摘要：
INT系列風速風向計用來測量和監(jiān)控風力和風向的儀器 例如用在監(jiān)控起重機的安裝,風力發(fā)電場,測風塔,滑雪,空中索道,建筑管系統(tǒng),盲人保護,氣象站和科學研究等。該系列產(chǎn)品屬全金屬設計(鋁)),小巧美觀,寬溫度范圍(-40...70°C),真實的偏差指示,沒有“線性錯誤“,在抗沖擊和振動上標準高(寬帶噪聲), 100%無需維護,旋轉(zhuǎn)葉片在高風速時不變形,防沙塵防海水腐蝕,低啟動風速(<0.4 m/s),抗高頻電磁干擾( ENV 50140 Teil 3, E=100V/m, 30...1000MHz),適合高端環(huán)境應用.該系列產(chǎn)品已經(jīng)通過了ISO9001/2000管理體系認證,UL,CSA,CE國際認證,具有IP64的保護等級認證.
關鍵詞：風電測風儀，測風儀，風速風向儀，測風傳感器、風速風向傳感器
功能描述
KRIWAN葉片風速計是防暴風雨雪設計的 這樣它可以在所有應用中都免于維護。這套裝置中有一個自我控制的低壓加熱器（配合熱轉(zhuǎn)換器配件52N1200）具有自加熱功能,直接提供給一個測量裝置或者一個記錄裝置。或者直接作為輸入電壓供給整流放大器。還需要一個5芯的連接電纜。
KRIWAN風向傳感器用來測量144種風向。一個用來防止結(jié)冰的自調(diào)節(jié)PTC一加熱裝置和電阻器彼此連接在傳感器的端口和外罩之間用來防止靜電放電、信號通過光電方式產(chǎn)生。一個內(nèi)置的電路回路把光信號進行解碼變成一個與極性無關的兩路信號。
氣象災害影響風電場風力發(fā)電機組的安全運營
影響風電場安全運營的氣象災害主要為熱帶氣旋、雷暴、龍卷風、強沙塵暴、低溫及積冰等，其中以熱帶氣旋最為嚴重。2003年13號臺風“杜鵑”于2003年9月2日在汕尾登陸，登陸時中心附近最大風力達12級，登陸點附近某風電場風機測風系統(tǒng)測得極大風速為57米/秒，風電場25臺風機中13臺受到不同程度損壞。2006年1號強臺風“珍珠”5月18日凌晨穿過南澳島，在廣東澄海登陸，登陸時風力12級，受其影響，南澳某風電場#3機組測風系統(tǒng)瞬風速時達到56.5米/秒，是南澳57年來經(jīng)受的最強臺風，南澳多臺風電場風機受損。2006年第8號超強臺風“桑美”8月10日在浙江省蒼南沿海登陸，登陸時中心附近最大風力17級（60米/秒），中心氣壓為920百帕，浙江蒼南霞關觀測到的極大風速68.0米/秒，福建福鼎合掌巖觀測到的75.8米/秒，受其影響，溫州蒼南鶴頂山風電場28臺發(fā)電機組全部受損，其中5臺倒塌，損失慘重。然而，熱帶氣旋對風電場的運營也有其好的一面，強度較弱的熱帶氣旋及其外圍環(huán)流影響的區(qū)域，可以給風電場帶來較長的“滿發(fā)”時段（目前一般風機13－25米/秒為額定風速，大于25米/秒自動切出）。
IEC 61400標準“風力發(fā)電機組安全要求”中規(guī)定了各等級風力發(fā)電機組設計參數(shù)，其中將10分鐘平均最大風速分為4級：50米/秒、42.5米/秒、37.5米/秒和30米/秒，分別對應著不同的風機設計等級。為了弄清沿海各地可能受到的熱帶氣旋影響，我們以離岸3個緯距左右的海上劃分警戒線，進入警戒區(qū)為影響中國沿海的熱帶氣旋，1961～2006年共挑取進入警戒區(qū)的熱帶氣旋428個，使用上海臺風研究所提供的熱帶氣旋影響期間沿岸各氣象站大風資料，按站挑取這些熱帶氣旋影響下的最大風速值，其分布見圖2。杭州灣以南沿海風速基本上都在25米/秒以上，杭州灣以北大多在25米/秒以下，也就是說杭州灣以北的風電場遭遇熱帶氣旋破壞的可能性很小。風速超過35米/秒的區(qū)域出現(xiàn)在福建北部和浙江沿海及福建南部至廣東西部和海南東部沿海，40米/秒以上的區(qū)域集中在珠江口以東的廣東沿海和海南東部沿海，最強發(fā)生在汕尾附近，即這些地區(qū)的風電場及易受到熱帶氣旋的破壞。
目前全國約75％左右的風機裝機容量在“三北”地區(qū)，這些地區(qū)冬季溫度較低，低溫成為影響風電場安全運營的重要因素。研究表明，幾乎所有的金屬材料的疲勞極限都隨溫度的降低而提高，因此在風機設計中，一般當環(huán)境溫度低于-30℃時，風機將自動停機。當環(huán)境溫度低于-20℃風速超過額定風速以后，風機在正常運行中會發(fā)生無規(guī)律的、不可預測的葉片瞬間振動，往往造成機組停機，并且極易導致葉片裂紋。此外，風電機組所使用的潤滑油受溫度的影響也較大，因為溫度越低油的粘度越大，使其流動性變差，需要潤滑的部位可能得不到充分的油量供應，從而危及設備的安全。為了在低溫下風電機組可正常運行，在一些關鍵部件增加加熱器，進行溫度調(diào)控。
雷暴是危及風電場安全運營的另一重要因素。雷電釋放的巨大能量會造成風電機組葉片損壞、發(fā)動機絕緣擊穿、控制元器件燒毀等。雷暴在我國南方發(fā)生頻率很高，因此對風電場的破壞也較頻繁。據(jù)深圳文德風能技術(shù)有限公司梁志標德統(tǒng)計，廣東紅海灣風電場投產(chǎn)后發(fā)生多次雷擊事件，其中葉片被擊中率達4％，其它通信電器元件被擊中率高達20％。在我國北方夏季，雷暴雖不及南方那么嚴重，但也會破壞風電機組，如張家口地區(qū)某風電場今年9月受暴風雨襲擊，一臺機組遭到雷擊，過后又刮起大風，造成機組一個葉片損壞。
積冰也對風電場安全影響很大，當風機葉片表面大量積冰時，會造成葉片負載增加，同時使粗糙度增大，從而降低機翼的氣動性，影響機組的正常運行。另外，風機自帶測風儀結(jié)冰，將使測風數(shù)據(jù)不準，風向出現(xiàn)偏差會影響風機主動偏航，風速不準影響風機正常發(fā)電。輸電線積冰，會因電線增加負重導致電線斷裂，影響電力送出。
強沙塵暴發(fā)生時往往風力達8級以上，有的甚至可達12級，大風造成風機停機是顯而易見的。同時大風夾帶的沙礫不僅會使葉片表面嚴重磨損，甚至會造成葉面凹凸不平，影響風機出力；另外還會破壞葉片的強度和韌性，影響風機的性能。
總之，熱帶氣旋、雷暴、強沙塵暴、低溫和積冰均會影響風電場的安全，在風電場選址和可行性研究中要予以充分的關注，在風電場的運行過程中要有完備的防范措施。
風電場測風儀故障原因
根據(jù)測風場業(yè)內(nèi)人員測風設備運行情況介紹，淺談一下測風設備出現(xiàn)故障的幾點原因，僅供參考。
（1）雷暴天氣易導致風向標、風速儀損壞。
（2）測鳳設備長期在潮濕環(huán)境下運行，壽命縮短。
（3）線路捆扎不結(jié)實，大風天氣造成線路中斷。
（4）風速儀保護等級不高，會導致進入沙塵失靈，甚至使風速傳感器抱死。
（5）常溫測風設備在低溫、惡劣環(huán)境下工作失靈。
技術(shù)設計原則：針對風電場風力發(fā)電機組測風儀的特殊要求，德國kriwan工業(yè)電子有限公司研制并開發(fā)INT系列測風傳感器用于風力發(fā)電機組的安全運行。INT系列測風儀具有防海水腐蝕，自加熱功能，抗震性能好，抗高頻電磁干擾( ENV 50140 Teil 3, E=100V/m, 30...1000MHz), 防極性接反(連接)，旋轉(zhuǎn)葉片在高風速時不變形，風向指針有極強的抗沖擊和振動的能力，無掃描間隙(真正360 ° 掃描)等特點。
1．防海水腐蝕：Int 系列測風儀采用全鋁鎂合金設計而成，表面通過防腐層處理，具有防海水腐蝕功能，為海上風力發(fā)電機組達到了有力的安全保障。
2．自加熱功能：德國kriwan工業(yè)電子有限公司自主研發(fā)PTC100熱敏電阻用于Int系列測風儀，PTC100熱敏電阻感應溫度變化隨著溫度的降低而加熱，隨著溫度的增高而而降低。工作功率可達18W-20W。測風儀因全鋁鎂合金設計，加熱時通體加熱均勻，有效除去因冰雪天氣而影響測風儀結(jié)冰的現(xiàn)象。
3．抗震性能好：該系列測風傳感器具有抗震性的專業(yè)設計，風速傳感器風杯與風向傳感器的尾翼有專業(yè)的抗震凹槽設計，為避免風力發(fā)電機組的震動而影響測風儀的數(shù)據(jù)傳輸。
4．抗高頻電磁干擾：內(nèi)置的高性能處理芯片為德國kriwan公司試驗成功的高科技成果，有效防止風力發(fā)電機組產(chǎn)生的高頻電磁干擾而影響測風儀的數(shù)據(jù)傳輸。
5．旋轉(zhuǎn)葉片高風速不變形：Int 系列測風儀因采用全鋁鎂合金設計，應用特殊材質(zhì)，在高風速旋轉(zhuǎn)葉片時不變形。不會因為高風速而損壞。
6．防極性接反：專業(yè)的傳感器接口設計，航空插頭為防極性接反特殊設計。
7．IP64保護等級：為防沙絕塵，防水做好有力的安全保護等級。
風力發(fā)電機組常用的INT系列測風儀
INT 10 風速傳感器
測量范圍 0...50m/s
精確度 ± 0,5m/s (v ≦ 50m/s);
± 3% (v > 50m/s) FS
分辨率 <0,1m/s
啟動風速 <0,4m/s
信號輸出 DC 4...20mA, limited to 20,5mA
連接 DC 24V +50/-25%, 防反向連接
連接方式 5 極性插頭(M12)
定點連接導線 4 x 0,75mm2
加熱 自控加熱，供電AC/DC 30V ±20% 最大. 20VA
安裝 管狀桅桿Ø48 mm Ø 桅桿內(nèi)部最小37mm
尺寸 60x115mm, rotating vane風向標 Ø 212mm
桅桿安裝 2 VA-翼型螺釘 M8x16mm
重量 400g (有線纜連接時600g)
