Bewaking van windturbinegeneratorsystemen
Optimalisatie van onderhoud en service dankzij bliksemstroommeting.
DEHNdetect is een bliksemstroommeetsysteem dat zowel wolk-naar-aarde-ontladingen als opwaartse ontladingen registreert. Dit condition-monitoringsysteem speciaal voor windturbines verzendt bliksemgegevens in real time en maakt de optimalisatie van onderhoud en servicewerkzaamheden mogelijk.
Maak kennis met het DEHNdetect bliksemstroommeetsysteem en verhoog de beschikbaarheid van windturbines.
- Realtime-informatie
- Geoptimaliseerd onderhoud en servicewerkzaamheden
- Kortere stilstandtijden
- Geoptimaliseerde kostenefficiëntie van het systeem
Waarom is bliksemstroommeting nodig voor windenergiesystemen?
Bliksemschade aan windturbines – zowel op land als op zee – blijft vaak onopgemerkt, omdat het systeem er meestal niet direct door uitvalt. Bij opwaartse ontladingen is de eerste langdurige stroom van slechts enkele 100 A de belangrijkste oorzaak van schade, zoals smeltplekken op de receptoren van de rotorbladen. Dergelijke schade moet worden herkend en verholpen, omdat deze op de lange termijn tot systeemuitval kan leiden.
Conditiebewaking voor windenergiesystemen
Om de intensiteit van blikseminslagen te bepalen, beveelt de norm IEC 61400-24 de installatie aan van meetsystemen die ook langdurige stromen registreren. Houd de parameters van een blikseminslag nauwlettend in de gaten met DEHNdetect. Dit bliksemstroommeetsysteem kan worden geïnstalleerd aan de voet van de toren of bij de overgangen van gondel naar toren of naaf naar gondel. Het registreert zowel langdurige stromen als impulsstromen en verstuurt automatisch een melding na een blikseminslag.
De bladherkenningsfunctie geeft onder meer aan welk rotorblad is getroffen. Zo kunnen onderhoudswerkzaamheden op basis van gedetailleerde gegevens worden gepland en optimaal worden voorbereid.
Praktisch gegevensbeheer
De gegevens worden via een mobiele verbinding of via het lokale netwerk van de windturbine naar een cloud verzonden. Alle geïntegreerde bliksemstroommeetsystemen kunnen hier afzonderlijk worden weergegeven en de parameters kunnen worden uitgelezen en beheerd. De mogelijkheid om verbinding te maken met verschillende bewakingssystemen waarborgt ook flexibel gebruik in de toekomst. Als alternatief kunnen gegevens worden verzonden naar de eigen servers van een bedrijf.
Het systeem registreert de volgende bliksemstroomparameters:
- Impulsstroom [kA]
- Langdurige stroom [A]
- Lading [C]
- Specifieke energie [MJ/Ω]
- Stijgtijd [kA/μs]
Bliksemdetectiediensten kunnen geen opwaartse ontladingen meten, de zogenoemde ICC-only events, die kritiek zijn voor windturbines. Dit is waar DEHNdetect zich onderscheidt, aangezien het ook opwaartse ontladingen detecteert – een duidelijk voordeel bij het documenteren van schade voor verzekeraars.
Kenmerken van het DEHNdetect bliksemstroommeetsysteem
- Realtime-informatie over blikseminslagen
- Optimalisatie van onderhoud en service
- Voorkomen van vervolgschade
- Vermindering van stilstandtijden
- Langere levensduur van de windturbine
- Optimalisatie van de algehele kostenefficiëntie van het systeem
De onderdelen van het meetsysteem
Wij bespreken deze graag persoonlijk met u.
Relevante normen voor bliksembeveiliging in windturbinesystemen
IEC 61400-24 behandelt het onderwerp bliksembeveiliging voor windturbines en bevat gedetailleerde informatie over de selectie van beveiligingscomponenten. De installatie van meetsystemen die ook langdurige stromen registreren, wordt aanbevolen.
Downloads
Bliksembeveiligingsoplossingen voor windturbines
Firmware-update
Configuratiebestand
DEHNdetect
DEHNdetect retrofit
Berlijnse televisietoren – analyse van blikseminslagen
Veelgestelde vragen
- De bladdetectie-eenheden worden met een tweecomponentenlijm boven de afleider in elke bladwortel geïnstalleerd.
- De datalogger en de Rogowski-spoel bevinden zich in de gondel: de datalogger wordt in een van de schakelkasten geïnstalleerd en de Rogowski-spoel wordt gemonteerd bij de doorgang van naaf naar gondel of rond het giersysteem.
Nee, de bladdetectie-eenheden communiceren draadloos met de datalogger via ZigBee.
De bladdetectie-eenheden hebben een ingebouwde batterij die ongeveer vijf jaar meegaat. Daardoor is geen externe voeding nodig.
Ja, de batterij kan worden vervangen. Een nieuwe batterij is eenvoudig verkrijgbaar op de markt.
De aansluiting gebeurt met een coaxiale afgeschermde kabel met een maximale lengte van 15 m.
- Piekamplitude
- Ladingswaarde
- Specifieke energie
- Maximale stijgtijd
- Volledige golfvorm bij 4 MHz
- Tijdstempel en duur
Ja, de polariteit wordt gemeten. Dit is zichtbaar aan het min- of plusteken voor de piekamplitude en is ook zichtbaar in de golfvorm.
Er zijn 3 mogelijkheden:
- Modbus TCP-communicatie waarmee alle gegevens naar het lokale SCADA-systeem van de windturbine kunnen worden verzonden
- Ethernet-verbinding (MQTT-protocol) en vervolgens via een router naar het internet
- Via een ingebouwd LTE-modem (MQTT-protocol) als het windpark door een mobiel netwerk wordt gedekt.
Ja, dat is mogelijk met de basisversie. Deze bestaat uit de bladdetectie-eenheden en de datalogger.
De volledige versie met een aanvullende Rogowski-spoel maakt een nauwkeurige meting van de volledige gebeurtenis mogelijk.
Het systeem kan op elk moment van de basisversie naar de volledige versie worden opgewaardeerd.
Nee, het systeem kan ook zonder bladdetectie-eenheden werken en de gebruiker ontvangt dan nog steeds meetwaarden.
Het meetsysteem kan echter ook alleen met bladdetectie-eenheden en zonder Rogowski-spoel worden gebruikt. In dat geval omvat de verstrekte informatie welk blad werd getroffen, het tijdstempel en twee drempelwaarden voor de piekstroom: de gebeurtenis lag boven 100 A en onder 5 kA, of de gebeurtenis lag boven 5 kA
Hiervoor zijn er twee opties:
- Een zelftest die aangeeft of de integrator van de Rogowski-spoel correct werkt.
- Een handmatig geactiveerde meting, waarbij de verkregen waarden aangeven of het systeem online is en in staat is om gebeurtenissen te meten.
Opwaartse bliksemontladingen zijn de belangrijkste oorzaak van het smelten van materiaal. Hoe vaker een component, bijvoorbeeld een rotorbladreceptor, door een opwaartse bliksemontlading wordt getroffen, hoe meer materiaal er na verloop van tijd wordt afgesleten. De schade neemt daardoor zeer geleidelijk toe en blijft vaak onopgemerkt. Op de lange termijn kan dit leiden tot dure stilstand van het systeem.
Het systeem is ontworpen voor installatie in zowel nieuwe als oudere windturbines.
Ja, omdat het systeem bliksemgebeurtenissen over een zeer breed bereik registreert en met een nauwkeurigheid van +/-5% van de meetwaarde.
Nee, maar de norm beveelt dergelijke systemen wel aan, zodat exploitanten betrouwbare informatie over een bliksemgebeurtenis kunnen verkrijgen. Deze informatie kan onder meer worden gebruikt voor onderhoudsplanning.
Een bliksemstroommeetsysteem moet in staat zijn om initiële langeduurstromen te meten die niet door de piekamplitude, maar door de ladingswaarde worden gekenmerkt. Dit betekent dat ook ladingswaarden moeten worden verstrekt.
Ja. Zelfs als de blikseminslag slechts een lage stroom van enkele honderden A heeft, kan de ladingswaarde door de lange duur toch overeenkomstig hoog zijn. De lading veroorzaakt smelten bij de receptoren.
Daarnaast kan een kleine stroom van slechts enkele tientallen kA negatieve gevolgen hebben voor de koolstofvezelonderdelen in het blad als de steilheid (stijgtijd) van zo'n gebeurtenis zeer hoog is.
Moderne windturbines kunnen tot 200 meter hoog zijn. Daardoor veroorzaken ze opwaartse ontladingen - vaak zuiver ICC-only. Langeduurstroom heeft een lage stroomwaarde, maar duurt zeer lang. Daardoor veroorzaakt dit type blikseminslag vaak ernstige schade.
De reden hiervoor is de hoge elektrische lading. Deze is de belangrijkste oorzaak van het smelten en eroderen van materiaal aan de voet van de vlamboog. Hoe vaker een onderdeel, bijvoorbeeld een rotorbladreceptor, door een opwaartse ontlading wordt getroffen, hoe meer materiaal na verloop van tijd wordt weggesleten. Schade ontwikkelt zich daardoor vaak ongemerkt en kan op de lange termijn leiden tot dure stilstand van het systeem.
Diensten
Wij ondersteunen uw project van de planning tot de uitvoering en daarna. Maak gebruik van ons brede aanbod aan praktische hulpmiddelen en diensten.
Heb je nog vragen?
Welke andere onderwerpen zijn voor u interessant?
Selecteer ze en lees verder.