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閱讀：78發(fā)布時(shí)間：2024-12-10
手機(jī)有電量焦慮，城市亦有用電緊張。電力供給是工業(yè)中的民生產(chǎn)業(yè)，尤其隨著用電高峰季的到來(lái)，沒(méi)有穩(wěn)定的電力保障就沒(méi)有現(xiàn)代化的城市生活。
現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)可分為發(fā)電、輸電和配電等多個(gè)細(xì)分環(huán)節(jié)，在各個(gè)階段中，傳感器都有著不同作用的參與，來(lái)助力守護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)bug作業(yè)。從“源網(wǎng)荷儲(chǔ)"概念來(lái)講，其中發(fā)電端可被看作為電力的來(lái)源，也就是其中的“源"。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)電可從源頭類(lèi)型上被分為火電、水電、核電、風(fēng)電、太陽(yáng)能等多種類(lèi)型。而傳感器的底層邏輯是數(shù)據(jù)抓取，它的非常核心和關(guān)鍵的功能之一就是狀態(tài)監(jiān)測(cè)。短短四個(gè)字，在發(fā)電端卻有著非常*的作用。
設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè) –助力可靠、穩(wěn)定、高效的發(fā)電
例如火電傳感器的裝機(jī)就主要集中于機(jī)組控制、供暖系統(tǒng)和鍋爐監(jiān)測(cè)等方面。對(duì)大型設(shè)備的診斷與監(jiān)測(cè)對(duì)于判斷整個(gè)系統(tǒng)的健康程度有很大的幫助。通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械本體和軸系的機(jī)械工作參數(shù) ，如轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、脹差、熱膨脹、軸向位移等，即可了解到詳細(xì)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。水電由于同樣采用了大型設(shè)備作為發(fā)電系統(tǒng)的主設(shè)施，因此也以設(shè)備智能運(yùn)維的監(jiān)測(cè)應(yīng)用為主。持續(xù)的設(shè)備監(jiān)測(cè)一方面保證能源生產(chǎn)的安全性與連續(xù)性，另一方面可以有效幫助企業(yè)節(jié)約投資成本，提高能源的生產(chǎn)與使用效率，減少昂貴的停機(jī)時(shí)間。
TE在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面的主要產(chǎn)品有8911模塊壓電原理的單軸無(wú)線振動(dòng)傳感器。針對(duì)目前市場(chǎng)客戶網(wǎng)聯(lián)化，高集成，高靈敏的需求，在設(shè)計(jì)上，TE加強(qiáng)了帶寬范圍，使其可達(dá)15kHz；并基于LoRaWAN無(wú)線協(xié)議，內(nèi)置溫度傳感器?？煽康姆庋b可以讓其適應(yīng)工業(yè)嚴(yán)苛環(huán)境，長(zhǎng)期使用亦可保持精準(zhǔn)與穩(wěn)定。在發(fā)電設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)方面可以發(fā)揮重要作用。同時(shí)TE還提供820M1單軸和830M1三軸振動(dòng)傳感器芯片，客戶可以基于這些芯片開(kāi)發(fā)自有的振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊。
環(huán)境的狀態(tài)監(jiān)測(cè) –助力提高發(fā)電效能，降低不確定性
風(fēng)電和太陽(yáng)能是近年來(lái)發(fā)展較迅速的行業(yè)，目前政策層面對(duì)可再生能源的發(fā)展無(wú)疑是重大利好，可在技術(shù)層面由于可再生能源“靠天吃飯"的特性，導(dǎo)致了發(fā)電能效上的不穩(wěn)定，傳感器的使用可以限度保證風(fēng)光能效的發(fā)揮。
作為能效解決方案，風(fēng)電的氣象監(jiān)測(cè)是目前市場(chǎng)的策略之一。溫濕度傳感器常用于測(cè)量風(fēng)電設(shè)備周?chē)h(huán)境的氣象數(shù)據(jù)。氣壓傳感器則用來(lái)測(cè)量大氣壓力，為風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)氣象監(jiān)測(cè)提供重要的氣象數(shù)據(jù)。氣壓的變化直接影響空氣密度，從而影響風(fēng)速。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣壓可以判斷機(jī)組出力的變化，以便系統(tǒng)采取合適的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)地發(fā)電。
TE的MS5611傳感器是一款擁有SPI和I2C總線接口的新一代高分辨率氣壓傳感器，精度可達(dá)+/-1.5 mbar。該傳感器模塊包括一個(gè)高線性度的壓力傳感器和一個(gè)超低功耗的24位Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器,工作溫度范圍-40?°C – 85?°C，即便長(zhǎng)期使用，測(cè)量精度依然穩(wěn)定，具有高可靠性。
在光伏領(lǐng)域，傳感器的主要方案集中于太陽(yáng)光線追蹤、溫度和輻射測(cè)量等方向上。由于光伏板的作業(yè)環(huán)境與風(fēng)電類(lèi)似，均為野外作業(yè)，因此光伏客戶的痛點(diǎn)也包括高可靠、高準(zhǔn)確性等方面，這樣才能確保光伏系統(tǒng)長(zhǎng)期高效能運(yùn)行。TE為太陽(yáng)能光伏電站開(kāi)發(fā)的高精度線性位移編碼器ED36，可以輔助追日系統(tǒng)高精度運(yùn)行，水平傾角和旋轉(zhuǎn)角度的精度可以控制在2毫弧度以內(nèi)。并且該產(chǎn)品通過(guò)TE在設(shè)計(jì)上的嚴(yán)苛測(cè)試，經(jīng)久耐用省心省力，維護(hù)方便。以智能傳感器加持設(shè)備智能化除了對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)來(lái)降低靠天吃飯的不確定性，對(duì)于風(fēng)光發(fā)電來(lái)說(shuō)，運(yùn)維，也是一個(gè)特別突出的問(wèn)題。以風(fēng)電為例，風(fēng)場(chǎng)的地理位置相對(duì)較為偏遠(yuǎn)，這就對(duì)后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)提出了很大的挑戰(zhàn)。隨著傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能化傳感器技術(shù)不斷應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的監(jiān)護(hù)，著力于葉片、發(fā)電機(jī)、主軸、齒輪箱以及塔筒等重要部件，提高運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率并降低維護(hù)成本。例如，發(fā)電機(jī)和齒輪箱作為風(fēng)力發(fā)電中的核心部件，在長(zhǎng)
期的運(yùn)行過(guò)程中齒輪箱內(nèi)部的輪齒一般會(huì)存在磨損，甚至發(fā)生斷齒等問(wèn)題。
TE 8711/8071/8811/4033系列（防雷） 抗雷擊傳感器擁有±5g，±10g，±20g和±80g動(dòng)態(tài)范圍，頻響帶寬>10kHz ，外殼隔離，內(nèi)部屏蔽， 密封焊接， 工作溫度范圍寬（-55°C至+125°C）， 可有效拾取風(fēng)電設(shè)備關(guān)鍵部件的振動(dòng)數(shù)據(jù)，非常適合風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用。塔筒的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)也是比較常見(jiàn)的傳感器應(yīng)用。由于風(fēng)電機(jī)組地處野外，特別是對(duì)于存在地質(zhì)隱患的區(qū)域，如泥石流、礦山開(kāi)采、地震等自然災(zāi)害的場(chǎng)地，更需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)加裝振動(dòng)傳感器和傾角傳感器對(duì)塔筒的振動(dòng)、傾角等信號(hào)實(shí)時(shí)采集、監(jiān)測(cè)和分析，并結(jié)合偏航、風(fēng)速、功率等風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況，跟蹤塔筒剛度變化和基礎(chǔ)沉降等數(shù)據(jù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)塔筒剛度劣化、錨桿斷裂、基礎(chǔ)沉降等問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)監(jiān)測(cè)塔筒法蘭間隙，螺栓松動(dòng)等參數(shù)預(yù)測(cè)塔筒的健康狀態(tài)，提供有效的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)塔筒檢修和維護(hù)，避免引發(fā)嚴(yán)重后果。
TE的4020是一款雙軸加速度傳感器，其采用5-30Vdc 激勵(lì)電壓 ，密封外殼設(shè)計(jì)，直流信號(hào)低通濾波輸出 ，電容式硅MEMS傳感器，擁有自診斷功能，非常適合用于風(fēng)電塔筒的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
總的來(lái)說(shuō)，從“源頭"入手，通過(guò)加載各種高性能的傳感器，可以助力我們的現(xiàn)代化電力系統(tǒng)成為真正的“發(fā)電高手"，為穩(wěn)定、可靠的發(fā)電保駕護(hù)航。
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