Schwingungsüberwachung in der Windkraftbranche
Weißbuch der Windenergiebranche
Da der weltweite Schwerpunkt zunehmend auf der Nutzung von Windenergie zur Deckung eines höheren Prozentsatzes des Stromverbrauchs liegt, hat Hansford Sensors diesen sich entwickelnden Markt als hervorragende Gelegenheit genutzt, den Einsatz von Beschleunigungssensoren zu fördern.
Die rotierenden Teile von Windkraftanlagen müssen kontinuierlich überwacht werden, um vor Verschleiß an Lagern und Bauteilen zu warnen. Da Windkraftanlagen häufig an abgelegenen Standorten installiert sind und bei Ausfällen hohe Kosten entstehen, ist es von entscheidender Bedeutung, potenzielle Probleme vor ihrem Auftreten zu erkennen, damit Abhilfemaßnahmen ergriffen werden können.
Hansford Sensors hat diesen Markt mit verschiedenen Produkten bedient, die von den Anforderungen der Endanwender und OEMs abhängen, und weltweit viele Tausend Beschleunigungssensoren an Energieversorger und spezialisierte Windkraftanlagen-Überwachungsunternehmen geliefert.
Technische Anforderungen und Installationshinweise
Bevor die installierten Geräte näher beschrieben werden, müssen die technischen Anforderungen und die bei Windkraftanwendungen aufgetretenen Installationsprobleme behandelt werden.
Als Faustregel gilt, dass jede Windkraftanlage mit acht Beschleunigungssensoren ausgestattet ist. Einige Anwendungen haben eine verbesserte Antwortversion der HS 100-Familie mit niedriger Frequenz verwendet, die HS 100SF, um geringere Bewegungen wie niederfrequente Turmbewegungen zu überwachen.
Je nach Kundenwunsch wurden Beschleunigungssensoren entweder als Einheiten mit 100 Millivolt pro g geliefert oder in einigen Fällen mit zwei empfindlicheren Einheiten mit Nennwerten von 250 oder 500 Millivolt pro g. Diese empfindlicheren Sensoren werden zur Überwachung von Niedergeschwindigkeitskomponenten des Generators, wie etwa Abtriebswellen, verwendet.
Auswahl des Beschleunigungsmessers und Kabeloptionen
Die HS 100-Familie wurde in verschiedenen Projekten eingesetzt, wobei Optionen wie integriertes Armierungskabel und Schnellsteckverbinder zur Verfügung stehen.
Auch die M12-Seiteneingangsversion erfreut sich großer Beliebtheit, wobei separate M12-Kabelbaugruppen in verschiedenen Längen als Teil des Pakets mitgeliefert werden.
Montagetechniken für Windkraftanlagen
Montagetechniken variieren je nach Projekt.
Bei neuen OEM-Konstruktionen wurden die meisten Einheiten mit M8-Befestigung geliefert. Die Montagefläche wird durch Ansenken vorbereitet und dann auf M8 gebohrt und mit einem Gewinde versehen.
Bei Nachrüstprojektarbeiten, bei denen Gewährleistungsansprüche gelten, wurden viele Beschleunigungssensoren mittels Klebemontageplatten installiert.
Anschlussdosen und Signalübertragung
Bei den meisten Projekten ging es darum, einen lokalen Anschlusskasten zur Unterbringung der Beschleunigungsmesser-Verkabelung oben am Windkraftwerk bereitzustellen.
Je nach Konfiguration wird das mehradige Kabel angeschlossen und zum Erdgeschoss geführt, um an das Überwachungssystem oder den Schaltkasten angeschlossen zu werden.
Optionen zur Offline-Vibrationsüberwachung
Bei Anwendungen, bei denen es schwierig war, die Kosten für ein vollständiges Online-System zu rechtfertigen, haben sich einige Windparks für eine kostengünstigere Option entschieden.
Dies betrifft fest installierte HS 100 Sensoren, die wie beschrieben montiert und über eine lokale Abzweigdose und ein Mehraderkabel mit einem Schaltkasten in Bodenhöhe verbunden sind.
Die Schwingungsmessungen werden entweder von einem beauftragten Schwingungsanalyseunternehmen oder von einem internen Schwingungsanalyseteam durchgeführt. Diese Methode ist nur so effektiv wie die zuletzt durchgeführte Messung.
Ausweitung auf Online-Überwachungssysteme
Dieser Offline-Ansatz bietet eine gute Grundlage, da er später, wenn das Budget verfügbar wird, zu einem Online-System ausgebaut werden kann.
Die Erweiterung wird durch den Austausch des Schaltkastens gegen eine Überwachungsstation erreicht, die eine detaillierte Schwingungsanalyse mittels FFT mit Remote-Webzugriff ermöglicht.
OEM-Lieferung und maßgeschneiderte Lösungen
Hansford Sensors beliefert auch Erstausrüster von Windkraftanlagen und Windkraftanlagen-Überwachungssystemen.
In diesen Fällen umfasst die Lieferung in der Regel Beschleunigungssensoren, Verkabelung, Montageplatten und zugehöriges Zubehör auf der Grundlage zuvor festgelegter Spezifikationen.
Viele Tausend Beschleunigungssensoren wurden weltweit an diese Industrie geliefert, wobei einige Projekte maßgeschneiderte Designs erforderten, um spezifische Anforderungen zu erfüllen.
Anwendungskompetenz und technischer Support
Bei maßgeschneiderten Projekten bringt das Team von Hansford Sensors sein Fachwissen im Bereich der Schwingungsüberwachung direkt in die jeweilige Anwendung ein.
Durch die enge Zusammenarbeit mit Kunden werden passende technische Lösungen zu einem wirtschaftlichen Preis bereitgestellt und gleichzeitig die Anforderungen der Windkraftindustrie erfüllt.
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