Övervakning för vindkraftverksgeneratorsystem
Optimering av underhåll och service tack vare blixtströmmätning.
DEHNdetect är ett blixtströmmätsystem som registrerar både moln-till-jord-blixtar och uppåtblixtar. Detta tillståndsövervakningssystem, specifikt för vindkraftverk, överför blixtdata i realtid och möjliggör optimering av underhålls- och serviceinsatser.
Läs om DEHNdetect blixtströmmätsystem och öka tillgängligheten för vindkraftverk.
- Realtidsinformation
- Optimerat underhåll och optimerade serviceinsatser
- Minskade driftstopp
- Optimerad systemkostnadseffektivitet
Varför behövs blixtströmsmätning för vindkraftssystem?
Blixskador på vindkraftverk – både landbaserade och havsbaserade – förblir ofta oupptäckta eftersom de sällan orsakar omedelbart systemhaveri. Vid uppåtriktade blixtar är den initiala långtidsströmmen på bara några hundra ampere den främsta orsaken till skador, exempelvis smältning på rotorbladens receptorer. Sådana skador måste identifieras och åtgärdas, eftersom de på sikt kan leda till systemhaveri.
Tillståndsövervakning för vindkraftssystem
För att fastställa intensiteten hos blixtnedslag rekommenderar standarden IEC 61400-24 installation av mätsystem som även registrerar långtidsströmmar. Övervaka parametrarna för en blixthändelse med DEHNdetect. Detta blixtströmsmätsystem kan installeras antingen vid tornets bas eller vid övergångarna från maskinhus till torn respektive nav till maskinhus. Det registrerar både långtidsströmmar och impulsströmmar och skickar automatiskt en avisering efter en blixthändelse.
Funktionen för bladdetektering visar bland annat vilket rotorblad som är drabbat. Det innebär att underhållsarbete kan planeras och förberedas optimalt utifrån detaljerade data.
Praktisk datahantering
Data överförs till ett moln via mobiltelefonanslutning eller via vindkraftverkets lokala nätverk. Alla integrerade blixtströmsmätsystem kan visas individuellt här, och parametrarna kan läsas av och hanteras. Möjligheten att ansluta till olika övervakningssystem säkrar flexibel användning även i framtiden. Alternativt kan data överföras till företagets egna servrar.
Systemet registrerar följande blixtströmsparametrar:
- Impulsström [kA]
- Långtidsström [A]
- Laddning [C]
- Specifik energi [MJ/Ω]
- Stigtid [kA/μs]
Blixtinformationstjänster kan inte mäta uppåtriktade blixtar, så kallade ICC-only-händelser, som är kritiska för vindkraftverk. Här kommer DEHNdetect till sin rätt, eftersom systemet även detekterar uppåtriktade blixtar – en tydlig fördel vid dokumentation av skador för försäkringsbolag.
Egenskaper hos blixtströmsmätsystemet DEHNdetect
- Realtidsinformation om blixthändelser
- Optimering av underhåll och serviceinsatser
- Förebyggande av följdskador
- Minskning av driftstopp
- Ökad livslängd för vindkraftverk
- Optimering av systemets totala kostnadseffektivitet
Mätsystemets komponenter
Vi reder gärna ut dessa frågor personligen.
Relevanta standarder för åskskydd i vindkraftverk
IEC 61400-24 behandlar blixskydd för vindkraftverk och innehåller detaljerad information om val av skyddskomponenter. Installation av mätsystem som även registrerar långtidsströmmar rekommenderas.
Nedladdningar
Åskskyddslösningar för vindkraftverk
Firmware-uppdatering
Konfigurationsfil
DEHNdetect
DEHNdetect eftermontering
TV-tornet i Berlin – Analys av blixthändelser
Vanliga frågor
- Bladdetekteringsenheterna installeras ovanför nedledaren i varje bladrot med hjälp av ett tvåkomponentslim.
- Dataloggern och Rogowski-spolen sitter inuti maskinhuset: Dataloggern installeras i ett av kopplingsskåpen och Rogowski-spolen monteras vid ingången från nav till maskinhus eller runt girsystemet.
Nej, bladdetekteringsenheterna kommunicerar trådlöst med dataloggern via ZigBee.
Bladdetekteringsenheterna har ett inbyggt batteri som håller i cirka fem år. Därmed behövs ingen extern strömförsörjning.
Ja, batteriet kan bytas ut. Ett nytt batteri finns lättillgängligt på marknaden.
Den ansluts med en koaxialt skärmad kabel med en maxlängd på 15 m.
- Toppamplitud
- Laddningsvärde
- Specifik energi
- Maximal stigtid
- Komplett vågform vid 4 MHz
- Tidsstämpel och varaktighet
Ja, polariteten mäts. Det syns genom minus- eller plustecknet för toppamplituden och det framgår även av vågformen.
Det finns 3 möjligheter:
- Modbus TCP-kommunikation som kan användas för att skicka alla data till vindkraftverkets lokala SCADA-system
- Ethernet-anslutning (MQTT-protokoll) och sedan ut på internet via en router
- Via ett inbyggt LTE-modem (MQTT-protokoll) om vindparken har mobiltäckning.
Ja, det är möjligt med grundversionen. Den omfattar bladdetekteringsenheterna och dataloggern.
Fullversionen med en extra Rogowski-spole möjliggör noggrann mätning av hela händelsen.
Systemet kan uppgraderas från grund- till fullversion när som helst.
Nej, systemet kan även fungera utan bladdetekteringsenheter och användaren får ändå mätvärden.
Mätsystemet kan dock även användas med enbart bladdetekteringsenheter och utan Rogowski-spole. I så fall inkluderar informationen vilket blad som träffades, tidsstämpeln och två tröskelvärden för toppströmmen: händelsen översteg 100 A och understeg 5 kA, eller händelsen översteg 5 kA.
Det finns två alternativ:
- Ett självtest som visar om integratorn i Rogowski-spolen fungerar korrekt.
- En manuellt utlöst mätning, där de erhållna värdena visar om systemet är online och kan mäta händelser.
Uppåtblixtar är den främsta orsaken till materialsmältning. Ju oftare en komponent, till exempel en rotorbladsreceptor, träffas av en uppåtblixt, desto mer material slits bort över tid. Skadorna ökar därför mycket gradvis och går ofta obemärkta. Det kan på sikt leda till kostsamma driftstopp.
Systemet är utformat för installation i både nya och äldre vindkraftverk.
Ja, eftersom systemet registrerar blixthändelser över ett mycket brett intervall och med en noggrannhet på +/-5 % av mätvärdet.
Nej, men standarden rekommenderar sådana system så att operatörer kan få tillförlitlig information om blixthändelser. Informationen kan bland annat användas för underhållsplanering.
Ett blixtströmsmätsystem bör kunna mäta initiala långtidsströmmar som inte karakteriseras av toppamplituden utan av laddningsvärdet – det innebär att även laddningsvärden bör tillhandahållas.
Ja. Även om blixthändelsen bara har en låg ström på några hundra ampere kan laddningsvärdet ändå vara högt på grund av den långa varaktigheten. Laddningen orsakar smältning vid receptorerna.
Dessutom kan små strömmar på bara några tiotals kA ha negativ inverkan på kolfiberdelarna inuti bladet om stigtiden (rise time) för en sådan händelse är mycket hög.
Moderna vindkraftverk kan vara upp till 200 meter höga. Därför utlöser de uppåtblixtar – ofta rent ICC-only. Långtidsström har ett lågt strömvärde men varar under mycket lång tid. Denna typ av blixthändelse orsakar därför ofta allvarliga skador.
Orsaken är den höga elektriska laddningen. Den är den främsta anledningen till materialsmältning och erosion vid ljusbågens bas. Ju oftare en komponent, till exempel en rotorbladsreceptor, träffas av en uppåtblixt, desto mer material slits bort över tid. Skador utvecklas därför ofta obemärkt och kan på sikt leda till kostsamma driftstopp.
Tjänster
Vi kan stödja ditt projekt från planering till genomförande och vidare. Dra nytta av vårt breda utbud av praktiska verktyg och tjänster.
Några frågor?
Vilka andra ämnen intresserar dig?
Välj och läs vidare.