[實用新型]一種風力發(fā)電機組葉片監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420397403.X
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN203978730U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉偉軍;王靜;董磊書;陳杰;尚進
• 申請（專利權(quán)）人: 中航（沈陽）高新科技有限公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00;H04N7/18;H04N7/22
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風力發(fā)電機組葉片監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

風力發(fā)電機組葉片一般由復(fù)合材料制造，具有良好的力學(xué)穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及電穩(wěn)定性。由于葉片長期連續(xù)運行，且風力發(fā)電機組一般安裝于環(huán)境惡劣地區(qū)，風力發(fā)電機組葉片長時間受到風沙、雨水、雷擊、紫外線以及溫差等因素的影響，葉片損傷難以避免。

風力發(fā)電機組葉片上小的損傷如果沒有被及時發(fā)現(xiàn)并進行專業(yè)修復(fù)，將導(dǎo)致裂紋延伸至葉尖，造成大面積的開裂，不得不進行大型修補或者返廠處理，給風力發(fā)電場業(yè)主帶來重大經(jīng)濟損失。

風力發(fā)電機組葉片外部損傷可在地面上通過肉眼或望遠鏡進行檢查，而葉片內(nèi)部損傷目前只能依靠人員進入葉片內(nèi)部進行檢查。風力發(fā)電場一般位于偏遠地區(qū)，交通不便，環(huán)境惡劣；工作人員需利用爬梯進入機艙，通過輪轂進入葉片內(nèi)部進行檢查，危險性高；葉片內(nèi)部空間狹窄、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，灰塵、有害氣體等對人體有很大傷害，冬夏兩季氣溫人體難以承受。綜上所述，人工對葉片內(nèi)部進行檢查，工作量大，危險性高，效率低。

由于葉片和輪轂為風力發(fā)電機組的旋轉(zhuǎn)部分，輪轂內(nèi)設(shè)備與機艙之間的供電及通訊采用滑環(huán)的連接方式。考慮到維護等后續(xù)工作，通常預(yù)留少量冗余線路，由于滑環(huán)的更換及增加滑環(huán)通道非常復(fù)雜，因此外接設(shè)備必須盡可能節(jié)約滑環(huán)資源。

常規(guī)的圖像監(jiān)測設(shè)備，如通過同軸電纜傳輸?shù)哪M信號監(jiān)控攝像頭，雖然只占用兩條通訊線路，但清晰度很難滿足要求，而且只能傳輸單個攝像頭的畫面，無法覆蓋多個監(jiān)測區(qū)域；而通過以太網(wǎng)線傳輸?shù)臄?shù)字信號監(jiān)控攝像頭，至少需要四條通訊線路才能夠?qū)崿F(xiàn)，過多占用了滑環(huán)資源。

隨著清潔能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，風力發(fā)電機組在全國各地大量部署，風力發(fā)電機組的維護問題逐漸凸顯。葉片內(nèi)部檢測是風力發(fā)電機組維護的重要環(huán)節(jié)，而現(xiàn)有技術(shù)尚未提出能夠?qū)崿F(xiàn)高效、遠程、自動監(jiān)測的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供一種風力發(fā)電機組葉片監(jiān)測系統(tǒng)。

本實用新型的技術(shù)方案是：

一種風力發(fā)電機組葉片監(jiān)測系統(tǒng)，包括攝像頭、以太網(wǎng)連接設(shè)備、工控機、串行接口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)服務(wù)器、帶有多模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機、帶有單模光纖接口和多模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機、帶有單模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機、服務(wù)器端計算機和客戶端計算機；

攝像頭有多個分別安裝于風力發(fā)電機組葉片內(nèi)部易發(fā)生故障位置，以太網(wǎng)連接設(shè)備和工控機安裝于風力發(fā)電機組輪轂內(nèi)，串行接口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)服務(wù)器和帶有多模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機安裝于風力發(fā)電機組機艙內(nèi)，帶有單模光纖接口和多模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機安裝于風力發(fā)電機組塔底，帶有單模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機和服務(wù)器端計算機位于風力發(fā)電場的中控室；

各攝像頭通過以太網(wǎng)線連接以太網(wǎng)連接設(shè)備，以太網(wǎng)連接設(shè)備通過以太網(wǎng)線連接工控機，工控機通過串行總線連接串行接口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)服務(wù)器，串行接口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)服務(wù)器通過以太網(wǎng)線連接帶有多模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機，帶有多模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機通過多模光纖連接帶有單模光纖接口和多模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機，帶有單模光纖接口和多模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機通過單模光纖連接帶有單模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機，帶有單模光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機通過以太網(wǎng)線連接服務(wù)端計算機，客戶端計算機通過互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)端計算機進行通訊。

攝像頭采用以太網(wǎng)接口的數(shù)字信號攝像頭。

以太網(wǎng)連接設(shè)備采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機或工業(yè)以太網(wǎng)路由器。

工控機采用無風扇、固態(tài)硬盤、提供RS485串行接口/CAN總線接口和以太網(wǎng)接口的工控機。

串行接口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)服務(wù)器采用RS485串行接口或CAN總線接口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)接口服務(wù)器。

工控機與串行接口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)服務(wù)器之間的串行總線通過風力發(fā)電機組輪轂的變槳柜與風力發(fā)電機組機艙的機艙柜時，僅占用輪轂和機艙之間的兩根滑環(huán)線路。

工控機通過串行總線與串行接口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)服務(wù)器連接，形成半雙工模式、帶寬小于等于1Mbps的通訊線路。

本實用新型的有益效果是：本實用新型可以實現(xiàn)遠程自動監(jiān)測，減少了工作人員實地監(jiān)測產(chǎn)生的巨大成本及勞動量，降低了維護成本，減小了工作人員工作中的危險性；工控機與串行接口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)服務(wù)器之間采用串行總線進行通訊，并且串行總線通過風力發(fā)電機組輪轂的變槳柜與風力發(fā)電機組機艙的機艙柜時，僅占用輪轂和機艙之間的兩根滑環(huán)線路，占用通道少，提高了抗干擾性，避免了更換和增加滑環(huán)通道帶來的麻煩。數(shù)據(jù)在風力發(fā)電機組機艙和塔底通過多模光纖和單模光纖進行傳輸，實現(xiàn)了遠距離的數(shù)據(jù)傳輸，提高了可實現(xiàn)性。