中的不平衡和不對稱的基礎負載，并因為惡劣的擾流造成產量的減少。

作為解決方案的有轉葉加熱系統，同樣也將在溫度方面進行監控和調節。JUMO公司的表面安裝或插入式的熱阻傳感器滿足了溫度測量的要求。如果一切正常的話，壓力監控的保險及剎車系統將被解除，轉子將開始轉動。

無變速箱系統的風力發電設備

在無變速箱的系統中極靴座在轉子上，而定子是前面環型的機艙外殼。隨轉速變化的能量輸入值將通過全電子的高功率變向系統以恒定的電壓和同相存入電網。對極靴的監控將通過各個在生產時整合的帶連接線的簡單溫度傳感器或多個貼在定子三極繞線組之間并與之焊接的Pt100溫度傳感器來實現。5千瓦以上的大型設備的定子環直徑可遠遠超過12米。

因為是在繞線設備間的直接測量，設備可以在達到絕緣銅導線的功率極限和最大溫度負荷的情況下安全運行。高功率換相器會產生必須從開關箱和機艙中排除的損耗熱量，調節和監控過濾器及通風裝置則需要溫度和壓力傳感器。

帶可調變速箱的風力發電設備

對于帶有可調變速箱的風力發電設備，變速箱的作用是使與風力相關的轉子轉速與單獨在機艙內放置的發電機的必要恒定轉速相適應。作用在齒側面的巨大負載通過一項創新的潤滑技術得到處理。由摩擦力生產的損耗熱能將油帶至熱的物理極限，所以這里一項帶有油壓和油溫測量的油況測量是不可避免的。為了不超過最大值，在強風時將改變轉葉的工作角度或純機械的利用剎車限制轉速。

JUMO帶彈性螺紋的溫度傳感器

在大型變速箱中的溫度測量是通過帶彈性測量尖端或能伸縮螺紋的長度可調插入式和擰入式熱阻溫度傳感器來實現的。新型號裝備了4...20mA輸出或CAN輸出的二線制溫變。在美國，對于帶有卡口接頭的簡單有彈性和長度可調的熱阻溫度傳感器的需求特別大。整合裝配在滾珠軸承和滾柱軸承里的結構可以承受所有的不利條件，對震顫敏感的電子設備則可以在開關箱里受到保護。在大氣清潔的環境中廢熱能夠被用于加熱機艙和塔體。多余的能量會被簡單的通過換氣扇輸送到外圍。

帶液壓連接器的風力發電設備

帶有液壓連接器的風力發電機構成了一個特別的新型選擇，它可以把不規則的轉子轉速轉變為恒定的發電機轉速。對重要的油溫和油壓測量有受保護的帶插入系統的或帶CAN輸出兩線溫變（輸出為4...20mA或0...10V）的擰入式熱阻溫度傳感器可供使用。

JUMO CANtrans壓力、溫度變送器

機艙

在海濱地區對機艙進行空調控制是一個大的挑戰。因為相對含鹽量大潮濕的海洋空氣使直接的空氣交換無法進行，所以機艙是作為一個完全封閉的單位被建造的并由此在殼體內部提供了一個可控的空調區。鹽分沉積和腐蝕可能會在內部造成機房里的重要構件的重大損害。同樣必要的絕緣性和抗高壓性也無法得到保障。為了利用外部的冷空氣使用了空氣/對流空氣－熱交換器，這使得環境空氣僅通過外部構件流動從而影響內部氣候。作為傳感器使用外部、內部溫度傳感器及感應器對相對濕度和冷凝點進行測量。另外通過一個插入式傳感器對熱交換器的可能結冰現象進行監控。機艙的地面溫度也受到外部溫度的影響。為了避免機艙底部低于冷凝點將通過裝在一個加熱板內表面熱阻傳感器對地面溫度進行監控和調節。

如果自然冷卻不夠時，則打開冷卻裝置。為了阻止金屬的腐蝕簡單的方法是將空氣濕度控制在60％rF以下。少量的空氣濕度也能阻止電壓的少量過載和開關箱內的絕緣問題，對此引入了帶特殊10-A-微型開關的機械式小型濕度計作為濕度調節器。

JUMO室內濕度計

塔身

塔身或桅桿是重達400噸機艙的承重體，除了通過防腐涂料防止損傷，鋼鐵的塔身也必須證明內部空調條件可以防止水分堆積造成的傷害和與之相連的腐蝕。如果自然通風不足以將塔身濕度控制在60％rF以下，有時也在塔身底部的關鍵區域放置一個額外的除濕機。室內或類似溫度和濕度傳感器被安裝在高達100米的塔身不同高度。