[发明专利]用于风力机塔架螺栓松动监测的报警方法、系统及其终端

说明书

本发明属于螺栓松动实时监测技术领域，公开了一种用于风力机塔架螺栓松动监测的报警方法、系统及其终端，用于风力机塔架螺栓松动监测的报警方法包括：通过将螺母和螺栓之间的相对位移量转换为磁铁磁力的变化，并利用压力传感器实时监测压力信号的变化，判断螺栓松动位移量，进行螺栓的松动监测。本发明提出了一种用于风力机塔架螺栓松动监测的报警方法，通过将螺母和螺栓之间的相对位移量转换为磁铁磁力的变化，进而转化为压力信号的变化，以实现螺栓的松动监测。本发明可用来解决现有监测手段效率低、周期长、自动化水平不高等问题，为风力机的安全可靠运行提供科学性指导。

技术领域

本发明属于螺栓松动实时监测技术领域，尤其涉及一种用于风力机塔架螺栓松动监测的报警方法、系统及其终端。

背景技术

目前，发展可再生能源、推动能源行业向绿色转型是实现这一目标过程中不可或缺的环节。近年来，风电行业在全球范围内发展迅速，而我国的风能资源十分丰富，风能资源总储量约为30亿kw。2020年，全国并网风电装机容量达28153万千瓦，同比增长34.6％，占全部装机容量的12.79％。风能已经成为了我国电力的重要来源，在发电中的占比仅次于火力和水力发电。

然而，风力资源的不确定性，会使得塔筒的连接螺栓长期受动载荷的作用，引起螺栓预紧力降低，产生松动。螺栓松动会导致塔筒间的连接力不足，遇到大风天气容易倒塌。风机倒塌不仅带来严重的财产损失，还有可能出现人员伤亡的安全隐患。2016年，某风电场发生一起风电机组倒塌事故，机组直接报废。事故发生的原因是风电机组中下段塔架的法兰连接处的螺栓发生了松动，但运维人员并没有及时发现这一问题，最终因为螺栓断裂导致塔架倒塌。

在这个背景下，需要寻找一种应用于风力机塔筒螺栓松动监测的低成本、高效的方法，以便及时发现螺栓松动的微小位移，提高风力机运行的安全性，减少因倒塌事故带来的经济损失。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)目前，关于螺栓松动监测技术的研究，主要有振动法、应变法、声发射法等。这些方法均需要配备精密的检测仪器或设备，在风力机塔架复杂的运行环境下检测精度低、使用寿命短；且风力机塔架法兰连接处螺栓数目众多，上述方法无法在保证经济性的前提下做到面面俱到。

(2)现有风场的螺栓松动监测还是依靠人力，工人会定期用力矩扳手检查螺栓预紧力，这方法费时费力，并且无法避免检查过程中出现漏检等问题。而且当螺栓承受过大的载荷时，会改变其金相组织，螺栓虽然看起来没有异样，但继续承受载荷时，螺栓很有可能会发生塑性变形，在极端情况下甚至会断裂。

(3)现有监测手段无法准确获知螺栓松动的位移量，自动化与信息化水平不高。

解决以上问题及缺陷的难度为：

风力机塔架螺栓数量众多，塔架内部电子电气干扰强，如何提高塔架螺栓松动监测的自动化与信息化水平是现有的一大难题。

解决以上问题及缺陷的意义为：

通过对风力机塔架螺栓松动监测的报警方法、系统及其终端的研究，能有效降低螺栓松动监测成本，防止倒塔事故的发生，提高风力机信息化运维水平。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于风力机塔架螺栓松动监测的报警方法。

本发明是这样实现的，一种用于风力机塔架螺栓松动监测的报警方法，所述用于风力机塔架螺栓松动监测的报警方法包括：

通过将螺母和螺栓之间的相对位移量转换为磁铁磁力的变化，并利用压力传感器实时监测压力信号的变化，判断螺栓松动位移量，进行螺栓的松动监测。

进一步，所述用于风力机塔架螺栓松动监测的报警方法包括以下步骤：