Temperatursensor Temperaturüberwachung an Windkraftanlagen

Redakteur: Karl-Ullrich Höltkemeier

EPHY-MESS ist seit mehr als 15-Jahren Temperatursensoren-Lieferant weltweit tätiger Windkraftanlagenhersteller. Für die Entwicklungen der Zukunft stehen intelligente Temperatursensoren auch mit CAN-BUS-Anschluss sowie weitere, speziell für die Windkraftanlagen ausgelegte Temperatursensoren zur Verfügung.

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Stets geht es um die Sicherung der Anlagen-Funktion auf Dauer und um deren Sicherheit. Ungeplante Stillstände sind zu vermeiden, Wartungsintervalle zu optimieren und die Anlagenlebensdauer zu garantieren. Dazu ist die Temperatur an zahlreichen Messstellen zu überwachen, wie zum Beispiel die Temperatur außen an der Windkraftanlage, in Schaltschrank und Transformator sowie Getriebe und allen Lagern. Natürlich müssen insbesondere auch der Generator, die Pitch- und Azimut-Verstellung und die Bremse überwacht werden.

Jede dieser Messaufgaben erfolgt unter speziellen Betriebsbedingungen und jeder Temperatursensor hat eine spezifische Einbausituation. So sind in Generatoren überwiegend KTY-, Kaltleiter- oder Pt100-Sensoren als Temperatursensoren im Einsatz. Die Sensoren auf Widerstandsbasis können alternativ oder zusätzlich am Wickelkopf des Generators oder im Stator (als Nutenwiderstandsthermometer) eingesetzt werden. Dies gilt auch für getriebelose mit ringförmigem Stator ausgerüstete Anlagen.

Bei größeren Generatorleistungen wird in der Regel jede Phase thermisch separat überwacht und in Einzelfällen werden Sensoren auch redundant verwendet. Bei Ausfall eines Sensors kann durch einfaches Umklemmen auf den zweiten Sensor der Generator auch ohne aufwendige Überholungsmaßnahmen und damit verbundene Ausfallzeiten in Betrieb bleiben. Pt100 Sensoren überwachen z.B. die Polschuhe auf dem Rotor getriebeloser Systeme, bei denen das vordere Gondel-Gehäuseteil die Statorfunktion übernimmt. Durch Messen direkt zwischen den Wicklungslagen können die Leistungsgrenzen der Windkraftanlagen voll und sicher genutzt werden. Ein Überschreiten der die Isolierung der Kupferkabel gefährdenden Temperatur wird zuverlässig verhindert.

Für schnelle Montage und Demontage

Aufgrund des Hydraulikdrucks in den Systemen der Pitch-Verstellung der Rotorblätter bzw. der Azimut-Verstellung der Gondel werden meist Sensoren in VA-Einschraubhülsen verwendet, wobei die Metallhülsen (je nach Anlagenhersteller) Drücke von bis zu 250 bar aushalten müssen. Bei elektrischen Pitchverstellungen können verschiedene Temperatursensoren (z.B. Kalt- oder Heißleiter, Pt100) in den AC-Servoantrieben eingebaut werden.

Alternativ zu Sensoren mit Metallköpfen (MA-Kopf- oder EM24/38), die optional auch Messumformer auf ein Ausgangssignal von 4-20 mA enthalten können, liefert EPHY-MESS Sensoren mit direkt auf der Metallhülse montierten Industriesteckern. Der Vorteil ist, dass nach dem Lösen von nur einer Zentralschraube der Steckerkopf abgezogen werden kann, ohne zum Austausch des Einschraubsensors die Anschlussleitung abklemmen zu müssen.

Ideal zur Fernüberwachung

Für die automatisierte, fernüberwachte Anlagensteuerung ist das Lagerthermometer LT24CAN-1PT100 mit CAN-Interface bestens geeignet. Die Verwendung des CANopen-Protokolls gewährleistet eine Kompatibilität von CAN-Bus-Geräten verschiedener Hersteller. Die Elektronik erlaubt die Anbindung verschiedener Widerstandssensoren. Das Lagerthermometer LT24CAN-1PT100 wird standardmäßig mit einem Pt100-Fühler gebaut und misst Temperaturen im Bereich zwischen -50°C und +200°C mit einer Auflösung von 0,01°C. Die Elektronik ist auf einer Platine von nur 20 x 42 mm aufgebracht und wird in dem Lagerthermometer-Anschlusskopf mit 24 mm Durchmesser vergossen. Das Sensormodul kann auch dort eingesetzt werden, wo große Temperaturänderungen, starke Erschütterungen bis 10 g sowie hohe Feuchtigkeit oder Spritzwasser vorkommen. – Also genau richtig für den Betrieb in Windkraftanlagen! Die Stromversorgung des Sensors und der Anschluss an den CAN-Bus erfolgen vibrationssicher über einen 5-poligen M12-Rundsteckverbinder mit Verschraubung.

Zulieferer weltmarktführender Windkraftanlagenausrüster und -hersteller

EPHY-MESS fertigt für namhafte Unternehmen Temperatursensoren speziell für den Einsatz in Windkraftanlagen. Neben größeren Stückzahlen für die Serienfertigung bei OEM-Kunden, produziert das Unternehmen in Wiesbaden-Delkenheim auch kleinere Mengen für Service- oder Reparaturbedarf.

Kundenspezifische Anforderungen wie z.B. an Länge und Durchmesser der Sensoren, Art und Länge von Anschlussleitungen, als auch an den Sensortyp (Pt100 / PTC / KTY / Bimetall) und Genauigkeiten (2-, 3- oder 4-Leiterschaltungen) lassen sich in der hochmodernen Fertigung problemlos realisieren. Damit ermöglicht EPHY-MESS auch herstellerunabhängigen Servicebetrieben, alle Windkraft-Temperatursensoren von nur einem Lieferanten in wirtschaftlicher Weise zu beziehen.

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