Специален превключвател за заваряване за вятърна турбина

В типична инсталация източникът на захранване с ниско напрежение (НН) (т.е. вятърен парк с N групи от специален заваръчен превключвател за генератори на вятърни турбини) е свързан към мрежата за високо напрежение (ВН). Всяка вятърна турбина има повишаващ трансформатор за ниско/средно напрежение (НН/СрН) и всяка група генератори на вятърна турбина е свързана чрез прекъсвач за средно напрежение (MV CB) към шината на подстанцията ВН/СрН.

В повечето инсталации и двете неутрали на трансформатора HV/MV са здраво заземени. Поради това координацията на изолацията с отводителите на пренапрежение се основава на здраво заземени неутрални системи за страната на средното напрежение и страната на високото напрежение на мрежата. В случай на заземяване между LV/MV повишаващия трансформатор и MV прекъсвача, отварянето на този прекъсвач ще изключи веригата от мрежата.

Това също ще премахне заземяването на тази верига, докато специалният превключвател за заваряване за генератори на вятърни турбини продължава да работи поради тяхната въртяща се инерция. Поради делта-свързването на намотките на повишаващия трансформатор НН/СрН от страната на средното напрежение, напрежението фаза-земя в незасегнатите фази ще се повиши до стационарно напрежение от 1,73 пъти първоначалната стойност. Преди да се достигне стационарното напрежение, поради капацитета на изолираното захранващо устройство, могат да се очакват и временни пренапрежения с още по-висока стойност.

Тези пренапрежения могат да повредят откритите компоненти на инсталацията. Това трябва да се избягва, въпреки че присъщата способност на TOV и RRRV на вакуумните прекъсвачи може да помогне за намаляване или премахване на необходимостта от допълнителни компоненти, като кондензатори за пренапрежение за повишено затихване, затихващи кондензатори и т.н. Предпочитаното решение за избягване на това състояние е използването на прекъсвач за бързо заземяване (GS) в комбинация с прекъсвача за средно напрежение. Превключвателят за заземяване се поставя от страна "B" на съответния прекъсвач, за да затвори превключвателя за заземяване директно след отворена операция на прекъсвача за заземяване на веригата. След затваряне на заземителния превключвател ще тече ток на повреда, управляван от изолираното захранващо устройство, тъй като специалният заваръчен превключвател за вятърна турбина продължава да генерира енергия. Стойността на този ток на повреда обаче ще бъде по-малка от еднофазния ток на повреда, наличен от мрежата. Следователно номиналният превключвател за заземяване може да бъде по-нисък от номиналния ток на късо съединение на прекъсвача.

Трябва да се имат предвид два ключови елемента, когато се определя разликата във времето между отварянето на прекъсвача и затварянето на заземителния превключвател. Поради скоростта на нарастване на пренапрежението след прекъсване на еднофазната повреда, времевата разлика трябва да е кратка. Затварянето на заземителния превключвател трябва да се случи, когато прекъсвачът е изчистил еднофазния ток на повреда, дори за дълги времена на дъга (най-лошата ситуация: асиметрична, еднофазна повреда). За да се покрият адекватно и двете обстоятелства, времевата разлика между контактната част на контактите на прекъсвача и контактното докосване на контактите на заземителния превключвател трябва да се поддържа в диапазона от 12 до 16 ms.

За валидиране на решението бяха необходими не само квалификационни тестове за необходимите ключови елементи, но и допълнителни тестове, фокусирани върху комбинацията от двата елемента. Има незначителна разлика в ъгъла на нарастване на тока малко преди тока нула и прекъсване, но за прекъсване с използване на вакуумни прекъсвачи този ефект е незначителен. Параметрите в най-лошия случай за демонстриране на други аспекти на работата на прекъсвача, като зареждане на кабела, непрекъснат ток, диелектрик и електрическа и механична издръжливост, бяха избрани по подобен начин от двата стандарта.

Заземяващият специален заваръчен превключвател за частта от решението на вятърната турбина беше тестван по подобен начин, където бяха използвани най-лошите параметри. Тъй като прекъсвачът и заземителният превключвател са директно свързани, тестът за механична издръжливост на заземителния превключвател беше извършен с 10 000 цикъла, за да съответства на номинала на прекъсвача M2. За заземителния превключвател това задължение надвишава обичайното изискване с коефициент пет. Освен това превключвателят за заземяване беше подложен на същия тест при ниска температура, за да се демонстрира производителност до минус 50 ºC (минус 58 ºF).

След приключване на проектните тестове в съответствие със съответните индустриални стандарти бяха проведени допълнителни тестове за демонстриране на ефективността на комбинацията. Най-критичният от които валидира времето между отварянето на прекъсвача и затварянето на заземяващия специален заваръчен превключвател за вятърна турбина. Времето между контактната част на контактите на прекъсвача и контактното докосване на контактите на заземителния превключвател е от решаващо значение за правилното функциониране на комбинацията. Ако времето е проектирано твърде малко, токът на повреда може да не бъде прекъснат преди заземителният превключвател да се затвори и въпреки че заземителният превключвател ще се затвори, както е необходимо, той може да не се отвори отново поради контактно заваряване. Като алтернатива, ако времето е твърде дълго, пренапрежение след прекъсване може да възникне за по-дълго време, отколкото разрядниците могат да понесат, което води до повреда на разрядниците. Беше отделено специално внимание за измерване на този времеви параметър в пълния диапазон от допустими производствени толеранси и при различни условия на околната среда.

Друга демонстрирана възможност беше, че заземяващият специален заваръчен превключвател за работа на вятърна турбина не беше повлиян от прекъсвача при прекъсване на максималния номинален ток на повреда. При определени условия вакуумният прекъсвач може да не изчисти повредата при първия нулев ток след основен контур, но прекъсва след следващия малък контур. Тестването показа, че заземяващият специален превключвател за заваряване за вятърна турбина изпълнява това задължение без контактно заваряване.

Субективна проверка
Ръчната проверка на заваръчните шевове осигурява само оценка на стойностите на измерване. Освен това характеристиките на профила на заваръчния шев като изпъкналост, армировка и теоретична дебелина на гърлото също показват още по-голяма субективност. Има проблеми поради присъщата разлика между инспекторите по заваряване. Това води до ниска повторяемост и възпроизводимост.
 

Нетрадиционни видове заварки
Специален превключвател за заваряване на изкривено филе за вятърна турбина е пример за конфигурация на съединение, която е все по-често срещана в много индустрии; това обаче е трудно да се измери с наличните ръчни измервателни уреди. Предизвикателствата и отнемащите време дейности включват измерване на действителните ъгли и след това изчисляване на необходимите дължини на заваръчните крака и теоретичните стойности на гърлото чрез използване на ръчна плъзгаща линийка.
 

Пълно измерване на дължината на заваръчния шев
Традиционната визуална проверка обикновено включва разглеждане на общия специален превключвател за заваряване за дължината на вятърната турбина и след това измерване на определени места. Това отнема много време и оставя отворена възможността за липсващи дефекти, когато не е извършено измерване.
 

Достъпност
Въпреки че повечето традиционни ръчни уреди за заваряване са малки, има случаи, в които достъпността е проблем. За да се използва правилно, измервателният уред трябва да бъде позициониран върху основния материал над заваръчния шев и трябва да се вижда ясно от всички ъгли, за да се тълкуват правилно резултатите. Понякога, поради проблеми с дизайна на фугата или местоположението, не винаги е възможно да се използва традиционен уред за заваряване.
 

Безконтактна проверка на горещи части
От съображения за безопасност инспекцията с традиционни измервателни уреди за заваряване обикновено трябва да се извършва след охлаждане на детайла, за да се избегне възможността от изгаряне. Характеристики, които са трудни за количествено определяне, например радиуса и ъгъла на върха на заваръчния шев, подрязването и съотношението на височината и ширината на заваръчния шев.

За да може специален заваръчен ключ за вятърна турбина да генерира оптимален добив, роторът трябва да е обърнат перпендикулярно на вятъра. Всеки път, когато посоката на вятъра се промени, роторът и гондолата се регулират. Ако гондолата се върти в една и съща посока за продължителен период от време, кабелът, който поема захранването от генератора към кулата, може да се усуче. Крайните превключватели на скоростите с ротационни енкодери отчитат въртенето на гондолата и могат да спрат движението във всяка посока, ако е необходимо. Ъгълът на лопатките на ротора влияе върху повдигането, което от своя страна също влияе върху добива на енергия. Тук също специалният заваръчен превключвател за ограничаване на скоростите за вятърна турбина поддържа прецизно регулиране на ъгъла на въртене. Множество превключватели с моментално действие са комбинирани в един гърбичен превключвател. Превключвателите сигнализират критични позиции към системата за управление от по-високо ниво за регулиране на наклона и отклонението.

Автоматизацията на заваряването става все по-важна при производството на вятърни кули, тъй като може да подобри ефективността, производителността и качеството, като същевременно намалява разходите и минимизира рисковете, свързани с ръчното заваряване.

Вятърните кули обикновено се състоят от големи, тръбни стоманени секции, които трябва да бъдат заварени заедно, за да се създаде крайната структура. Тези заварки трябва да са достатъчно прецизни и здрави, за да издържат на екстремните условия, на които са изложени вятърните турбини. Автоматизацията на заваряването може да помогне да се гарантира качеството и последователността на тези заварки, като същевременно ускорява производствения процес.

Има различни видове технологии за автоматизация на заваряване, които могат да се използват в производството на вятърни кули, като роботизирани заваръчни системи, автоматизирани заваръчни машини и заваръчни манипулатори. Тези системи могат да изпълняват различни заваръчни задачи, от заваръчни шевове от външната страна на кулата до заваряване на вътрешните връзки между секциите на кулата.

Заваряването играе решаваща роля при изграждането на вятърни кули. Вятърните кули обикновено са изработени от стомана и специален превключвател за заваряване за вятърна турбина се използва широко за свързване на различните компоненти на кулата заедно. Секциите на кулата обикновено са изработени от валцовани стоманени плочи, които са свързани заедно с помощта на различни техники за заваряване, включително електродъгово заваряване и газово заваряване. В някои случаи може да се използва и заваряване за закрепване на скоби или други компоненти към кулата.

Заваряването е важно при изграждането на вятърна кула, защото помага да се гарантира структурната цялост на кулата. Кулата трябва да може да издържа на силни ветрове и други екологични натоварвания, така че заваряването трябва да бъде с високо качество и да отговаря на строги стандарти. Специалният превключвател за заваряване за вятърна турбина също е важен за осигуряване на дълголетие на кулата, тъй като помага за предотвратяване на корозия и други форми на щети.

Заваряването е критичен компонент на конструкцията на вятърни кули и играе важна роля за осигуряване на безопасността, издръжливостта и надеждността на тези важни конструкции. Заваръчните ротатори и заваръчните позиционери са два вида оборудване, които обикновено се използват при заваряване за подпомагане на манипулирането и позиционирането на големи или тежки детайли.

Заваръчните ротатори се използват за завъртане на цилиндрични детайли, като тръби или резервоари, по време на заваряване. Ротаторите се състоят от две или повече моторизирани ролки, които са монтирани върху рамка и могат да се регулират, за да отговарят на размера на обработвания детайл. Работният детайл се поставя върху ролките, които го въртят бавно и стабилно, докато се заварява, осигурявайки равномерни и последователни заварки.

Заваръчните позиционери, от друга страна, се използват за позициониране на детайлите в оптимална ориентация за заваряване. Те се състоят от маса или платформа, която може да се накланя или завърта, за да позволи на заварчика достъп до всички страни на обработвания детайл, без да се налага да се движи около него. Това може да бъде особено полезно за заваряване на големи или тежки детайли, тъй като позволява на заварчика да работи по-ефективно и безопасно.

Както ротаторите за заваряване, така и позиционерите за заваряване могат да помогнат за подобряване на качеството и ефективността на заваряването, като предоставят по-добър достъп до детайла и позволяват по-последователни и равномерни заварки. Те са особено полезни за заваряване на големи или сложни конструкции, като съдове под налягане или вятърни кули, и могат да помогнат за намаляване на времето и труда, необходими за тези видове проекти.

Suzhou Full-v е основана през 2019 г. и е обслужвала хиляди потребители както в страната, така и в чужбина, като печели единодушно признание от потребителите. Лазерната интелигентна система за проследяване на заваръчните шевове Full-v 3D е постигнала пълно съвпадение на покритие сред основните производители на роботи както в страната, така и в международен план и има характеристиките на простота, надеждност и широко разпространено използване. Компанията се ангажира да предоставя отворено и персонализирано оптоелектронно сензорно оборудване и технически услуги, като винаги дава приоритет на качеството на продукта и потребителското изживяване. С дух на непрекъснато усъвършенстване като майстор, ние предоставяме на клиентите надеждни и стабилни продукти.