Comutator special de sudare pentru turbine eoliene

Într-o instalație tipică, sursa de energie de joasă tensiune (BT) (adică, parc eolian cu N grupuri de întrerupător special de sudură pentru generatoarele de turbine eoliene) este conectată la rețeaua de înaltă tensiune (HV). Fiecare turbină eoliană are un transformator crescător de joasă/medie tensiune (BT/MT) și fiecare grup de generatoare de turbine eoliene este conectat printr-un întrerupător MT (MV CB) la magistrala substației HV/MT.

În majoritatea instalațiilor, ambele neutre ale transformatorului HV/MT sunt împământate solid. Din acest motiv, coordonarea izolației cu descărcătorul de supratensiune se bazează pe sistemele neutre cu împământare solidă pentru partea MT și partea HV a rețelei. În cazul unei defecțiuni la pământ între transformatorul de creștere JT/MT și întrerupătorul MT, deschiderea acestui întrerupător va deconecta circuitul de la rețea.

Acest lucru va elimina, de asemenea, referința de masă pentru acel circuit, în timp ce comutatorul special de sudură pentru generatoarele de turbine eoliene continuă să funcționeze datorită inerției lor de rotație. Din cauza conexiunii în triunghi a înfășurărilor transformatorului de creștere JT/MT pe partea MT, tensiunea fază-pământ în fazele neafectate va crește la o tensiune staționară de 1,73 ori valoarea inițială. Înainte de atingerea tensiunii staționare, datorită capacităților alimentatorului izolat, se pot aștepta și supratensiuni temporare cu o valoare și mai mare.

Aceste supratensiuni pot deteriora componentele expuse ale instalației. Acest lucru trebuie evitat chiar dacă capacitatea inerentă TOV și RRRV a întrerupătoarelor în vid poate ajuta la reducerea sau eliminarea nevoii de componente suplimentare, cum ar fi condensatoare de supratensiune pentru o amortizare crescută, condensatoare de amortizare etc. Soluția preferată pentru a evita această condiție este utilizarea un întrerupător de împământare rapidă (GS) în combinație cu întrerupătorul de circuit MT. Întrerupătorul de împământare este plasat pe partea „B” a întreruptorului respectiv pentru a închide întrerupătorul de împământare direct după funcționarea deschisă a întreruptorului pentru împământarea circuitului. După închiderea întrerupătorului de împământare, curentul de defect va curge condus de alimentatorul izolat, deoarece întrerupătorul special de sudură pentru turbina eoliană continuă să genereze energie. Cu toate acestea, valoarea acestui curent de defect va fi mai mică decât curentul de defect monofazat disponibil din rețea. Prin urmare, valoarea nominală a comutatorului de împământare poate fi mai mică decât curentul nominal de scurtcircuit al întreruptorului.

Două elemente cheie trebuie luate în considerare atunci când se definește diferența de timp dintre deschiderea întreruptorului și închiderea întrerupătorului de împământare. Datorită ratei de creștere a supratensiunii după o întrerupere a defecțiunii monofazate, diferența de timp ar trebui să fie scurtă. Închiderea întrerupătorului de împământare va avea loc atunci când întrerupătorul a eliberat curentul de defect monofazat, chiar și pentru perioade lungi de arc (situație în cel mai rău caz: defecțiune asimetrică, monofazată). Pentru a acoperi în mod adecvat ambele circumstanțe, o diferență de timp între partea de contact a contactelor întreruptorului și atingerea contactului contactelor comutatorului de împământare ar trebui să fie menținută în intervalul de 12 până la 16 ms.

Pentru validarea soluției au fost necesare nu numai teste de calificare pentru elementele cheie, ci și teste suplimentare axate pe combinarea celor două elemente. Există o diferență marginală în unghiul de creștere a curentului cu puțin timp înainte de zero și întrerupere a curentului, totuși, pentru întrerupere folosind întrerupătoare cu vid, acest efect este nesemnificativ. Parametrii din cel mai rău caz pentru demonstrarea altor aspecte ale performanței întreruptorului, cum ar fi încărcarea prin cablu, curentul continuu, dielectricul și rezistența atât electrică, cât și mecanică, au fost selectați în mod similar din ambele standarde.

Întrerupătorul de sudură special de împământare pentru porțiunea de turbină eoliană a soluției a fost testat în mod similar în cazul în care au fost utilizați parametrii din cel mai rău caz. Deoarece întrerupătorul de circuit și întrerupătorul de împământare sunt legate direct, testul de rezistență mecanică a întrerupătorului de împământare a fost efectuat cu 10,000 cicluri pentru a se potrivi cu valoarea nominală a întreruptorului M2. Pentru întrerupătorul de împământare, această sarcină depășește cerința obișnuită cu un factor de cinci. În plus, întrerupătorul de împământare a fost supus aceluiași test de temperatură scăzută pentru a demonstra performanța până la minus 50 ºC (minus 58 ºF).

După ce au fost finalizate testele de proiectare în conformitate cu standardele relevante din industrie, au fost efectuate teste suplimentare pentru a demonstra performanța combinației. Cel mai critic dintre acestea a validat timpul dintre deschiderea întreruptorului și închiderea întrerupătorului de sudură special de împământare pentru turbina eoliană. Timpul dintre partea de contact a contactelor întreruptorului și atingerea contactului contactelor comutatorului de împământare este crucial pentru funcționarea corectă a combinației. Dacă timpul este proiectat prea mic, este posibil ca curentul de defect să nu fie întrerupt înainte ca întrerupătorul de împământare să se închidă și, deși întrerupătorul de împământare se va închide după cum este necesar, este posibil să nu se redeschidă din cauza sudării prin contact. Alternativ, dacă timpul este prea lung, poate apărea o supratensiune după întrerupere mai mult decât poate tolera descărcătoarele, ducând la deteriorarea descărcătoarelor. S-a acordat o atenție deosebită măsurării acestui parametru de timp pe întreaga gamă de toleranțe de fabricație admise și într-o varietate de condiții de mediu.

O altă capacitate demonstrată a fost că întrerupătorul special de sudură de împământare pentru funcționarea turbinei eoliene nu a fost influențat de întrerupător la întreruperea curentului nominal de defect maxim. În anumite condiții, întrerupătorul în vid poate să nu înlăture defecțiunea la primul zero curent după o buclă majoră, dar se întrerupe după următoarea buclă minoră. Testarea a demonstrat că întrerupătorul special de sudură de împământare pentru turbina eoliană îndeplinește această sarcină fără sudare prin contact.

Inspecție subiectivă
Inspecția manuală a sudurii oferă doar o estimare a valorilor măsurate. De asemenea, caracteristicile profilului de sudură, cum ar fi convexitatea, armătura și grosimea teoretică a gâtului, arată și mai multă subiectivitate. Există probleme din cauza diferenței inerente dintre inspectorii de sudură. Acest lucru are ca rezultat o repetabilitate și o reproductibilitate scăzute.
 

Tipuri neconvenționale de sudură
Un întrerupător special de sudare cu filet înclinat pentru turbine eoliene este un exemplu de configurație de îmbinare care este din ce în ce mai comună în multe industrii; totuși, acest lucru este dificil de măsurat cu instrumentele manuale disponibile. Provocările și activitățile consumatoare de timp includ măsurarea unghiurilor reale și apoi calcularea lungimii necesare ale picioarelor de sudură și a valorilor teoretice ale gâtului prin utilizarea unei rigle glisante manuale.
 

Măsurare completă a lungimii de sudură
Inspecția vizuală tradițională implică de obicei examinarea întrerupătorului special de sudură total pentru lungimea turbinei eoliene și apoi măsurarea în anumite locații. Acest lucru necesită mult timp și lasă deschisă posibilitatea lipsei defectelor acolo unde nu s-a efectuat nicio măsurătoare.
 

Accesibilitate
Deși majoritatea instrumentelor de sudură manuale tradiționale sunt mici, există cazuri în care accesibilitatea este o problemă. Pentru a fi utilizat în mod corespunzător, gabaritul trebuie să fie poziționat pe materialul de bază deasupra sudurii și ar trebui să fie văzut clar din toate unghiurile pentru a interpreta rezultatele corect. Uneori, din cauza designului îmbinării sau a problemelor de amplasare, nu este întotdeauna posibilă utilizarea unui calibre tradițional de sudură.
 

Inspecție fără contact a pieselor fierbinți
Din motive de siguranță, inspectarea cu calibre de sudură tradiționale trebuie efectuată de obicei după ce piesa este răcită pentru a evita posibilitatea de arsuri. Caracteristici dificil de cuantificat, de exemplu, raza și unghiul vârfului de sudură, subdecupare și raportul dintre înălțimea și lățimea sudurii.

Pentru ca un comutator special de sudare pentru turbina eoliană să genereze randamentul optim, rotorul trebuie să fie orientat perpendicular pe vânt. Ori de câte ori direcția vântului se schimbă, rotorul și nacela sunt reglate. Dacă nacela se rotește în aceeași direcție pentru o perioadă lungă de timp, cablul care duce puterea de la generator la turn se poate răsuci. Limitatoarele de viteze cu codificatoare rotative detectează rotația nacelei și pot opri mișcarea în orice direcție, dacă este necesar. Unghiul palelor rotorului afectează portanța, care la rândul său influențează și randamentul energetic. Și aici, comutatorul special de sudură pentru limita de viteză pentru turbina eoliană permite reglarea precisă a unghiului de rotație. Mai multe întrerupătoare cu acțiune rapidă sunt combinate într-un comutator cu came. Comutatoarele semnalizează pozițiile critice către sistemul de control de nivel superior pentru reglarea înclinării și a viciului.

Automatizarea sudurii a devenit din ce în ce mai importantă în fabricarea turnurilor eoliene, deoarece poate îmbunătăți eficiența, productivitatea și calitatea, reducând în același timp costurile și minimizând riscurile asociate sudării manuale.

Turnurile eoliene constau de obicei din secțiuni mari, tubulare de oțel, care trebuie să fie sudate împreună pentru a crea structura finală. Aceste suduri trebuie să fie precise și suficient de puternice pentru a rezista la condițiile extreme la care sunt expuse turbinele eoliene. Automatizarea sudurii poate ajuta la asigurarea calității și consistenței acestor suduri, accelerând totodată procesul de fabricație.

Există diferite tipuri de tehnologii de automatizare a sudării care pot fi utilizate în fabricarea turnurilor eoliene, cum ar fi sistemele robotizate de sudare, mașinile de sudură automate și manipulatoarele de sudare. Aceste sisteme pot îndeplini o varietate de sarcini de sudură, de la sudarea cusăturilor din exteriorul turnului până la sudarea conexiunilor interne dintre secțiunile turnului.

Sudarea joacă un rol crucial în construcția turnurilor eoliene. Turnurile eoliene sunt de obicei fabricate din oțel, iar întrerupătorul special de sudură pentru turbina eoliană este utilizat pe scară largă pentru a uni diferitele componente ale turnului. Secțiunile turnului sunt de obicei realizate din plăci de oțel laminate, care sunt unite între ele folosind o varietate de tehnici de sudare, inclusiv sudarea cu arc și sudarea cu gaz. În unele cazuri, sudarea poate fi folosită și pentru a atașa suporturi sau alte componente la turn.

Sudarea este importantă în construcția turnului eolian, deoarece ajută la asigurarea integrității structurale a turnului. Turnul trebuie să poată rezista la vânt puternic și la alte solicitări de mediu, astfel încât sudarea trebuie să fie de înaltă calitate și să respecte standarde stricte. Întrerupător special de sudură pentru turbina eoliană este, de asemenea, important pentru a asigura longevitatea turnului, deoarece ajută la prevenirea coroziunii și a altor forme de deteriorare.

Sudarea este o componentă critică a construcției turnului eolian și joacă un rol important în asigurarea siguranței, durabilității și fiabilității acestor structuri importante. Rotatoarele de sudare și poziționările de sudare sunt două tipuri de echipamente utilizate în mod obișnuit în sudare pentru a ajuta la manipularea și poziționarea pieselor de lucru mari sau grele.

Rotatoarele de sudare sunt folosite pentru a roti piese de lucru cilindrice, cum ar fi țevi sau rezervoare, în timpul sudării. Rotatoarele constau din două sau mai multe role motorizate care sunt montate pe un cadru și pot fi ajustate pentru a se potrivi cu dimensiunea piesei de prelucrat. Piesa de prelucrat este așezată pe role, care o rotesc încet și constant pe măsură ce este sudată, asigurând suduri uniforme și consistente.

Pozitionatoarele de sudura, in schimb, sunt folosite pentru pozitionarea pieselor de lucru in orientarea optima pentru sudare. Acestea constau dintr-o masă sau platformă care poate fi înclinată sau rotită pentru a permite sudorului să acceseze toate părțile piesei de prelucrat fără a fi nevoit să se miște în jurul acesteia. Acest lucru poate fi deosebit de util pentru sudarea pieselor de lucru mari sau grele, deoarece permite sudorului să lucreze mai eficient și mai sigur.

Atât rotatoarele de sudare, cât și poziționerii de sudare pot ajuta la îmbunătățirea calității și eficienței sudurii, oferind un acces mai bun la piesa de prelucrat și permițând suduri mai consistente și mai uniforme. Ele sunt deosebit de utile pentru sudarea structurilor mari sau complexe, cum ar fi vasele sub presiune sau turnurile eoliene, și pot ajuta la reducerea timpului și a forței de muncă necesare pentru aceste tipuri de proiecte.

Suzhou Full-v a fost fondată în 2019 și a deservit mii de utilizatori atât pe plan intern, cât și internațional, obținând recunoaștere unanimă din partea utilizatorilor. Sistemul inteligent de urmărire a cusăturilor de sudură cu laser Full-v 3D a realizat o acoperire completă între producătorii de roboți tradiționali, atât pe plan intern, cât și internațional, și are caracteristicile simplității, fiabilității și utilizării pe scară largă. Compania se angajează să ofere echipamente deschise și personalizate cu senzori optoelectronici și servicii tehnice, acordând întotdeauna prioritate calității produsului și experienței utilizatorului. Cu un spirit de îmbunătățire continuă ca meșter, oferim clienților produse fiabile și stabile.