Tài liệu Độ tin cậy tín hiệu trong môi trường Tua bin gió potx

Độ tin cậy tín hiệu trong môi trường
Tua bin gió
Tháng 4 vừa qua, Hiệp hội Năng lượng gió Hoa Kỳ (AWEA) công bố ngành điện gió đã
lắp đặt mới được hơn 1.100 megawatts (MW) vào quý 1 năm 2011 và bước vào quý 2, đã
có thêm 5.600 MW đang được xây dựng. Với mức tăng trưởng đó, yêu cầu việc thu thập
dữ liệu tuabin gió tin cậy nhằm đảm bảo hoạt động của tuabin hiệu quả và yêu cầu bảo vệ
chống lại tác động của nhiễu điện từ trong giám sát và điều khiển các tín hiệu ngày càng
cao hơn.


Độ tin cậy dữ liệu
Hoạt động phát điện với tuabin gió liên quan tới các điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Turbine thường vận hành mà không có hoạt động giám sát trực tiếp, linh kiện được gắn
trên đỉnh của các tháp 100 ft (30 m) hoặc cao hơn, hoạt động bảo dưỡng theo định kỳ
thường diễn ra 6 tháng một lần. Trong khoảng thời gian đó, các thành phần quay tạo ra độ
rung và sức nóng có thể làm cho các bộ phận bị lỗi hoặc hỏng hóc, và sự nhiễu điện từ có
thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của tín hiệu.
Cũng giống như các công nghệ sản xuất điện khác, tuabin gió sinh ra điện áp và cường độ
dòng điện cao. Các thiết bị điện do đó phải có khả năng chịu được điện áp cao và chống
được nhiễu điện từ phát ra từ máy phát điện và mạng chuyển mạch. Các bộ điều khiển
tuabin gió là thành phần quan trọng nhất của sự an toàn, hiệu quả cũng như đảm bảo khả
năng hoạt động của tuabin gió.
Các bộ điều khiển có thể:
Tham gia vào gần như toàn bộ quá trình ra
quyết định hệ thống an toàn
Giám sát toàn bộ hoạt động tuabin gió
Giám sát hàng trăm các chức năng khác
nhau.
Thu thập các số liệu đo
Giao tiếp với người vận hành tuabin gió
…

Cảm biến trong các bộ điều khiển được sử dụng để đo gần 500 thông số trong tuabin gió
hiện đại, bao gồm điện áp và cường độ dòng điện bộ máy; tần số; tốc độ quay trục; hướng
và tốc độ gió, độ rung trong vỏ động cơ, cánh rotor, áp suất thủy lực; góc chao của cánh
quạt; góc chệch hướng và nhiệt độ các bộ phận. Môi trường tuabin gió khắc nghiệt (nhiễu

điện từ, biến đổi nhiệt độ cao, độ rung cao,…) thường đòi hỏi các bộ điều chỉnh tín hiệu
bền, tin cậy.
Tính toàn vẹn tín hiệu: Cách ly, không Nhiễu Điện từ
Hiện tượng nhiễu điện từ (EMI) xuất hiện khi các thiết bị ảnh hưởng tới nhau hoặc bị ảnh
hưởng bởi các yếu tố tự nhiên. Loại bỏ hiện tượng này trong hệ thống có thể gặp nhiều
khó khăn do không có các giải pháp đa năng cho vấn đề nhiễu điện từ.
Có ba yếu tố cơ bản có thể gây nên tiếng ồn: (1) nguồn gây ồn tạo ra nhiễu, (2) một thiết
bị thu chịu ảnh hưởng bởi nhiễu, (3) một kênh ghép nối giữa nguồn và bộ thu. Dây dẫn
tín hiệu và dẫn điện là những phương tiện đơn giản nhất để kết nối các thành phần khác
nhau của một hệ thống điện, và các đường truyền này thường dài hàng trăm, thậm chí là
hàng nghìn feet. Khi chúng đi từ nguồn tới đích, các đường truyền thường đi qua các điện
trường và từ trường, những yếu tố có thể ảnh hưởng xấu đến tín hiệu. Các nguy cơ khác
có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của dữ liệu bao gồm hiện tượng nhiễu do vòng tiếp
đất và sự khác nhau của thế đất.
Để loại bỏ hiệu quả và giảm thiểu các vấn đề nhiễu do điện trường, từ trường và vòng
tiếp đất, một trong 3 nguyên nhân gây nhiễu phải được giảm thiểu, làm chệch hướng và
loại bỏ.

Các thống kê về điện gió
Trong hơn 4 năm qua, ngành điện gió Hoa Kỳ đã bổ sung hơn 35% vào tổng công suất
phát điện mới, lớn hơn so với tổng công suất phát điện hạt nhân và nhiệt điện, chỉ đứng
thứ 2 sau khí thiên nhiên.Tổng công suất phát điện gió của Hoa Kỳ hiện vào khoảng
41.400 MW-chiếm hơn 20% điện gió được lắp đặt trên thế giới và sản xuất đủ điện cung
cấp đủ năng lượng sạch cho 10 triệu hộ gia đình.