周斌
（大唐定边风力发电有限责任公司，陕西榆林718600）
摘要：风力发电机组基础的施工是风机安装的关键环节，而连接风机基础与风机塔筒的基础环的水平度测量则是保证风机屹立不倒的关键中的关键。如何通过一种简便易行的测量装置获取准确、可靠的风机基础水平度数据，是每个风电工作者探索和追求的目标。鉴于此，通过对一种风机地基测量装置的开发与应用，来解决现有技术导致的多项缺陷和不足。
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关键词 ：风力发电机组；基础；水平度；测量装置
0引言
大唐定边风力发电有限责任公司在陕西省榆林市定边地区规划建设风电总装机容量为700MW，目前已建成投产风电装机为100MW。随着风电规模的不断扩大，风电机组的安全运行已成为公司安全生产管理中的一件头等大事。由于风场地处毛乌素沙漠南缘，地质为湿陷性黄土，风电机组基础的安全稳定成为了风场运行监测中一个重要环节。风电装机不断增加，风机基础水平度测量的工作量也在逐年增加，而目前也没有更可行的办法。为探索一种简便可靠的测量手段，我们正做出积极尝试，试图研究和开发一种风机基础测量装置，目前处于试验论证阶段。
1存在的问题
现在大部分风电场对风机基础的测量停留在以风机基础预留基准点为基础的测量上，而我国大部分风场都建在风沙较大的地方或沿海潮湿和盐碱较重的地方，这些地方的风机基础预留基准点很容易磨损，进而影响测量的准确性，更有早期的风场甚至没有安装基准点，而后期立的基准点仅能反映后期沉降，并不能全面反映风机自安装以来的累计沉降量。并且现在的测量方法需要专业人员进行，这对风电场也是一笔不小的开销。此外，目前各个风电公司规模在不断扩大，风机数量也与日俱增，繁琐的传统测量方法和只有专业人员可以使用掌握的测量装置也无形中大大增加了各个风电场在此项工作上的工作量。
2解决方案
2.1设计思路
我们变换了一种角度，改为对风机基础的不均匀沉降进行测量，也就是对风机基础环的水平度进行测量。风机基础环的水平度是风机安装前必须测量的一个重要参数，基础环是直接承载风机上层结构的基础，而风机基础的沉降直接反映为基础环水平度的变化，因此基础环水平度的变化能反映风机倾斜程度。鉴于此，我们通过对一种风机地基测量装置的开发与应用，来解决现有技术导致的上述多项缺陷和不足。
2.2风电机组塔筒倾斜度测量装置机构说明
这种风机地基测量装置包括1个圆盘、1个主激光发射器和3个辅助激光发射器，圆盘的边缘部分等间距设置3个辅助激光发射器，辅助激光发射器的发射头垂直于圆盘设置，圆盘的中心位置竖直向上设有主激光发射器，主激光发射器的发射头竖直向上设置，所述圆盘的底部设有三角支撑架，三角支撑架包括3根支撑柱，支撑柱为伸缩结构，包括顶柱和底柱，底柱内设有凹槽，顶柱在凹槽内滑动连接，底柱内设有升降装置，激光发射器和三角支撑架分别与圆盘可拆卸连接，还配套设有1个盒体，放置圆盘、激光发射器和三角支撑架。
测量装置结构示意图如图1所示，俯视图如图2所示；支撑柱结构示意图如图3所示；盒子结构示意图如图4所示。
3风电机组塔筒倾斜度测量装置工作原理
这种风机基础测量装置是利用基础环和塔筒接缝作为测量的基础，需要用到的主要装置为4个激光发射器，将3个辅助激光发射器水平固定在1个圆盘上面，将圆盘固定在1个三角支撑架上面，通过调节三角支撑架3个支撑柱的长度，使3束激光都达到基础环与上节塔筒连接的缝隙处，继续微调使激光束的中心与缝隙中心重合，这样圆盘所处的平面就是基础环上被激光所照3点所处的平面。然后在圆盘上放置主激光发射器，主激光发射器发射的激光和圆盘垂直，调节激光发射器在圆盘上面的位置，使激光穿过在塔筒平台上面的小孔，且尽量与小孔同心。
从塔筒平台的小孔中竖下一个铅垂线，铅垂线直竖到与圆盘刚刚接触，测量铅垂线与圆盘接触点与激光发射器中心点的距离L1，然后再测量铅垂线的长度L2，根据三角函数tanα=L1/L2，角度α=arctanL1/L2，这样便能方便快捷地查出塔筒倾斜的情况。在激光发射器的中心放上一个坐标系，通过指南针找到方向，即可知道塔筒倾斜的方向。通过上述方法反复转动支架寻找不同的基础环上面的点来测量，可使测量结果更加准确。
目前该测量办法的主要影响因素为环境因素，公司风场所处地域年平均风速均在6m/s以上，无风天气少。风速超过5.5m/s后，塔筒的摆动将影响测量精度。
4结语
通过和传统测量工艺以及当下行业内其他类型测量装置的比对，本文所述装置具有数据稳定性、可信度高，误差小，对操作人员要求不高，结构简单、操作简便，体积小、重量轻、便于携带等优点。一旦优化完善工作结束，投入实际应用后，将实现风电场对风电机组塔筒倾斜度监控的自行测量，既可以保证测量频次，也可以为企业节约每年因该项工作外委所支付的一笔不小的开支。
收稿日期：2015?07?28
作者简介：周斌（1975—），男，陕西延安人，助理工程师，研究方向：新能源。
