風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法及在線監(jiān)測方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法，包括以下步驟：1)先順時針給塔筒法蘭面上周向均勻分布的螺栓編號；2)測量第一個螺栓和塔筒門中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a1；3)測量塔筒中心和塔筒門中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a2；4)計算第一個螺栓和塔筒中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a；5)利用梁式傾斜傳感器對螺栓所在位置的法蘭面進行測量；6)按照步驟5)的方法，對至少兩個不同螺栓所在位置的法蘭面進行測量；7)計算出合成的塔筒最大傾斜角度Angle和合成的塔筒相對于正北傾斜方位Dir。本發(fā)明專利技術還公開了一種塔筒基礎不均勻沉降在線監(jiān)測方法。

Off line detection method and on-line monitoring method for uneven settlement of wind turbine tower foundation

The invention discloses a wind turbine tower foundation uneven settlement of off-line detection method, which comprises the following steps: 1) clockwise to tower flange bolts evenly distributed last week to number 2); A1 angle measure the first bolt and the tower door center line and the north direction and the tower center connect to A2; 3) angle measurement center tower and the tower door center line and the North Tower and the center line of; 4) angle calculation of the first bolt and the tower center line and the North Tower and the center line into the A; 5) using beam type of bolt flange tilt sensor location surface measurement; 6) in step 5) method to measure at least two different location of the flange bolt surface; 7) to calculate the maximum tilt angle of tower Angle synthesis and synthesis of the tower is relative to the North Tilt azimuth Dir. The invention also discloses a method for on-line monitoring the uneven settlement of the tower base.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法及在線監(jiān)測方法。
技術介紹
風電機組的塔筒是風力發(fā)電機組中的承重部件，在風力發(fā)電機組中主要起支撐作用，同時吸收機組震動。塔筒承受著推力，彎矩和扭矩負荷等復雜多變的載荷，使得風力發(fā)電機組運行過程中，塔筒會出現(xiàn)一定幅度的搖擺和扭曲等變形；此外，塔筒還會受到材料變化，零部件失效以及地基沉降等因素的影響，發(fā)生傾斜。塔筒過大的傾斜變形會影響風力發(fā)電機組的正常運行，嚴重的還會產生安全事故，因此，需要對風電機組基礎沉降及塔筒安全進行實時檢測。目前，基礎沉降檢測使用光學水準儀定期測量基礎的沉降，費時費力并不能實時知道基礎沉降信息。對于塔筒形態(tài)測量通常是在塔筒上安裝多個GPS接收機，根據GPS測量數(shù)據來繪制得到塔筒的傾斜形態(tài)，這種方式成本高，而且塔筒為封閉狀態(tài)，GPS信號接收困難。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于針對現(xiàn)有技術的上述不足和缺陷，提供一種風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法及在線監(jiān)測方法，以解決上述問題。本專利技術所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現(xiàn)：風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：1)先順時針給塔筒底部法蘭面上周向均勻分布的螺栓編號，假設有N個螺栓，即螺栓編號分別為1、2、3···N；2)測量第一個螺栓和塔筒門中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a1；3)測量塔筒中心和塔筒門中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a2；4)計算第一個螺栓和塔筒中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a，a＝2×a1-a2；5)利用梁式傾斜傳感器對螺栓所在位置的法蘭面進行測量，假設被抽取到的需要測量的法蘭面對應的螺栓編號為S，則在該S編號的螺栓所在位置的法蘭面位置上，所述梁式傾斜傳感器的軸線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角為X，其中X＝360×S÷N+a-90°，而且梁式傾斜傳感器測得與水平面的夾角為Y；6)按照步驟5)的方法，對其中的至少兩個不同螺栓所在位置的法蘭面進行測量，得到至少兩組關于夾角X和夾角Y的數(shù)據，至少兩組數(shù)據分別為(X1,Y1)，(X2,Y2)······；7)計算出合成的塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir，將步驟6)中的至少兩組數(shù)據(X1,Y1)和(X2,Y2)······代入下面公式(1)：sin(Y)＝sin(Angle)×cos(X-Dir)， (1)由上述公式(1)使用麥夸特法加上通用全局優(yōu)化法，計算出合成的塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir的最優(yōu)解。在本專利技術的一個優(yōu)選實施例中，所述梁式傾斜傳感器為單軸向梁式傾斜傳感器。風電機組塔筒基礎不均勻沉降在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括上述任一技術方案所述的風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法，在所述的風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法的步驟7)之后，還包括以下步驟：8)在塔筒底部內側設置有在線監(jiān)測傳感器，所述線監(jiān)測傳感器根據步驟7)中獲得的合成的塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir的最優(yōu)解進行校準并歸零，歸零后的在線監(jiān)測傳感器所監(jiān)測到的動態(tài)數(shù)據為塔筒基礎沉降的動態(tài)數(shù)據。由于采用了如上的技術方案，本專利技術使用梁式傾斜傳感器測量基礎的沉降及塔筒的安全，能實時準確測量基礎沉降及塔筒的動態(tài)傾斜狀態(tài)，及時采取措施進行維護。本專利技術安裝調試方便，并成本低。本專利技術獲取的塔筒的動態(tài)傾斜數(shù)據，經過算法分析可識別出塔筒結構受損，法蘭螺栓松動等問題，并能定位發(fā)生問題的位置方位。本專利技術通過合成傾斜角度，能真正反應平面的傾斜，對塔筒的安全分析有很大的意義。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術一種實施例在檢測時的俯視圖。圖2是本專利技術的梁式傾斜傳感器測得與水平面的夾角為Y的狀態(tài)示意圖。具體實施方式為了使本專利技術實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進一步闡述本專利技術。參見圖1和圖2所示，風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法，包括以下步驟：1)先順時針給塔筒底部法蘭面100上周向均勻分布的螺栓編號，假設有N個螺栓，即螺栓編號分別為1、2、3···N；2)測量第一個螺栓和塔筒門110中心的連線L1與正北方向L2和塔筒中心O的連線所成的夾角a1；3)測量塔筒中心O和塔筒門110中心的連線L3與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a2；4)計算第一個螺栓和塔筒中心O的連線L4與正北方向和塔筒中心O的連線L1所成的夾角a，a＝2×a1-a2；5)利用單軸向梁式傾斜傳感器200對螺栓所在位置的法蘭面進行測量，假設被抽取到的需要測量的法蘭面對應的螺栓編號為S，則在該S編號的螺栓所在位置的法蘭面位置上，單軸向梁式傾斜傳感器200的軸線L5與正北方向和塔筒中心O的連線L2所成的夾角為X，其中X＝360×S÷N+a-90°，而且單軸向梁式傾斜傳感器200測得與水平面的夾角為Y；6)按照步驟5)的方法，對其中的至少兩個不同螺栓所在位置的法蘭面進行測量，得到至少兩組關于夾角X和夾角Y的數(shù)據，至少數(shù)據分別為(X1,Y1)，(X2,Y2)······；7)計算出合成的塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir，將步驟6)中的至少兩組數(shù)據(X1,Y1)和(X2,Y2)······代入下面公式(1)：sin(Y)＝sin(Angle)×cos(X-Dir)， (1)由上述公式(1)使用麥夸特法加上通用全局優(yōu)化法，計算出合成的塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir的最優(yōu)解。本專利技術的風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法結合下列各實施例列舉的數(shù)據得到塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir的最優(yōu)解：實施例1按照上述步驟，獲得四組數(shù)據分別為(0°,-2.92°)，(90°,0.5°)，(180°,2.92°)，(270°,-0.5°)，可得到塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir的最優(yōu)解分別為：Angle＝2.96°，Dir＝350°。實施例2按照上述步驟，獲得四組數(shù)據分別為(50°,-1.48°)，(140°,2.72°)，(230°,1.48°)，(320°,-2.72°)，可得到塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir的最優(yōu)解分別為：Angle＝3.1°，Dir＝348°。實施例3按照上述步驟，獲得四組數(shù)據分別為(100°,1.14°)，(190°,3.22°)，(280°,-1.14°)，(10°,-3.22°)，可得到塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir的最優(yōu)解分別為：Angle＝3.42°，Dir＝350°。實施例4按照上述步驟，獲得四組數(shù)據分別為(30°,-2.9°)，(120°,1.04°)，(210°,2.9°)，(300°,-1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：1)先順時針給塔筒底部法蘭面上周向均勻分布的螺栓編號，假設有N個螺栓，即螺栓編號分別為1、2、3···N；2)測量第一個螺栓和塔筒門中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a1；3)測量塔筒中心和塔筒門中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a2；4)計算第一個螺栓和塔筒中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a，a＝2×a1?a2；5)利用梁式傾斜傳感器對螺栓所在位置的法蘭面進行測量，假設被抽取到的需要測量的法蘭面對應的螺栓編號為S，則在該S編號的螺栓所在位置的法蘭面位置上，所述梁式傾斜傳感器的軸線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角為X，其中X＝360×S÷N+a?90°，而且梁式傾斜傳感器測得與水平面的夾角為Y；6)按照步驟5)的方法，對其中的至少兩個不同螺栓所在位置的法蘭面進行測量，得到至少兩組關于夾角X和夾角Y的數(shù)據，至少兩組數(shù)據分別為(X1,Y1)，(X2,Y2)······；7)計算出合成的塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir，將步驟6)中的至少兩組數(shù)據(X1,Y1)和(X2,Y2)······代入下面公式(1)：sin(Y)＝sin(Angle)×cos(X?Dir)，??????(1)由上述公式(1)使用麥夸特法加上通用全局優(yōu)化法，計算出合成的塔筒底部最大傾斜角度Angle和合成的塔筒底部相對于正北傾斜方位Dir的最優(yōu)解。...

【技術特征摘要】
1.風電機組塔筒基礎不均勻沉降離線檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：1)先順時針給塔筒底部法蘭面上周向均勻分布的螺栓編號，假設有N個螺栓，即螺栓編號分別為1、2、3···N；2)測量第一個螺栓和塔筒門中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a1；3)測量塔筒中心和塔筒門中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a2；4)計算第一個螺栓和塔筒中心的連線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角a，a＝2×a1-a2；5)利用梁式傾斜傳感器對螺栓所在位置的法蘭面進行測量，假設被抽取到的需要測量的法蘭面對應的螺栓編號為S，則在該S編號的螺栓所在位置的法蘭面位置上，所述梁式傾斜傳感器的軸線與正北方向和塔筒中心的連線所成的夾角為X，其中X＝360×S÷N+a-90°，而且梁式傾斜傳感器測得與水平面的夾角為Y；6)按照步驟5)的方法，對其中的至少兩個不同螺栓所在位置的法蘭面進行測量，得到至少兩組關于夾角X和夾角Y的數(shù)據，至少兩組數(shù)據分別為(X1,Y1)，(X2,Y2)······；7)計算出合成的塔筒底部最大傾斜角度...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳洪德，張洪武，
申請(專利權)人：上海應譜科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31