靜力水準(zhǔn)儀風(fēng)力發(fā)電塔自動(dòng)化沉降監(jiān)測(cè)

1. 應(yīng)用背景

風(fēng)力發(fā)電是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的電能生產(chǎn)方式，加上我國是一個(gè)風(fēng)力資源比較豐富的國家，大規(guī)模的開發(fā)和建設(shè)風(fēng)電對(duì)于緩解我國能源短缺和環(huán)境污染的突出問題具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

風(fēng)電機(jī)組的塔桿是風(fēng)電機(jī)組的重要部件之一，具有支撐風(fēng)電機(jī)組和降低機(jī)組震動(dòng)的雙重作用。然而在實(shí)際運(yùn)行中由于其受各種力和力矩比較復(fù)雜，在各種力和力矩的綜合不平衡作用下機(jī)組塔桿極易發(fā)生傾斜和沉降，從而給風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行帶來隱患 ，而一旦風(fēng)電機(jī)組桿塔發(fā)生傾斜倒塌，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失， 甚至?xí)?duì)人身安全構(gòu)成威脅。

目前，在現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行中主要通過人工巡檢的方式對(duì)風(fēng)電機(jī)組桿塔的傾斜或沉降程度進(jìn)行檢查和識(shí)別，這種巡檢方式雖然簡單、便于實(shí)施，但人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且住往由于工作人員的大意和疏忽極有可能造成安全隱患發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，進(jìn)而釀成重大事故。基于此，采用靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)化沉降監(jiān)測(cè)，通過對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理，能夠達(dá)到有效預(yù)測(cè)風(fēng)電塔的沉降或傾斜狀況。

2. 產(chǎn)品概述

液壓式靜力水準(zhǔn)儀是監(jiān)測(cè)工程沉降系統(tǒng)中的重要底層監(jiān)測(cè)傳感器；靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)是通過測(cè)量兩點(diǎn)間或多點(diǎn)間液面沉降相對(duì)液面高度變化的精密儀器。主要用于大壩、核電站、風(fēng)力電站、高層建筑、礦山、滑坡、橋梁等垂直位移和傾斜的監(jiān)測(cè)。

靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)一般安裝在被測(cè)物體等高的測(cè)墩（基臺(tái)）上或被測(cè)物體墻壁等高線上，通常采用模塊化自動(dòng)測(cè)量單元采集數(shù)據(jù)，通過有線或無線通訊與計(jì)算機(jī)連接，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)。

3. 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

靜力水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由采集器、一只基準(zhǔn)點(diǎn)靜力水準(zhǔn)儀和若干只監(jiān)測(cè)點(diǎn)靜力水準(zhǔn)儀，通過水準(zhǔn)儀的安裝架、數(shù)據(jù)傳輸線纜、液體連通管及固定配件、大氣連通管及固定配件、干燥管、液體等組成。安裝方式分為測(cè)墩平裝式安裝和墻壁側(cè)裝式安裝兩種方式，視現(xiàn)場(chǎng)條件和設(shè)計(jì)要求選定。
 

4. 系統(tǒng)工作原理

靜力水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳感器、基準(zhǔn)點(diǎn)傳感器、儲(chǔ)液罐、采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心組成，傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至少由三只傳感器組成，其中一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)和至少2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成。

采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)或按設(shè)定時(shí)間、頻率采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心通過對(duì)各時(shí)間段采集到的數(shù)據(jù)綜合分析對(duì)比，得出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降數(shù)據(jù)，以此來判定被監(jiān)測(cè)點(diǎn)是否處于安全狀態(tài)。

所有靜力水準(zhǔn)儀的壓力通過聯(lián)通管以串聯(lián)或并聯(lián)形式連接至貯液容器的接口上，貯液容器內(nèi)注入液體后，液體通過聯(lián)通管傳輸?shù)矫恳粋€(gè)靜力水準(zhǔn)儀的壓力腔內(nèi)，同時(shí)排除腔體和管道內(nèi)的空氣以減少空氣在冷熱狀態(tài)下對(duì)傳感器精度的影響；當(dāng)液體液面*靜止后系統(tǒng)中所有連通容器內(nèi)的液面應(yīng)同在一個(gè)大地水準(zhǔn)面上，此時(shí)每一容器的液位由傳感器測(cè)出差異沉降。
為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性及應(yīng)用有效性，多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)相鄰之間的距離應(yīng)控制在30米以內(nèi)，具體間距布設(shè)由設(shè)計(jì)單位依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況確定。

5. 風(fēng)電塔項(xiàng)目安裝

初次安裝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況遵循先后主次的順序操作，合理的規(guī)劃安裝順序可有效避免安裝過程的失誤造成的返工。

正常順序?yàn)椋?/span>

① 測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的水平高度，基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平高度保持一致，儲(chǔ)液罐應(yīng)高于所有測(cè)點(diǎn)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置示意圖

② 確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置，外部基準(zhǔn)點(diǎn)固定到基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)裝置安裝板上；風(fēng)筒內(nèi)2、3、4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)呈等邊三角形位置安裝，距離盡量保持一致。

③ 安裝水準(zhǔn)儀，連接液管、氣管和通信線纜。

④ 進(jìn)行通信測(cè)試，通信線連接到采集儀上，讀取數(shù)據(jù)觀察各個(gè)水準(zhǔn)儀是否正常工作。

⑤ 系統(tǒng)充液，充液方向由外部往風(fēng)筒內(nèi)部2、3、4號(hào)點(diǎn)填充，充液完成后需進(jìn)行排氣處理。然后打開儲(chǔ)液罐填充硅油，后檢查各接頭有無氣泡和漏液。

⑥ 管線之間加裝保溫管，用開口的保溫管包裹住所有裸露在地面的波紋管，然后用警示膠帶纏繞密封。然后把波紋管接頭與保護(hù)罩連接好，蓋上保護(hù)罩。

⑦ 固定好各監(jiān)測(cè)點(diǎn)，4號(hào)點(diǎn)末端通訊連接采集儀，數(shù)據(jù)讀取，以安裝完靜止2小時(shí)后的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

系統(tǒng)安裝完成！

6. 結(jié)語

隨著風(fēng)電行業(yè)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電塔自動(dòng)化沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用對(duì)風(fēng)電場(chǎng)安全運(yùn)行管理具有重大意義。通過對(duì)風(fēng)電塔基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)過程監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)風(fēng)電塔沉降并做到預(yù)警機(jī)制，將其消滅在萌芽當(dāng)中，杜絕倒塌事故的發(fā)生。

我司為自動(dòng)化結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)開設(shè)了專項(xiàng)的事業(yè)部門，為風(fēng)電塔、地鐵隧道、綜合管廊、鐵路路基、橋梁、樓房等提供完善的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)服務(wù)，項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富，