విండ్ పవర్ ఎక్విప్‌మెంట్ యొక్క ఫాల్ట్ డయాగ్నోసిస్ మరియు హెల్త్ మానిటరింగ్ పై పరిశోధన

విండ్ పవర్ నెట్‌వర్క్ వార్తలు: సారాంశం: ఈ పేపర్ విండ్ టర్బైన్ డ్రైవ్ చైన్‌లోని మూడు ప్రధాన భాగాలు-కంపోజిట్ బ్లేడ్‌లు, గేర్‌బాక్స్‌లు మరియు జనరేటర్‌ల యొక్క తప్పు నిర్ధారణ మరియు ఆరోగ్య పర్యవేక్షణ అభివృద్ధి యొక్క ప్రస్తుత స్థితిని సమీక్షిస్తుంది మరియు ప్రస్తుత పరిశోధన స్థితి మరియు ప్రధాన విషయాలను సంగ్రహిస్తుంది. ఈ ఫీల్డ్ పద్ధతి యొక్క అంశాలు.పవన విద్యుత్ పరికరాలలో కాంపోజిట్ బ్లేడ్‌లు, గేర్‌బాక్స్‌లు మరియు జనరేటర్‌ల యొక్క మూడు ప్రధాన భాగాల యొక్క ప్రధాన తప్పు లక్షణాలు, తప్పు రూపాలు మరియు నిర్ధారణ ఇబ్బందులు సంగ్రహించబడ్డాయి మరియు ఇప్పటికే ఉన్న తప్పు నిర్ధారణ మరియు ఆరోగ్య పర్యవేక్షణ పద్ధతులు మరియు చివరకు ఈ ఫీల్డ్ యొక్క అభివృద్ధి దిశకు అవకాశాలు ఉన్నాయి.

0 ముందుమాట

స్వచ్ఛమైన మరియు పునరుత్పాదక శక్తి కోసం ప్రపంచవ్యాప్త డిమాండ్ మరియు పవన విద్యుత్ పరికరాల తయారీ సాంకేతికతలో గణనీయమైన పురోగతికి ధన్యవాదాలు, పవన శక్తి యొక్క గ్లోబల్ ఇన్‌స్టాల్ సామర్థ్యం క్రమంగా పెరుగుతూనే ఉంది.గ్లోబల్ విండ్ ఎనర్జీ అసోసియేషన్ (GWEC) గణాంకాల ప్రకారం, 2018 చివరి నాటికి, పవన శక్తి యొక్క గ్లోబల్ స్థాపిత సామర్థ్యం 597 GWకి చేరుకుంది, ఇందులో చైనా 200 GW కంటే ఎక్కువ స్థాపిత సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్న మొదటి దేశంగా 216 GWకి చేరుకుంది. , మొత్తం గ్లోబల్ ఇన్‌స్టాల్ కెపాసిటీలో 36 కంటే ఎక్కువ.%, ఇది ప్రపంచంలోని ప్రముఖ పవన శక్తిగా తన స్థానాన్ని కొనసాగిస్తూనే ఉంది మరియు ఇది నిజమైన పవన శక్తి దేశం.

ప్రస్తుతం, పవన విద్యుత్ పరిశ్రమ యొక్క నిరంతర ఆరోగ్యకరమైన అభివృద్ధికి ఆటంకం కలిగించే ముఖ్యమైన అంశం ఏమిటంటే, సాంప్రదాయ శిలాజ ఇంధనాల కంటే పవన విద్యుత్ పరికరాలకు శక్తి ఉత్పత్తి యూనిట్‌కు అధిక ధర అవసరం.భౌతిక శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతి గ్రహీత మరియు మాజీ US ఎనర్జీ సెక్రటరీ ఝూ డివెన్ భారీ-స్థాయి పవన విద్యుత్ పరికరాల ఆపరేషన్ భద్రత హామీ యొక్క కఠినత మరియు ఆవశ్యకతను ఎత్తి చూపారు మరియు అధిక ఆపరేషన్ మరియు నిర్వహణ ఖర్చులు ఈ రంగంలో పరిష్కరించాల్సిన ముఖ్యమైన సమస్యలు [1] .విండ్ పవర్ పరికరాలు ఎక్కువగా ప్రజలకు అందుబాటులో లేని మారుమూల ప్రాంతాలు లేదా ఆఫ్‌షోర్ ప్రాంతాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.సాంకేతికత అభివృద్ధితో, పవన విద్యుత్ పరికరాలు పెద్ద ఎత్తున అభివృద్ధి దిశలో అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉన్నాయి.విండ్ పవర్ బ్లేడ్‌ల వ్యాసం పెరగడం కొనసాగుతుంది, దీని ఫలితంగా ముఖ్యమైన పరికరాలు వ్యవస్థాపించబడిన నేల నుండి నాసెల్‌కు దూరం పెరుగుతుంది.ఇది పవన విద్యుత్ పరికరాల నిర్వహణ మరియు నిర్వహణకు చాలా ఇబ్బందులను తెచ్చిపెట్టింది మరియు యూనిట్ నిర్వహణ ఖర్చును పెంచింది.పాశ్చాత్య అభివృద్ధి చెందిన దేశాలలో పవన విద్యుత్ పరికరాల యొక్క మొత్తం సాంకేతిక స్థితి మరియు విండ్ ఫామ్ పరిస్థితుల మధ్య వ్యత్యాసాల కారణంగా, చైనాలో పవన విద్యుత్ పరికరాల నిర్వహణ మరియు నిర్వహణ ఖర్చులు అధిక ఆదాయాన్ని కలిగి ఉన్నాయి.20 సంవత్సరాల సేవా జీవితంతో సముద్ర తీర విండ్ టర్బైన్‌ల కోసం, నిర్వహణ ఖర్చు పవన క్షేత్రాల మొత్తం ఆదాయం 10%~15%;ఆఫ్‌షోర్ విండ్ ఫామ్‌ల కోసం, నిష్పత్తి 20%~25%[2] వరకు ఉంటుంది.పవన శక్తి యొక్క అధిక ఆపరేషన్ మరియు నిర్వహణ వ్యయం ప్రధానంగా పవన విద్యుత్ పరికరాల ఆపరేషన్ మరియు నిర్వహణ మోడ్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.ప్రస్తుతం, చాలా పవన క్షేత్రాలు సాధారణ నిర్వహణ పద్ధతిని అవలంబిస్తాయి.సంభావ్య వైఫల్యాలు సమయానికి కనుగొనబడవు మరియు చెక్కుచెదరకుండా ఉన్న పరికరాల యొక్క పునరావృత నిర్వహణ కూడా ఆపరేషన్ మరియు నిర్వహణను పెంచుతుంది.ధర.అదనంగా, సమయానికి లోపం యొక్క మూలాన్ని గుర్తించడం అసాధ్యం, మరియు వివిధ మార్గాల ద్వారా ఒక్కొక్కటిగా మాత్రమే పరిశోధించబడుతుంది, ఇది భారీ ఆపరేషన్ మరియు నిర్వహణ ఖర్చులను కూడా తెస్తుంది.విపత్తు ప్రమాదాలను నివారించడానికి మరియు విండ్ టర్బైన్‌ల సేవా జీవితాన్ని పొడిగించడానికి విండ్ టర్బైన్‌ల కోసం స్ట్రక్చరల్ హెల్త్ మానిటరింగ్ (SHM) వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేయడం ఈ సమస్యకు ఒక పరిష్కారం, తద్వారా పవన శక్తి యొక్క యూనిట్ శక్తి ఉత్పత్తి వ్యయాన్ని తగ్గించడం.అందువల్ల, పవన విద్యుత్ పరిశ్రమ కోసం SHM వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేయడం అత్యవసరం.

1. పవన విద్యుత్ పరికరాల పర్యవేక్షణ వ్యవస్థ యొక్క ప్రస్తుత స్థితి

అనేక రకాల పవన శక్తి పరికరాల నిర్మాణాలు ఉన్నాయి, వీటిలో ప్రధానంగా: డబుల్-ఫెడ్ అసమకాలిక విండ్ టర్బైన్‌లు (వేరియబుల్-స్పీడ్ వేరియబుల్-పిచ్ రన్నింగ్ విండ్ టర్బైన్‌లు), డైరెక్ట్-డ్రైవ్ పర్మనెంట్ మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ విండ్ టర్బైన్‌లు మరియు సెమీ-డైరెక్ట్-డ్రైవ్ సింక్రోనస్ విండ్ టర్బైన్‌లు.డైరెక్ట్-డ్రైవ్ విండ్ టర్బైన్‌లతో పోలిస్తే, డబుల్-ఫెడ్ అసమకాలిక విండ్ టర్బైన్‌లలో గేర్‌బాక్స్ వేరియబుల్ స్పీడ్ పరికరాలు ఉంటాయి.దీని ప్రాథమిక నిర్మాణం మూర్తి 1 లో చూపబడింది. ఈ రకమైన పవన శక్తి పరికరాలు మార్కెట్ వాటాలో 70% కంటే ఎక్కువ వాటా కలిగి ఉన్నాయి.అందువల్ల, ఈ కథనం ప్రధానంగా ఈ రకమైన పవన విద్యుత్ పరికరాల యొక్క తప్పు నిర్ధారణ మరియు ఆరోగ్య పర్యవేక్షణను సమీక్షిస్తుంది.

మూర్తి 1 రెట్టింపు విండ్ టర్బైన్ యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం

పవన శక్తి పరికరాలు చాలా కాలం పాటు గాలి వాయువుల వంటి సంక్లిష్ట ప్రత్యామ్నాయ లోడ్‌ల క్రింద గడియారం చుట్టూ పనిచేస్తాయి.కఠినమైన సేవా వాతావరణం ఆపరేషన్ భద్రత మరియు పవన విద్యుత్ పరికరాల నిర్వహణను తీవ్రంగా ప్రభావితం చేసింది.ఆల్టర్నేటింగ్ లోడ్ విండ్ టర్బైన్ బ్లేడ్‌లపై పనిచేస్తుంది మరియు ట్రాన్స్‌మిషన్ చైన్‌లోని బేరింగ్‌లు, షాఫ్ట్‌లు, గేర్లు, జనరేటర్లు మరియు ఇతర భాగాల ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది, తద్వారా ట్రాన్స్‌మిషన్ చైన్ సర్వీస్ సమయంలో విఫలమయ్యే అవకాశం ఉంది.ప్రస్తుతం, పవన విద్యుత్ పరికరాలపై విస్తృతంగా అమర్చబడిన పర్యవేక్షణ వ్యవస్థ SCADA వ్యవస్థ, ఇది కరెంట్, వోల్టేజ్, గ్రిడ్ కనెక్షన్ మరియు ఇతర పరిస్థితుల వంటి పవన విద్యుత్ పరికరాల నిర్వహణ స్థితిని పర్యవేక్షించగలదు మరియు అలారాలు మరియు నివేదికల వంటి విధులను కలిగి ఉంటుంది;కానీ సిస్టమ్ స్థితిని పర్యవేక్షిస్తుంది, పారామితులు పరిమితం చేయబడ్డాయి, ప్రధానంగా కరెంట్, వోల్టేజ్, పవర్ మొదలైన సంకేతాలు, ఇంకా కీలకమైన భాగాల కోసం వైబ్రేషన్ పర్యవేక్షణ మరియు తప్పు నిర్ధారణ ఫంక్షన్‌లు లేవు [3-5].విదేశీ దేశాలు, ముఖ్యంగా పాశ్చాత్య అభివృద్ధి చెందిన దేశాలు, పవన విద్యుత్ పరికరాల కోసం ప్రత్యేకంగా కండిషన్ మానిటరింగ్ పరికరాలు మరియు విశ్లేషణ సాఫ్ట్‌వేర్‌లను చాలా కాలంగా అభివృద్ధి చేశాయి.దేశీయ వైబ్రేషన్ మానిటరింగ్ సాంకేతికత ఆలస్యంగా ప్రారంభమైనప్పటికీ, భారీ దేశీయ విండ్ పవర్ రిమోట్ ఆపరేషన్ మరియు నిర్వహణ మార్కెట్ డిమాండ్ కారణంగా, దేశీయ పర్యవేక్షణ వ్యవస్థల అభివృద్ధి కూడా వేగవంతమైన అభివృద్ధి దశలోకి ప్రవేశించింది.విండ్ పవర్ ఎక్విప్‌మెంట్ యొక్క తెలివైన తప్పు నిర్ధారణ మరియు ముందస్తు హెచ్చరిక రక్షణ వలన పవన శక్తి ఆపరేషన్ మరియు నిర్వహణ యొక్క వ్యయాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది మరియు పవన విద్యుత్ పరిశ్రమలో ఏకాభిప్రాయాన్ని పొందింది.

2. పవన శక్తి పరికరాల ప్రధాన తప్పు లక్షణాలు

పవన శక్తి పరికరాలు రోటర్లు (బ్లేడ్‌లు, హబ్‌లు, పిచ్ సిస్టమ్‌లు మొదలైనవి), బేరింగ్‌లు, మెయిన్ షాఫ్ట్‌లు, గేర్‌బాక్స్‌లు, జనరేటర్లు, టవర్లు, యా సిస్టమ్‌లు, సెన్సార్లు మొదలైన వాటితో కూడిన సంక్లిష్టమైన ఎలక్ట్రోమెకానికల్ సిస్టమ్. విండ్ టర్బైన్‌లోని ప్రతి భాగం సేవ సమయంలో ప్రత్యామ్నాయ లోడ్లు.సేవ సమయం పెరిగేకొద్దీ, వివిధ రకాల నష్టం లేదా వైఫల్యాలు అనివార్యం.

మూర్తి 2 పవన విద్యుత్ పరికరాల యొక్క ప్రతి భాగం యొక్క మరమ్మత్తు ధర నిష్పత్తి

మూర్తి 3 పవన విద్యుత్ పరికరాల యొక్క వివిధ భాగాల యొక్క సమయ వ్యవధి నిష్పత్తి

బ్లేడ్‌లు, గేర్‌బాక్స్‌లు మరియు జనరేటర్‌ల వల్ల ఏర్పడే పనికిరాని సమయం మొత్తం ప్రణాళిక లేని సమయాలలో 87% కంటే ఎక్కువ మరియు నిర్వహణ ఖర్చులు మొత్తం నిర్వహణ ఖర్చులలో 3 కంటే ఎక్కువ అని ఫిగర్ 2 మరియు ఫిగర్ 3 [6] నుండి చూడవచ్చు./4.అందువల్ల, పరిస్థితి పర్యవేక్షణలో, గాలి టర్బైన్‌లు, బ్లేడ్‌లు, గేర్‌బాక్స్‌లు మరియు జనరేటర్‌ల యొక్క తప్పు నిర్ధారణ మరియు ఆరోగ్య నిర్వహణలో మూడు ప్రధాన భాగాలు శ్రద్ధ వహించాలి.చైనీస్ రెన్యూవబుల్ ఎనర్జీ సొసైటీ యొక్క విండ్ ఎనర్జీ ప్రొఫెషనల్ కమిటీ జాతీయ పవన విద్యుత్ పరికరాల నిర్వహణ నాణ్యతపై 2012 సర్వేలో సూచించింది[6] పవన విద్యుత్ బ్లేడ్‌ల వైఫల్య రకాలు ప్రధానంగా పగుళ్లు, మెరుపులు, విరిగిపోవడం మొదలైనవి. వైఫల్యానికి కారణాలు ఉత్పత్తి, తయారీ మరియు రవాణా యొక్క పరిచయం మరియు సేవా దశలలో డిజైన్, స్వీయ మరియు బాహ్య కారకాలు.గేర్‌బాక్స్ యొక్క ప్రధాన విధి విద్యుత్ ఉత్పత్తికి తక్కువ-వేగంతో కూడిన గాలి శక్తిని స్థిరంగా ఉపయోగించడం మరియు కుదురు వేగాన్ని పెంచడం.గాలి టర్బైన్ యొక్క ఆపరేషన్ సమయంలో, గేర్‌బాక్స్ ప్రత్యామ్నాయ ఒత్తిడి మరియు ఇంపాక్ట్ లోడ్ [7] ప్రభావాల కారణంగా వైఫల్యానికి ఎక్కువ అవకాశం ఉంది.గేర్‌బాక్స్‌ల యొక్క సాధారణ లోపాలు గేర్ లోపాలు మరియు బేరింగ్ లోపాలు.గేర్‌బాక్స్ లోపాలు ఎక్కువగా బేరింగ్‌ల నుండి ఉత్పన్నమవుతాయి.బేరింగ్‌లు గేర్‌బాక్స్‌లో కీలకమైన భాగం, మరియు వాటి వైఫల్యం తరచుగా గేర్‌బాక్స్‌కు విపత్తు నష్టం కలిగిస్తుంది.బేరింగ్ ఫెయిల్యూర్స్‌లో ప్రధానంగా ఫెటీగ్ పీలింగ్, వేర్, ఫ్రాక్చర్, గ్లూయింగ్, కేజ్ డ్యామేజ్ మొదలైనవి ఉన్నాయి. [8], వీటిలో ఫెటీగ్ పీలింగ్ మరియు వేర్ అనేది రోలింగ్ బేరింగ్‌ల యొక్క రెండు అత్యంత సాధారణ వైఫల్య రూపాలు.అత్యంత సాధారణ గేర్ వైఫల్యాలలో దుస్తులు, ఉపరితల అలసట, విచ్ఛిన్నం మరియు విచ్ఛిన్నం ఉన్నాయి.జనరేటర్ వ్యవస్థ యొక్క లోపాలు మోటారు లోపాలు మరియు యాంత్రిక లోపాలుగా విభజించబడ్డాయి [9].మెకానికల్ వైఫల్యాలలో ప్రధానంగా రోటర్ వైఫల్యాలు మరియు బేరింగ్ వైఫల్యాలు ఉన్నాయి.రోటర్ వైఫల్యాలలో ప్రధానంగా రోటర్ అసమతుల్యత, రోటర్ చీలిక మరియు వదులుగా ఉండే రబ్బరు స్లీవ్‌లు ఉంటాయి.మోటారు లోపాల రకాలను విద్యుత్ లోపాలు మరియు యాంత్రిక లోపాలుగా విభజించవచ్చు.విద్యుత్ లోపాలు రోటర్/స్టేటర్ కాయిల్ యొక్క షార్ట్-సర్క్యూట్, విరిగిన రోటర్ బార్‌ల వల్ల ఏర్పడే ఓపెన్ సర్క్యూట్, జనరేటర్ వేడెక్కడం మొదలైనవి;మెకానికల్ లోపాలలో అధిక జనరేటర్ వైబ్రేషన్, బేరింగ్ వేడెక్కడం, ఇన్సులేషన్ నష్టం, తీవ్రమైన దుస్తులు మొదలైనవి ఉన్నాయి.