Specjalny przełącznik spawalniczy do turbiny wiatrowej

W typowej instalacji źródło zasilania niskiego napięcia (NN) (tj. farma wiatrowa z N grupami specjalnych przełączników spawalniczych dla generatorów turbin wiatrowych) jest podłączone do sieci wysokiego napięcia (HV). Każda turbina wiatrowa ma transformator podwyższający niskiego napięcia / średniego napięcia (NN/SN), a każda grupa generatorów turbin wiatrowych jest podłączona za pomocą wyłącznika SN (MV CB) do szyny podstacji HV/SN.

W większości instalacji oba przewody neutralne transformatora HV/SN są solidnie uziemione. Z tego powodu koordynacja izolacji z ogranicznikami przepięć opiera się na solidnie uziemionych układach przewodów neutralnych po stronie SN i stronie HV sieci. W przypadku zwarcia doziemnego między transformatorem podwyższającym napięcie NN/SN a wyłącznikiem obwodu SN otwarcie tego wyłącznika spowoduje odłączenie obwodu od sieci.

Spowoduje to również usunięcie odniesienia uziemienia dla tego obwodu, podczas gdy specjalny przełącznik spawalniczy dla generatorów turbin wiatrowych będzie nadal działał ze względu na ich bezwładność obrotową. Ze względu na połączenie w trójkąt uzwojeń transformatora podwyższającego napięcie NN/SN po stronie SN, napięcie faza-ziemia w nienaruszonych fazach wzrośnie do napięcia stacjonarnego 1,73-krotności pierwotnej wartości. Zanim napięcie stacjonarne zostanie osiągnięte, ze względu na pojemności izolowanego zasilacza, można również spodziewać się tymczasowych przepięć o jeszcze wyższej wartości.

Te przepięcia mogą uszkodzić odsłonięte elementy instalacji. Należy tego unikać, mimo że wrodzona zdolność wyłączników próżniowych do TOV i RRRV może pomóc zmniejszyć lub wyeliminować potrzebę stosowania dodatkowych elementów, takich jak kondensatory udarowe w celu zwiększenia tłumienia, kondensatory tłumiące itp. Preferowanym rozwiązaniem w celu uniknięcia tego stanu jest zastosowanie szybkiego wyłącznika uziemiającego (GS) w połączeniu z wyłącznikiem obwodu SN. Wyłącznik uziemiający jest umieszczany po stronie „B” odpowiedniego wyłącznika obwodu, aby zamknąć wyłącznik uziemiający bezpośrednio po otwarciu wyłącznika obwodu w celu uziemienia obwodu. Po zamknięciu wyłącznika uziemiającego prąd zwarciowy będzie płynął napędzany przez izolowany podajnik, ponieważ specjalny wyłącznik spawalniczy do turbiny wiatrowej nadal generuje moc. Jednak wartość tego prądu zwarciowego będzie mniejsza niż prąd zwarciowy jednofazowy dostępny z sieci. Dlatego też wartość znamionowa wyłącznika uziemiającego może być niższa niż znamionowy prąd zwarciowy wyłącznika obwodu.

Przy określaniu różnicy czasu między otwarciem wyłącznika a zamknięciem uziemnika należy wziąć pod uwagę dwie kluczowe kwestie. Ze względu na szybkość narastania przepięcia po przerwaniu zwarcia jednofazowego różnica czasu powinna być krótka. Zamknięcie uziemnika powinno nastąpić, gdy wyłącznik wyłączy prąd zwarcia jednofazowego, nawet w przypadku długich czasów łuku (najgorsza sytuacja: asymetryczna, jednofazowa awaria). Aby odpowiednio uwzględnić obie okoliczności, różnica czasu między częścią stykową styków wyłącznika a dotykiem styków uziemnika powinna mieścić się w zakresie od 12 do 16 ms.

Aby zweryfikować rozwiązanie, nie tylko wymagane były testy kwalifikacyjne dla kluczowych elementów, ale także przeprowadzono dodatkowe testy skupione na połączeniu dwóch elementów. Istnieje niewielka różnica w kącie narastania prądu na krótko przed zerowaniem prądu i przerwaniem, jednak w przypadku przerwania za pomocą wyłączników próżniowych efekt ten jest nieistotny. Parametry najgorszego przypadku do zademonstrowania innych aspektów działania wyłącznika, takich jak ładowanie kabla, prąd ciągły, dielektryk oraz wytrzymałość elektryczna i mechaniczna, zostały podobnie wybrane z obu norm.

Specjalny wyłącznik spawalniczy uziemiający dla części turbiny wiatrowej w rozwiązaniu został przetestowany zgodnie z podobnym sposobem, w którym zastosowano parametry najgorszego przypadku. Ponieważ wyłącznik obwodu i wyłącznik uziemiający są bezpośrednio połączone, test wytrzymałości mechanicznej wyłącznika uziemiającego został przeprowadzony z 10,000 cyklami, aby dopasować go do wartości znamionowej wyłącznika obwodu M2. W przypadku wyłącznika uziemiającego ten obowiązek przekracza zwykłe wymagania o współczynnik pięciu. Ponadto wyłącznik uziemiający został poddany temu samemu testowi w niskiej temperaturze, aby wykazać wydajność do minus 50 ºC (minus 58 ºF).

Po zakończeniu testów projektowych zgodnie z odpowiednimi normami branżowymi przeprowadzono dodatkowe testy w celu wykazania wydajności kombinacji. Najważniejszy z nich potwierdził czas między otwarciem wyłącznika obwodu a zamknięciem specjalnego wyłącznika spawalniczego uziemienia turbiny wiatrowej. Czas między częścią stykową styków wyłącznika obwodu a dotknięciem styków wyłącznika uziemiającego ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego działania kombinacji. Jeśli czas jest zaprojektowany jako zbyt krótki, prąd zwarciowy może nie zostać przerwany przed zamknięciem wyłącznika uziemiającego, a chociaż wyłącznik uziemiający zamknie się zgodnie z wymaganiami, może nie otworzyć się ponownie z powodu spawania styków. Alternatywnie, jeśli czas jest zbyt długi, przepięcie po przerwaniu może wystąpić dłużej, niż mogą tolerować ograniczniki przepięć, co może prowadzić do uszkodzenia ograniczników. Szczególną uwagę poświęcono pomiarowi tego parametru czasu w pełnym zakresie dopuszczalnych tolerancji produkcyjnych i w różnych warunkach środowiskowych.

Inną zademonstrowaną zdolnością było to, że uziemiający specjalny wyłącznik spawalniczy do pracy turbiny wiatrowej nie był pod wpływem wyłącznika podczas przerywania maksymalnego znamionowego prądu zwarciowego. W pewnych warunkach wyłącznik próżniowy może nie usunąć zwarcia przy pierwszym zerowym prądzie po głównej pętli, ale przerywa po następnej mniejszej pętli. Testy wykazały, że uziemiający specjalny wyłącznik spawalniczy do pracy turbiny wiatrowej wykonuje tę pracę bez spawania stykowego.

Inspekcja subiektywna
Ręczna kontrola spoin zapewnia jedynie oszacowanie wartości pomiarowych. Ponadto cechy profilu spoiny, takie jak wypukłość, wzmocnienie i teoretyczna grubość gardzieli, wykazują jeszcze większą subiektywność. Istnieją problemy z powodu wrodzonej różnicy między inspektorami spawania. Skutkuje to niską powtarzalnością i odtwarzalnością.
 

Niekonwencjonalne rodzaje spoin
Specjalny przełącznik spawania spoin pachwinowych ukośnych do turbiny wiatrowej jest przykładem konfiguracji połączenia, która jest coraz bardziej powszechna w wielu branżach; jednak trudno ją zmierzyć za pomocą dostępnych ręcznych mierników. Wyzwania i czasochłonne czynności obejmują pomiar rzeczywistych kątów, a następnie obliczenie wymaganych długości ramion spoiny i teoretycznych wartości gardzieli za pomocą ręcznego suwaka logarytmicznego.
 

Pomiar pełnej długości spoiny
Tradycyjna kontrola wizualna zwykle polega na obejrzeniu całkowitego specjalnego przełącznika spawalniczego dla długości turbiny wiatrowej, a następnie pomiarze w określonych miejscach. Jest to czasochłonne i pozostawia otwartą możliwość pominięcia wad, gdy nie wykonano pomiaru.
 

Dostępność
Chociaż większość tradycyjnych ręcznych mierników spoin jest mała, zdarzają się przypadki, w których dostępność jest problemem. Aby miernik był właściwie wykorzystywany, musi być umieszczony na materiale bazowym nad spoiną i powinien być wyraźnie widoczny ze wszystkich kątów, aby prawidłowo zinterpretować wyniki. Czasami, ze względu na problemy z konstrukcją lub lokalizacją połączenia, nie zawsze jest możliwe wykorzystanie tradycyjnego miernika spoin.
 

Bezkontaktowa kontrola gorących części
Ze względów bezpieczeństwa inspekcję za pomocą tradycyjnych mierników spoin zazwyczaj należy przeprowadzać po schłodzeniu części, aby uniknąć możliwości poparzenia. Cechy trudne do określenia ilościowego, na przykład promień i kąt wierzchołka spoiny, podcięcie oraz stosunek wysokości i szerokości spoiny.

Aby specjalny przełącznik spawalniczy do turbiny wiatrowej generował optymalną wydajność, wirnik musi być skierowany prostopadle do wiatru. Za każdym razem, gdy zmienia się kierunek wiatru, wirnik i gondola są regulowane. Jeśli gondola obraca się w tym samym kierunku przez dłuższy czas, kabel, który przesyła moc z generatora do wieży, może się skręcić. Wyłączniki krańcowe przekładni z enkoderami obrotowymi wykrywają obrót gondoli i mogą zatrzymać ruch w dowolnym kierunku, jeśli to konieczne. Kąt łopat wirnika wpływa na siłę nośną, która z kolei wpływa również na wydajność energetyczną. Również tutaj specjalny wyłącznik krańcowy przekładni do turbiny wiatrowej obsługuje precyzyjną regulację kąta obrotu. Wiele przełączników zatrzaskowych jest połączonych w przełącznik krzywkowy. Przełączniki sygnalizują krytyczne pozycje wyższemu systemowi sterowania w celu regulacji skoku i odchylenia.

Automatyzacja spawania odgrywa coraz ważniejszą rolę w produkcji wież wiatrowych, ponieważ może poprawić wydajność, produktywność i jakość, jednocześnie obniżając koszty i minimalizując ryzyko związane ze spawaniem ręcznym.

Wieże wiatrowe zazwyczaj składają się z dużych, rurowych sekcji stalowych, które muszą zostać zespawane, aby stworzyć ostateczną konstrukcję. Spoiny te muszą być precyzyjne i wystarczająco mocne, aby wytrzymać ekstremalne warunki, na jakie narażone są turbiny wiatrowe. Automatyzacja spawania może pomóc zapewnić jakość i spójność tych spoin, a także przyspieszyć proces produkcyjny.

Istnieją różne rodzaje technologii automatyzacji spawania, które można stosować w produkcji wież wiatrowych, takie jak robotyczne systemy spawalnicze, zautomatyzowane maszyny spawalnicze i manipulatory spawalnicze. Systemy te mogą wykonywać różnorodne zadania spawalnicze, od spawania szwów na zewnątrz wieży po spawanie wewnętrznych połączeń między sekcjami wieży.

Spawanie odgrywa kluczową rolę w budowie wież wiatrowych. Wieże wiatrowe są zazwyczaj wykonane ze stali, a specjalny przełącznik spawalniczy do turbin wiatrowych jest szeroko stosowany do łączenia różnych komponentów wieży. Sekcje wieży są zazwyczaj wykonane z walcowanych płyt stalowych, które są łączone ze sobą za pomocą różnych technik spawania, w tym spawania łukowego i spawania gazowego. W niektórych przypadkach spawanie może być również stosowane do mocowania wsporników lub innych komponentów do wieży.

Spawanie jest ważne w budowie wież wiatrowych, ponieważ pomaga zapewnić integralność strukturalną wieży. Wieża musi być w stanie wytrzymać silne wiatry i inne obciążenia środowiskowe, więc spawanie musi być wysokiej jakości i spełniać surowe normy. Specjalny przełącznik spawalniczy do turbiny wiatrowej jest również ważny dla zapewnienia długowieczności wieży, ponieważ pomaga zapobiegać korozji i innym formom uszkodzeń.

Spawanie jest krytycznym elementem konstrukcji wież wiatrowych i odgrywa ważną rolę w zapewnianiu bezpieczeństwa, trwałości i niezawodności tych ważnych konstrukcji. Obrotniki spawalnicze i pozycjonery spawalnicze to dwa rodzaje sprzętu powszechnie stosowanego w spawaniu w celu wspomagania manipulacji i pozycjonowania dużych lub ciężkich elementów obrabianych.

Obrotniki spawalnicze służą do obracania cylindrycznych elementów roboczych, takich jak rury lub zbiorniki, podczas spawania. Obrotniki składają się z dwóch lub więcej napędzanych silnikiem rolek, które są zamontowane na ramie i mogą być regulowane w celu dopasowania do rozmiaru elementu roboczego. Element roboczy jest umieszczany na rolkach, które obracają go powoli i równomiernie podczas spawania, zapewniając równe i spójne spoiny.

Pozycjonery spawalnicze z kolei służą do ustawiania obrabianych elementów w optymalnej orientacji do spawania. Składają się ze stołu lub platformy, którą można przechylić lub obrócić, aby umożliwić spawaczowi dostęp do wszystkich stron obrabianego elementu bez konieczności poruszania się wokół niego. Może to być szczególnie przydatne w przypadku spawania dużych lub ciężkich elementów, ponieważ pozwala spawaczowi pracować wydajniej i bezpieczniej.

Zarówno rotatory spawalnicze, jak i pozycjonery spawalnicze mogą pomóc w poprawie jakości i wydajności spawania, zapewniając lepszy dostęp do obrabianego przedmiotu i umożliwiając bardziej spójne i równomierne spoiny. Są one szczególnie przydatne do spawania dużych lub złożonych konstrukcji, takich jak zbiorniki ciśnieniowe lub wieże wiatrowe, i mogą pomóc w skróceniu czasu i pracy wymaganej w tego typu projektach.

Firma Suzhou Full-v została założona w 2019 roku i służyła tysiącom użytkowników zarówno w kraju, jak i za granicą, zyskując jednomyślne uznanie użytkowników. System śledzenia spoin laserowych Full-v 3D osiągnął pełne pokrycie wśród głównych producentów robotów zarówno w kraju, jak i za granicą, i charakteryzuje się prostotą, niezawodnością i szerokim zastosowaniem. Firma zobowiązuje się do dostarczania otwartego i dostosowanego sprzętu czujników optoelektronicznych i usług technicznych, zawsze stawiając na pierwszym miejscu jakość produktu i doświadczenie użytkownika. Z duchem ciągłego doskonalenia jako rzemieślnik, dostarczamy klientom niezawodne i stabilne produkty.