*

Condition Monitoring für Windkraftanlagen

Instandhaltungsanforderungen der Branche

Windkraftanlagen sind in der Regel hohen und unterschiedlichen Belastungen sowie extremen Wetterbedingungen ausgesetzt. Dies kann den Abbau von Maschinenkomponenten beschleunigen oder zumindest bestenfalls unvorhersehbar machen. In einer solchen Situation kann eine angemessene Maschinenverfügbarkeit nur durch schnelle Reaktionszeiten und schnellen Service zur Behebung der Probleme erreicht werden. Ein solcher Ansatz ist angesichts der abgelegenen Standorte und des Bedarfs an Kränen und anderen externen Faktoren schwierig umzusetzen. Dies ist umso wichtiger für Offshore-Windparks, in denen Turbinen bei widrigen Wetterbedingungen nicht erreicht werden können.

Windturbine Condition Monitoring Broschüre.

Aus diesem Grund condition monitoring spielt eine entscheidende Rolle für eine erfolgreiche Betriebs- und Wartungsstrategie für Windkraftanlagen. EIN condition monitoring Eine Lösung für die besonderen Anforderungen der Überwachung einer Windkraftanlage ist erforderlich, um die besondere Konstruktion dieser Maschinen und ihren Betrieb zu berücksichtigen:

  • Niedrige Drehzahlen
  • Komplexe Getriebestruktur
  • Nicht starre Fundamente
  • Kompakte Bauweise
  • Ständig wechselnde Windverhältnisse

 

Früherkennung von Fehlern mit ordnungsgemäßem Alarmmanagement durch Brüel & Kjær Vibro

Ein solches System muss nicht nur eine Reihe von sich entwickelnden Fehlern, die nur für Windkraftanlagen gelten, genau erfassen, sondern auch die Flut von Alarmen vermeiden, die häufig bei der Überwachung der Windkraftanlagen auftreten können. Einige dieser Alarme können auf sich ändernde Betriebsbedingungen zurückzuführen sein condition monitoring Das System erfordert eine effektive Strategie zur Überwachung der Leistungsklassen, um diese Art von Fehlalarmen zu reduzieren. Aufgrund der kompakten Bauweise des Antriebsstrangs der Windkraftanlage werden häufig viele Alarme für denselben einzelnen Fehler generiert. Daher ist auch ein intelligentes Alarmmanagementsystem erforderlich, um diese Art von redundanten Alarmen zu reduzieren.

Eine frühzeitige Fehlererkennung mit ordnungsgemäßem Alarmmanagement verbessert die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der condition monitoring Strategie, aber es ist immer noch nicht genug für viele Anwendungen. Das Fachwissen zur Fehlerdiagnose ist nicht nur erforderlich, um die Art und den Ort des Fehlers zu identifizieren, sondern auch um dessen Schweregrad zu bestimmen und eine Vorlaufzeit bis zum Ausfall festzulegen. Solches Fachwissen ist schwer zu bekommen, und viele Betreiber haben es nicht.

Dies sind einige der wichtigsten Konzepte, aus denen die Windkraftanlage Brüel & Kjær Vibro besteht condition monitoring Systemlösung wurde aufgebaut.

 

Anwendungslösungen

Mit mehr als 60 Jahren Erfahrung im Überwachungsgeschäft haben wir in einem frühen Stadium der Entwicklung fundiertes Know-how in der Erkennung und Diagnose potenzieller Fehlermodi für alle Arten von Maschinen und Anwendungen, einschließlich Windkraftanlagen, erworben.

Da sich unsere Überwachungsstrategie hauptsächlich auf den Antriebsstrang der Windkraftanlage konzentriert, sind die meisten potenziellen Ausfallarten mit den Wälzlagern, Zahnrädern und dem Generator verbunden.

Obwohl die Fehlererkennungstechniken für diese Komponenten nicht neu sind, stellen die Mittel zur Erkennung dieser Fehler aufgrund des Entwurfs und des Betriebskonzepts der Windkraftanlage Herausforderungen dar. Die sehr variablen Betriebsbedingungen in Verbindung mit nicht starren Fundamenten, der kompakten Bauweise, dem komplexen Getriebe und der niedrigen Drehzahl erfordern einen völlig anderen Überwachungsansatz für Windkraftanlagen.

Wichtige Überwachungsfunktionen, die es einem Windkraftanlagenüberwachungssystem ermöglichen, sich entwickelnde Maschinenfehler zu erkennen und zu isolieren, umfassen:

  • Prozessklassen (siehe unten)
  • Alarmmanagement (siehe unten)

Support

Besuchen Sie unsere Wissensdatenbank oder senden Sie uns Ihre Anfrage online.

Sie brauchen Support? Kontaktieren Sie uns. Anwenderberichte

Schwingungsmessungen, Prozessparameter und Geschwindigkeits- / Phaseninformationen zu den Maschinenkomponenten.

  • Ausfallmodi der 1., 2. und 3. Stufe des Getriebes:
    Zahnradfehler: Lockerheit, Zahnradverschleiß, Zahnradfehler
    Lagerfehler: Schmierung, Fehlausrichtung, Lockerheit, Lauf- und Käfigfehler
    Wellenprobleme: Unwucht, Fehlausrichtung
  • Ausfallmodi für Wellen- und Hauptlager mit niedriger Drehzahl:
    Rotor, Unwucht, verbogene Welle, Schmierfehler, Lagerlockerheit, Lagerfehler
  • DE & NDE-Fehlermodi des Generators:
    Schmierfehler, Lagerfehlausrichtung, Lagerlockerung, Lagerfehler, Wellenunwucht und -fehlausrichtung, verbogene Welle, Lockerheit, Kupplungsfehler, Änderungen der Stützstruktur, elektrische Fehler
  • Strukturfehlermodi:
    Änderungen der Stützstruktur, Defekte der Getriebeaufhängung, Resonanzen

System zur Unterscheidung einer Änderung des Schwingungspegels aufgrund von Prozessänderungen, wie z. B. Wirkleistung, aufgrund von sich entwickelnden Fehlern.

Die Wirksamkeit eines Überwachungssystems liegt in der Fähigkeit, sich entwickelnde Fehler frühzeitig zu erkennen, ohne trotz Geschwindigkeits- und Laständerungen Fehlalarme zu erzeugen. Unser Windkraftanlagenüberwachungssystem ermöglicht es dem Benutzer, relevante Prozessklassen zu identifizieren, bei denen die Schwingungssignatur unterschiedlich ist, um individuelle Alarmgrenzen festzulegen, die diesen Prozessklassen entsprechen, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Dies verhindert eine fehlerhafte Alarmierung.

  • Falscher Alarm - Verursacht durch Vibrationsänderungen aufgrund von Betriebsänderungen, nicht durch Maschinenfehler
  • Keine Alarme - Trotz eines sich entwickelnden Fehlers wird kein Alarm ausgelöst, da die Alarmgrenzen zu hoch waren

Prozessklassenkonzept

Reduziert auf intelligente Weise die Alarmflut, die bei der Überwachung von Windkraftanlagen aufgrund unterschiedlicher Betriebsbedingungen häufig auftritt.

Da es pro Turbine mehr als 1000 Alarmgrenzen geben kann, besteht eine der größten Herausforderungen bei der Überwachung einer Windkraftanlage darin, eine potenziell große Anzahl von Alarmen zu behandeln und festzustellen, welche Alarme relevant sind. Es gibt auch viele vorübergehende Ereignisse während des Betriebs einer Windkraftanlage, wie z. B. Böen und Gieren. Diese vorübergehenden Ereignisse können tatsächlich dazu führen, dass eine Alarmgrenze für einen kürzeren Zeitraum überschritten wird, obwohl kein Komponentenfehler vorliegt. Ein weiteres Problem ist die Lokalisierung eines sich entwickelnden Fehlers. Ein Fehler, der beispielsweise von einem Sensor an einem bestimmten Lager erkannt wurde, kann auch von anderen Sensoren in der Nähe erfasst werden. In diesem Fall gibt es nur einen Maschinenfehler, aber viele Alarme.

Brüel & Kjær Vibro haben ein intelligentes Alarmmanagementsystem eingeführt, das diese Flut von Alarmen scannt und diejenigen herausfiltert, die nicht relevant sind. Es filtert auch Alarme aufgrund vorübergehender Effekte heraus. Es filtert die Alarme so, dass ein physischer Fehler nur einen Alarm hat.

Die Alarminformationen werden in fünf Schweregrade unterteilt, um der Kundendienstabteilung des Kunden eine Vorlaufzeitschätzung für einen sich entwickelnden Fehler zu liefern, wie unten gezeigt. Neue Alarme werden nur generiert, wenn ein neuer Schweregrad erreicht ist. Es gibt daher nur maximal 4 Alarme für die „Lebensdauer“ des Fehlers. Der Schweregrad wird zuerst automatisch vom Alarmmanager geschätzt, und dann wird eine endgültige Beurteilung durch einen Diagnoseexperten vorgenommen.

Beschreibung der Alarmklasse

Windkraftanlagen

Bleiben Sie in Kontakt

ERHALTEN SIE REGELMÄSSIGE AKTUALISIERUNGEN UND UNSEREN MONATLICHEN NEWSLETTER


    Bitte geben Sie unten Ihre E-Mail-Adresse an, um einen Link zum BK Vibro Communications Preference Center zu erhalten.


      Bleiben Sie in Kontakt

      ERHALTEN SIE REGELMÄSSIGE AKTUALISIERUNGEN UND UNSEREN MONATLICHEN NEWSLETTER


        Sie benötigen ein Angebot oder weitere Informationen? Bitte schicken Sie uns die ausgefüllte Anfrage. Wir bemühen uns, Ihnen innerhalb von 24 Stunden zu antworten.

        Für Support benötigen Sie ein Angebot oder weitere Informationen. Bitte senden Sie das folgende Formular. Wir werden innerhalb von 1 Werktag antworten