Спеціальний зварювальний вимикач для вітрової турбіни

У типовій установці джерело живлення низької напруги (НН) (тобто вітрова електростанція з N групами спеціального зварювального вимикача для генераторів вітрових турбін) підключається до мережі високої напруги (ВН). Кожна вітрова турбіна має підвищувальний трансформатор низької/середньої напруги (LV/MV), і кожна група генераторів вітрової турбіни підключена через автоматичний вимикач середнього напруги (MV CB) до шини підстанції HV/MV.

У більшості установок обидві нейтралі трансформатора ВН/СН заземлені. Через це координація ізоляції з розрядниками перенапруги базується на системах із суцільно заземленою нейтраллю для сторони середньої напруги та сторони високої напруги мережі. У разі замикання на землю між підвищуючим трансформатором LV/MV і автоматичним вимикачем середнього напруги розмикання цього автоматичного вимикача від’єднає ланцюг від мережі.

Це також призведе до видалення опорного заземлення для цієї схеми, тоді як спеціальний зварювальний перемикач для генераторів вітрових турбін продовжує працювати через їхню інерцію обертання. Через дельта-з’єднання обмоток підвищувального трансформатора LV/MV на стороні MV напруга фаза-земля в незачеплених фазах зросте до стаціонарної напруги, яка в 1,73 рази перевищує початкове значення. До того, як стаціонарна напруга буде досягнута, через ємності ізольованого фідера також можна очікувати тимчасові перевищення напруги з ще більшим значенням.

Ці перенапруги можуть пошкодити відкриті компоненти установки. Цього слід уникати, незважаючи на те, що властива вакуумним переривникам здатність TOV і RRRV може допомогти зменшити або усунути потребу в додаткових компонентах, таких як конденсатори перенапруги для посиленого демпфування, демпфіруючі конденсатори тощо. Кращим рішенням для уникнення цієї умови є використання вимикач швидкого заземлення (GS) у поєднанні з автоматичним вимикачем середнього напруги. Заземлювальний вимикач розміщується на стороні «B» відповідного автоматичного вимикача, щоб закрити заземлюючий вимикач безпосередньо після розмикання автоматичного вимикача для заземлення ланцюга. Після замикання заземлювального вимикача струм замикання буде протікати через ізольований фідер, оскільки спеціальний зварювальний вимикач для вітрової турбіни продовжує виробляти електроенергію. Однак значення цього струму замикання буде меншим, ніж однофазний струм замикання, доступний з мережі. Тому номінал заземлювача може бути нижчим за номінальний струм короткого замикання автоматичного вимикача.

При визначенні різниці в часі між розмиканням автоматичного вимикача та замиканням заземлювача необхідно враховувати два ключові моменти. Через швидкість зростання перенапруги після переривання однофазного замикання різниця в часі має бути короткою. Замикання заземлювального вимикача має відбуватися, коли автоматичний вимикач скидає однофазний струм замикання, навіть протягом тривалого часу горіння дуги (найгірша ситуація: асиметричне, однофазне замикання). Для адекватного покриття обох обставин різницю в часі між контактною частиною контактів автоматичного вимикача та контактним дотиком контактів заземлювача слід зберігати в діапазоні від 12 до 16 мс.

Щоб перевірити рішення, були проведені не тільки кваліфікаційні тести для необхідних ключових елементів, але й додаткові тести, зосереджені на поєднанні двох елементів. Існує незначна різниця в куті наростання струму незадовго до нульового струму та переривання, однак для переривання з використанням вакуумних переривників цей ефект є незначним. Параметри найгіршого випадку для демонстрації інших аспектів продуктивності автоматичного вимикача, таких як зарядка кабелю, безперервний струм, діелектрик, а також електрична та механічна витривалість, були однаково вибрані з обох стандартів.

Заземлюючий спеціальний зварювальний вимикач для вітряної турбіни було перевірено аналогічним чином, де використовувалися параметри найгіршого випадку. Оскільки автоматичний вимикач і заземлювальний вимикач безпосередньо пов’язані, випробування на механічну міцність заземлювального вимикача було виконано з 10 000 циклами, щоб відповідати номіналу автоматичного вимикача M2. Для заземлювача цей обов'язок перевищує звичайну вимогу в п'ять разів. Крім того, заземлювальний вимикач пройшов таке ж низькотемпературне випробування, щоб продемонструвати ефективність роботи при температурах до мінус 50 ºC (мінус 58 ºF).

Після завершення проектних випробувань відповідно до відповідних галузевих стандартів було проведено додаткові випробування для демонстрації ефективності комбінації. Найважливішим з них перевірено час між розмиканням автоматичного вимикача та замиканням заземлення спеціального зварювального вимикача для вітрової турбіни. Час між контактною частиною контактів автоматичного вимикача та контактним дотиком контактів заземлювача має вирішальне значення для належного функціонування комбінації. Якщо час розраховано надто малим, струм замикання не може бути перерваний до замикання заземлювального вимикача, і хоча заземлювальний вимикач замикається за потреби, він може не розімкнутися знову через контактне зварювання. Крім того, якщо час надто великий, перенапруга після переривання може виникати довше, ніж розрядники перенапруги можуть витримати, що призведе до пошкодження розрядників. Особливу увагу було приділено вимірюванню цього параметра часу в повному діапазоні допустимих виробничих допусків і в різноманітних умовах навколишнього середовища.

Іншою продемонстрованою можливістю було те, що на спеціальний зварювальний вимикач заземлення для роботи вітрової турбіни не впливав автоматичний вимикач під час переривання максимального номінального струму замикання. За певних умов вакуумний переривач може не усунути несправність при першому нульовому струмі після основного контуру, але перерватися після наступного малого контуру. Тестування показало, що спеціальний зварювальний вимикач заземлення для вітрової турбіни виконує цю функцію без контактного зварювання.

Суб'єктивний огляд
Ручна перевірка зварного шва забезпечує лише оцінку вимірюваних значень. Крім того, характеристики профілю зварного шва, такі як опуклість, посилення та теоретична товщина горла, також демонструють ще більшу суб’єктивність. Існують проблеми через суттєву різницю між інспекторами зі зварювання. Це призводить до низької повторюваності та відтворюваності.
 

Нетрадиційні види зварювання
Спеціальний зварювальний перемикач зі скошеним кутом для вітрової турбіни є прикладом конфігурації з’єднання, яка стає все більш поширеною в багатьох галузях промисловості; однак це важко виміряти наявними ручними манометрами. Складнощі та трудомісткі дії включають вимірювання фактичних кутів, а потім обчислення необхідної довжини зварювальних гілок і теоретичних значень горла за допомогою ручної лінійки.
 

Повне вимірювання довжини зварного шва
Традиційний візуальний огляд зазвичай передбачає огляд загальної довжини вітрової турбіни спеціального зварювального вимикача, а потім вимірювання в певних місцях. Це забирає багато часу та залишає відкритою можливість пропуску дефектів, якщо вимірювання не проводилося.
 

Доступність
Незважаючи на те, що більшість традиційних ручних вимірювачів для зварювання невеликі, є випадки, коли доступність є проблемою. Для правильного використання вимірювальний прилад повинен бути розташований на основному матеріалі над зварним швом і повинен бути чітко видно з усіх кутів, щоб правильно інтерпретувати результати. Іноді, через проблеми з конструкцією з’єднання або розташування, не завжди можливо використовувати традиційний зварювальний калібр.
 

Безконтактна перевірка гарячих частин
З міркувань безпеки перевірку за допомогою традиційних вимірювальних приладів для зварювання зазвичай потрібно виконувати після охолодження деталі, щоб уникнути можливості опіків. Важкі для кількісної оцінки характеристики, наприклад радіус і кут зварного шва, виточення та співвідношення висоти та ширини зварного шва.

Щоб спеціальний зварювальний вимикач для вітрової турбіни генерував оптимальну продуктивність, ротор має бути спрямований перпендикулярно вітру. Щоразу, коли змінюється напрям вітру, ротор і гондола регулюються. Якщо гондола обертається в одному напрямку протягом тривалого періоду часу, кабель, який подає електроенергію від генератора до вежі, може перекрутитися. Кінцеві вимикачі передач з энкодерами фіксують обертання гондоли і при необхідності можуть зупинити рух в будь-якому напрямку. Кут лопатей ротора впливає на підйомну силу, що, у свою чергу, також впливає на вихід енергії. Тут також спеціальний зварювальний перемикач обмеження передач для вітрової турбіни підтримує точне регулювання кута повороту. Кілька перемикачів миттєвої дії об’єднані в кулачковий перемикач. Перемикачі сигналізують про критичні положення системі керування вищого рівня для регулювання кута й кута.

Автоматизація зварювання стає все більш важливою у виробництві вітрових башт, оскільки вона може підвищити ефективність, продуктивність і якість, одночасно знижуючи витрати та мінімізуючи ризики, пов’язані з ручним зварюванням.

Вітряні вежі зазвичай складаються з великих трубчастих сталевих секцій, які потрібно зварити разом, щоб створити остаточну конструкцію. Ці зварні шви мають бути достатньо точними та міцними, щоб витримувати екстремальні умови, яким піддаються вітрові турбіни. Автоматизація зварювання може допомогти забезпечити якість і стабільність цих зварних швів, а також прискорити виробничий процес.

Існують різні типи технологій автоматизації зварювання, які можна використовувати у виробництві вітрових башт, наприклад роботизовані зварювальні системи, автоматизовані зварювальні машини та зварювальні маніпулятори. Ці системи можуть виконувати різноманітні зварювальні роботи, від зварювання швів на зовнішній стороні вежі до зварювання внутрішніх з’єднань між секціями вежі.

Зварювання відіграє вирішальну роль у будівництві вітрових веж. Вітрові вежі зазвичай виготовляються зі сталі, а спеціальний зварювальний вимикач для вітрових турбін широко використовується для з’єднання різних компонентів вежі. Секції вежі, як правило, виготовляються з катаних сталевих листів, які з’єднуються між собою різними методами зварювання, включаючи дугове та газове зварювання. У деяких випадках для кріплення кронштейнів або інших компонентів до вежі також можна використовувати зварювання.

Зварювання є важливим у будівництві вітряних башт, оскільки воно допомагає забезпечити цілісність конструкції башти. Вежа повинна витримувати сильні вітри та інші навантаження на навколишнє середовище, тому зварювання має бути високоякісним і відповідати суворим стандартам. Спеціальний зварювальний вимикач для вітрової турбіни також важливий для забезпечення довговічності вежі, оскільки він допомагає запобігти корозії та іншим формам пошкоджень.

Зварювання є критично важливим компонентом будівництва вітряних веж і відіграє важливу роль у забезпеченні безпеки, довговічності та надійності цієї важливої ​​конструкції. Зварювальні ротатори та зварювальні позиціонери — це два типи обладнання, яке зазвичай використовується у зварюванні для допомоги в маніпулюванні та позиціонуванні великих або важких деталей.

Зварювальні ротатори використовуються для обертання циліндричних деталей, таких як труби або резервуари, під час зварювання. Ротатори складаються з двох або більше моторизованих роликів, які встановлені на рамі та можуть регулюватися відповідно до розміру заготовки. Заготовка поміщається на ролики, які повільно й рівномірно обертають її під час зварювання, забезпечуючи рівномірні та послідовні зварні шви.

З іншого боку, зварювальні позиціонери використовуються для розміщення заготовок в оптимальній орієнтації для зварювання. Вони складаються зі столу або платформи, які можна нахиляти або повертати, щоб дозволити зварювальнику отримати доступ до всіх сторін заготовки, не пересуваючись навколо неї. Це може бути особливо корисним для зварювання великих або важких деталей, оскільки це дозволяє зварнику працювати ефективніше та безпечніше.

Як зварювальні ротатори, так і зварювальні позиціонери можуть допомогти покращити якість та ефективність зварювання, забезпечуючи кращий доступ до заготовки та забезпечуючи більш послідовне та рівне зварювання. Вони особливо корисні для зварювання великих або складних конструкцій, таких як резервуари під тиском або вітряні вежі, і можуть допомогти скоротити час і робочу силу, необхідні для таких типів проектів.

Suzhou Full-v було засновано в 2019 році та обслуговує тисячі користувачів як у країні, так і за кордоном, отримавши одностайне визнання користувачів. Лазерна інтелектуальна система відстеження зварних швів Full-v 3D досягла повного охоплення серед основних виробників роботів як у країні, так і за кордоном, і має характеристики простоти, надійності та широкого використання. Компанія прагне надавати відкрите та індивідуальне оптико-електронне сенсорне обладнання та технічні послуги, завжди віддаючи пріоритет якості продукції та досвіду користувача. З духом постійного вдосконалення, як ремісник, ми надаємо клієнтам надійні та стабільні продукти.