Жел электр желісінің жаңалықтары: Аннотация: Бұл жұмыс жел турбинасы жетек тізбегіндегі үш негізгі құрамдас бөліктердің – композициялық қалақтардың, редукторлардың және генераторлардың ақаулық диагностикасы мен денсаулығын бақылау дамуының ағымдағы жай-күйін қарастырады және ағымдағы зерттеу күйі мен негізгі нәтижелерін қорытындылайды. осы өріс әдісінің аспектілері.Жел электр жабдығындағы композициялық қалақтардың, редукторлардың және генераторлардың үш негізгі құрамдас бөліктерінің негізгі ақаулық сипаттамалары, ақаулық нысандары және диагностикасының қиындықтары жинақталған және қолданыстағы ақауларды диагностикалау және денсаулықты бақылау әдістері және соңында осы саланың даму бағытының перспективалары келтірілген.
0 Алғы сөз
Таза және жаңартылатын энергияға деген орасан зор жаһандық сұраныстың және жел энергетикасы жабдықтарын өндіру технологиясының айтарлықтай прогресінің арқасында жел энергетикасының жаһандық орнатылған қуаты тұрақты түрде өсуде.Жаһандық жел энергиясы қауымдастығының (GWEC) статистикасына сәйкес, 2018 жылдың аяғында жел электр қуатының жаһандық орнатылған қуаты 597 ГВт-қа жетті, оның ішінде Қытай 216 ГВт-қа жеткен 200 ГВт-тан астам орнатылған қуаты бар бірінші ел болды. , жалпы әлемдік орнатылған қуаттың 36-дан астамын құрайды.%, ол әлемдегі жетекші жел энергетикасы ретіндегі позициясын сақтауды жалғастыруда және бұл жел энергетикасы бойынша нағыз ел.
Қазіргі уақытта жел энергетикасының салауатты дамуын тежейтін маңызды фактор жел энергетикасы жабдығы дәстүрлі қазба отындарына қарағанда энергия өнімінің бірлігіне жоғары шығындарды талап етеді.Физика бойынша Нобель сыйлығының иегері және АҚШ-тың бұрынғы энергетика министрі Чжу Дивэнь кең ауқымды жел электр жабдығы жұмысының қауіпсіздігіне кепілдік берудің қатаңдығы мен қажеттілігін және жоғары пайдалану және техникалық қызмет көрсету шығындары осы салада шешуді қажет ететін маңызды мәселелер екенін атап өтті [1] .Жел электр жабдықтары негізінен шалғай аудандарда немесе адамдар жете алмайтын теңіз аймақтарында қолданылады.Технологияның дамуымен жел энергетикасы жабдықтары кең ауқымды даму бағытында дамуын жалғастыруда.Жел электр қалақтарының диаметрі ұлғаюды жалғастыруда, нәтижесінде маңызды жабдық орнатылған жерде жерден нацельге дейінгі қашықтық ұлғаяды.Бұл жел электр жабдығын пайдалану мен техникалық қызмет көрсетуге үлкен қиындықтар әкелді және қондырғыға техникалық қызмет көрсету құнын көтерді.Батыстың дамыған елдеріндегі жел энергетикасы жабдығының жалпы техникалық жағдайы мен жел стансасының жағдайлары арасындағы айырмашылықтарға байланысты Қытайдағы жел энергетикасы жабдықтарын пайдалану және техникалық қызмет көрсету шығындары кірістің жоғары бөлігін құрап отыр.20 жыл қызмет ету мерзімі бар құрлықтағы жел қондырғылары үшін техникалық қызмет көрсету құны Жел электр станцияларының жалпы кірісі 10% ~ 15% құрайды;теңіздегі жел электр станциялары үшін бұл үлес 20% ~ 25% [2].Жел энергетикасын пайдалану және техникалық қызмет көрсетудің жоғары құны негізінен жел энергетикасы жабдықтарын пайдалану және техникалық қызмет көрсету режимімен анықталады.Қазіргі уақытта жел электр станцияларының көпшілігі тұрақты техникалық қызмет көрсету әдісін қолданады.Ықтимал ақауларды уақытында анықтау мүмкін емес, сонымен қатар бұзылмаған жабдықты қайталап жөндеу де пайдалану мен техникалық қызмет көрсетуді арттырады.құны.Сонымен қатар, ақаудың себебін уақытында анықтау мүмкін емес, оны әртүрлі әдістер арқылы бір-бірлеп тексеруге болады, бұл да үлкен пайдалану және жөндеу шығындарын әкеледі.Бұл мәселені шешудің бірі апатты апаттардың алдын алу және жел турбиналарының қызмет ету мерзімін ұзарту, осылайша жел электр қуатының бірлігін өндіру құнын төмендету үшін жел турбиналары үшін құрылымдық денсаулық мониторингі (SHM) жүйесін әзірлеу болып табылады.Сондықтан жел энергетикасы саласы үшін SHM жүйесін дамыту өте қажет.
1. Жел энергетикасы жабдықтарын бақылау жүйесінің ағымдағы жағдайы
Жел энергетикасы жабдығының құрылымдарының көптеген түрлері бар, олар негізінен: екі есе қоректенетін асинхронды жел турбиналары (айнымалы жылдамдықтағы айнымалы қадамды жұмыс істейтін жел турбиналары), тұрақты магнитті синхронды жел турбиналары және жартылай тікелей жетекті синхронды жел турбиналары.Тікелей жетекті жел турбиналарымен салыстырғанда екі есе қоректенетін асинхронды жел турбиналарына беріліс қорабы айнымалы жылдамдықты жабдық кіреді.Оның негізгі құрылымы 1-суретте көрсетілген. Жел электр жабдығының бұл түрі нарықтағы үлестің 70%-дан астамын құрайды.Сондықтан, бұл мақала негізінен жел электр жабдығының осы түрінің ақаулық диагностикасы мен денсаулығын бақылауды қарастырады.
1-сурет Екі есе қоректенетін жел турбинасының негізгі құрылымы
Жел электр жабдықтары ұзақ уақыт бойы желдің екпіні сияқты күрделі ауыспалы жүктемелерде тәулік бойы жұмыс істейді.Қызмет көрсетудің қатал ортасы жел энергетикасы жабдығын пайдалану қауіпсіздігі мен техникалық қызмет көрсетуге елеулі әсер етті.Айнымалы жүктеме жел турбинасы қалақтарына әсер етеді және мойынтіректер, білікшелер, тісті доңғалақтар, генераторлар және трансмиссия тізбегіндегі басқа компоненттер арқылы беріледі, бұл трансмиссия тізбегін қызмет көрсету кезінде істен шығуға өте бейім етеді.Қазіргі уақытта жел энергетикасы жабдықтарында кеңінен жабдықталған мониторинг жүйесі SCADA жүйесі болып табылады, ол ток, кернеу, желіге қосылу сияқты жел энергетикасы жабдығының жұмыс күйін және басқа жағдайларды бақылай алады және дабыл және есеп беру сияқты функциялары бар;бірақ жүйе күйді бақылайды Параметрлер шектелген, негізінен ток, кернеу, қуат және т.б. сияқты сигналдар және негізгі компоненттер үшін дірілді бақылау және ақауларды диагностикалау функциялары әлі де жетіспейді [3-5].Шет елдерде, әсіресе Батыстың дамыған елдерінде жел энергетикасы жабдықтары үшін арнайы жағдайды бақылау жабдықтары мен талдау бағдарламалары бұрыннан әзірленген.Отандық дірілді бақылау технологиясы кеш басталғанымен, жел қуатын қашықтан пайдалану және техникалық қызмет көрсету нарығының үлкен сұранысына байланысты отандық мониторинг жүйелерін дамыту да қарқынды даму кезеңіне өтті.Ақылды ақауларды диагностикалау және жел энергетикасы жабдығын ертерек ескертуден қорғау жел энергиясын пайдалану мен техникалық қызмет көрсетудің құнын төмендетіп, тиімділігін арттыруы мүмкін және жел энергетикасы саласында консенсусқа ие болды.
2. Жел электр жабдықтарының негізгі ақаулық сипаттамалары
Жел энергетикалық жабдық – роторлардан (қалақтардан, хабтардан, қадамдық жүйелерден және т.б.), мойынтіректерден, негізгі біліктерден, редукторлардан, генераторлардан, мұнаралардан, иілу жүйелерінен, датчиктерден және т.б. тұратын күрделі электромеханикалық жүйе. Жел турбинаның әрбір құрамдас бөлігі қызмет көрсету кезінде ауыспалы жүктемелер.Қызмет көрсету уақыты ұлғайған сайын әртүрлі зақымдар немесе ақаулар сөзсіз.
2-сурет Жел энергетикасы жабдығының әрбір құрамдас бөлігінің жөндеу құнының коэффициенті
3-сурет Жел электр жабдығының әртүрлі құрамдас бөліктерінің тоқтап қалу коэффициенті
2-суреттен және 3-суреттен [6] көруге болады, қалақтардың, редукторлардың және генераторлардың тоқтап қалуы жалпы жоспардан тыс тоқтап қалудың 87%-дан астамын, ал техникалық қызмет көрсетуге кеткен шығындар жалпы жөндеуге кеткен шығындардың 3-тен астамын құрады./4.Сондықтан жел турбиналарының, қалақтардың, редукторлардың және генераторлардың жағдайын бақылау, ақауларды диагностикалау және денсаулықты басқару назар аударуды қажет ететін үш негізгі компонент болып табылады.Қытайдың жаңартылатын энергия қоғамының жел энергетикасы кәсіпқой комитеті 2012 жылы ұлттық жел энергетикасы жабдығының жұмыс сапасына арналған сауалнамада[6] жел энергиясы қалақтарының істен шығу түрлеріне негізінен крекинг, найзағай соғу, сыну және т.б. жатады деп атап көрсетті. ақаулық себептері жобалау, өндіру, өндіру және тасымалдауды енгізу және қызмет көрсету кезеңдеріндегі өзіндік және сыртқы факторларды қамтиды.Беріліс қорабының негізгі қызметі электр қуатын өндіру үшін төмен жылдамдықтағы жел энергиясын тұрақты пайдалану және шпиндельдің айналу жылдамдығын арттыру болып табылады.Жел турбинасының жұмысы кезінде беріліс қорабы ауыспалы кернеу мен соққы жүктемесінің әсерінен істен шығуға бейім болады [7].Редукторлардың жиі кездесетін ақауларына тісті берілістердің ақаулары мен мойынтіректердің ақаулары жатады.Беріліс қорабының ақаулары көбінесе мойынтіректерден туындайды.Мойынтіректер беріліс қорабының негізгі құрамдас бөлігі болып табылады және олардың істен шығуы жиі беріліс қорабына апатты зақым келтіреді.Мойынтіректердің істен шығуына негізінен шаршау пилингі, тозу, сыну, желімдеу, тордың зақымдалуы және т.б. жатады [8], олардың ішінде шаршау пилингі және тозуы домалау мойынтіректерінің ең көп тараған екі ақаулық түрі болып табылады.Ең жиі кездесетін беріліс ақауларына тозу, бетінің шаршауы, сынуы және сынуы жатады.Генератор жүйесінің ақаулары қозғалтқыш ақаулары және механикалық ақаулар болып екіге бөлінеді [9].Механикалық ақауларға негізінен роторлардың және мойынтіректердің ақаулары жатады.Ротордың ақауларына негізінен ротордың теңгерімсіздігі, ротордың жарылуы және бос резеңке жеңдер жатады.Қозғалтқыш ақауларының түрлерін электрлік ақаулар және механикалық ақаулар деп бөлуге болады.Электрлік ақауларға ротордың/статор катушкасының қысқа тұйықталуы, ротор жолақтарының сынуынан туындаған ашық тізбек, генератордың қызып кетуі және т.б.;механикалық ақауларға генератордың шамадан тыс тербелісі, мойынтіректердің қызып кетуі, оқшаулаудың бұзылуы, қатты тозу және т.б. жатады.
Жіберу уақыты: 30 тамыз 2021 ж
