风力发电机组的部件维护装置的制作方法

本实用新型涉及一种风力发电机组的部件维护装置，更具体地，涉及一种海上风力发电机组的油式变压器维护装置。

背景技术：

目前，2.5MW、3MW海上风力发电机组在塔筒的底层安装有干式变压器，主要用来进行低压和高压的转换(例如，将690V的低压电转换为35KV的高压电)。干式变压器出现故障的概率较高，例如，由于进水等原因导致干式变压器内的高压线圈发生爆炸。当干式变压器出现故障时，将导致整个机组处于停机状态，此时现场维护人员需前往海上机位点对干式变压器中的高压线圈进行更换。目前干式变压器的高压线圈更换采用的方式为：通过在主控层平台架设横梁并在基础平台上架设支架来实现高压线圈的倒运，即，先从底层将高压线圈吊到设置有塔筒门的一层平台，拆卸安装塔筒门入口平台护栏，再从一层平台将高压线圈移到塔筒外入口平台，最后吊到船舶甲板上，从而完成高压线圈的拆运工作。由于高压线圈体积大、重量大(达到800kg)，现场人员更换高压线圈十分困难，且工作强度大、效率低，一般完成整个更换流程需要4人协同工作约20小时，维护所需时间长。此外，维护过程中存在很大的安全隐患，也很容易导致安全事故的发生。

新一代6MW海上风力发电机组采用油式变压器，因油式变压器体积小且不怕进水(进水不会发生爆炸)，与干式变压器相比，油式变压器的故障发生率低。然而，一旦油式变压器出现故障，则需要对整个油式变压器进行更换。因此，针对采用油式变压器的海上风力发电机组而言，传统的干式变压器的维护方法已经不能满足6MW海上风力发电机组的油式变压器的维护。由此可见，根据6MW海上风力发电机组的油式变压器的布局及底段塔筒的设计开发新的维护装置及维护方法是6MW海上风力发电机组的油式变压器维护迫在眉睫的需要。

技术实现要素：

技术问题

为了解决上述传统的干式变压器的维护方法不再适用于6MW海上风力发电机组的油式变压器的问题，本实用新型针对6MW海上风力发电机组的油式变压器提供一种部件维护装置及维护方法，采用所述部件维护装置可快速高效且安全地对风力发电机组中诸如油式变压器的部件进行维护。

而且，本申请不限于解决特定型号中的油式变压器的维护问题，还可用于解决风力发电机组中的较大型部件的维护问题。

技术方案

根据本实用新型的示例性实施例，提供一种风力发电机组的部件维护装置，所述部件维护装置包括：升降组件，所述升降组件连接到设置在塔筒内平台上的待维护部件，以使所述待维护部件升起或下降；导轨组件，包括两个导轨底座，所述两个导轨底座彼此平行且具有预定间隔地安装到塔筒内平台的上表面上并延伸至塔筒外平台，其中，每个导轨底座中设置有导向槽；滑动组件，包括安放于导轨底座上的滑块，并且所述待维护部件通过紧固件连接到滑块的上表面上以随滑动组件一起沿所述导向槽前后运动。

根据一个示例性实施例，所述升降组件可包括：电动泵和多个千斤顶，设置在塔筒内平台的上表面上，并且电动泵通过设置在电动泵的前端的分配阀、油管与多个千斤顶相连。

优选地，可在所述待维护部件的四个底角处分别设置四个千斤顶。

优选地，所述电动泵还可设置有液压锁。

根据另一个示例性实施例，所述升降组件包括手动葫芦。

优选地，所述部件维护装置还可包括竖向支撑梁，用于支撑塔筒外平台。

优选地，所述部件维护装置还可包括位于竖向支撑梁的顶表面上的顶板，贴合到塔筒外平台的下表面。

优选地，所述滑动组件可包括四个滑块，并且相邻两个滑块之间通过横梁相连接以使得所述滑动组件整体上呈直角四边形。

优选地，每个滑块包括下方敞口的滚轮盒和容纳于滚轮盒中的滚轮，滚轮可滚动地安放在所述导向槽内。

优选地，所述滑块的上表面上设置有防滑橡胶材料。

有益的技术效果

通过采用根据本实用新型的部件维护装置，与以往的维护方法相比，可大幅缩短部件维护时间，从而明显提高部件维护效率、减少风力发电机组的发电损失。同时，还可减轻维护人员的工作强度，并且可提高整个部件维护过程的操作安全性。

附图说明

图1是示出根据本实用新型实施例的安装于风力发电机组的部件维护装置的示意图；

图2和图3分别是从不同角度下示出的安装于风力发电机组的部件维护装置的示意图，其中，省去了图1中所示的塔筒；

图4是图1至图3中所示的部件维护装置中的滑动组件的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图更全面的描述本实用新型的实施例，在附图中示出了本实用新型的示例性实施例。

在示例性实施例中，以油式变压器作为需要维护或更换的部件(即，待维护部件)的示例来描述部件维护装置及其维护方法，当然，本实用新型不限于此，也可以根据实际需要而利用部件维护装置来维护或更换风力发电机组的其他部件。

图1是示出根据本实用新型实施例的安装于风力发电机组的部件维护装置的示意图。

图1主要示出了风力发电机组的基础外平台13、塔筒14和其上设置有塔筒门的一层平台，所述一层平台包括位于基础外平台13上方的塔筒外平台11以及与塔筒外平台11位于同一水平面上的塔筒内平台6，其中，油式变压器9设置在塔筒内平台6上。

图2和图3分别是从不同角度下示出的根据示例性实施例的安装于风力发电机组的部件维护装置的示意图，其中，为了更加清楚地示出部件维护装置的构造而省去了图1中所示的塔筒14。

如图2和图3所示，根据本实用新型的示例性实施例的部件维护装置主要包括：升降组件，用于连接到设置在塔筒内平台6上的油式变压器9，以使油式变压器9升起或下降；导轨组件，包括导轨底座4；滑动组件3，包括安放于导轨底座4上的滑块31，并且通过紧固件连接到油式变压器9，以使油式变压器9随滑块31一起沿导轨底座4前后运动；以及支撑组件5，安装于基础外平台13和塔筒外平台11之间，以支撑塔筒门处的塔筒外平台11。

根据本实用新型的一个示例性实施例，升降组件可主要包括：电动泵1和千斤顶2，设置在塔筒内平台6上，并且电动泵1通过分配阀12、油管7与千斤顶2相连接，以给千斤顶2提供动力。在本示例性实施例中，在油式变压器9的四个底角处分别设置四个千斤顶2。其中，分配阀12可设置在电动泵1前端，用于调节分别连接到四个千斤顶2的四个油管7的流量，具体地，通过将四个油管7的流量调节为大致相等，可实现四个千斤顶2的同步上升和下降，从而油式变压器9可通过四个千斤顶2而被稳步顶起或放下，从而避免发生因倾覆造成油式变压器9被砸坏的风险或者人员安全事故。

在这里，千斤顶2的数量不限于四个，在能够稳步地顶起或放下待维护部件的前提下，可根据待维护部件的具体构造与形状而合理地设置千斤顶的数量，例如，可设置少于或多于四个(例如，两个、三个、五个或六个等)千斤顶。在这里，油管7的数量与千斤顶2的数量设置为相同。

根据示例性实施例，电动泵1还可设置有液压锁，从而在千斤顶2上升后起到防止千斤顶2倒推的作用。

参照图2和图3，根据示例性实施例的部件维护装置的导轨组件可包括两个导轨底座4，并且两个导轨底座4彼此平行且具有预定间隔地安装到塔筒内平台6的上表面上并延伸至塔筒外平台11。每个导轨底座4的中间部分设置有导向槽，每个导轨底座4的两侧分别通过导轨紧固件8与塔筒内平台6下方的工字梁相连接，这样，导轨底座4能够给滑动组件3和油式变压器9提供支撑和导向作用。其中，工字梁设置在塔筒内平台6的下表面上，并且通过紧固件连接到塔筒壁上。

作为示例，每个导轨底座4的两侧可分别设置有多个从导轨底座4主体向两侧延伸突出的连接部，所述连接部上设置有孔，工字梁上也相应设置有多个孔。导轨紧固件8依次穿过连接部中的孔和工字梁上的对应的孔并旋上螺母而将导轨底座4连接到工字梁上。

图4是图1至图3中所示的部件维护装置中的滑动组件3的示意图。

如图4所示，根据示例性实施例的滑动组件3整体上呈直角四边形，包括位于滑动组件的四个角处的四个滑块31和连接在相邻两个滑块31之间的横梁32。其中，每个滑块31包括下方敞口的滚轮盒311和容纳于滚轮盒311中的滚轮312，滚轮312可在导轨底座4内的导向槽中稳定自由地前后滚动。优选地，滚轮312设置为一个或更多个(例如，图4中所示的三个)圆柱形的辊子，以被容纳呈长方形的滚轮盒311中。在另一示例中，滚轮312也可设置为一个或更多个(例如，两个或三个等)球形的滚珠，以被容纳在呈圆形的滚轮盒311内。然而，本实用新型不限于此，可根据导轨底座4内的导向槽的形状合理地设计滚轮盒311与滚轮312的形状，只要滚轮312能够与导轨底座4内的导向槽相匹配并稳定自由地在导向槽内滚动即可。

重量约13t的油式变压器9通过紧固件连接到滑动组件3，以坐落在滑动组件3的上表面上，从而使得导轨底座4的导向槽内的滑动组件3带着油式变压器9一起在导向槽内前后水平运动，由于二者之间为螺栓连接，因此可防止在油式变压器9随滑动组件3一起移动的过程中两者发生相对移动。作为示例，油式变压器9可通过紧固件依次旋拧穿过形成在油式变压器9上的底表面上的孔及滚轮盒311的上表面上的相对应的孔而固定地连接到滑动组件3。

优选地，滑动组件3的上表面(即，滚轮盒311的上表面)上可设置有摩擦系数较大的橡胶材料(即，防滑橡胶材料)，以增大油式变压器9与滑动组件3之间的静摩擦力，进一步防止油式变压器9在随滑动组件3一起移动的过程中两者发生相对移动。

在这里，若没有设置导轨底座4，则滑动组件3便直接与塔筒内平台6相连接，由于滑动组件3中的滚轮与塔筒内平台6的接触为线接触，对塔筒内平台6的局部压强很大，容易造成塔筒内平台6断裂，甚至可导致塌陷事故的发生。因此，在根据本实用新型的示例性实施例中，在滑动组件3的下方安装有其中设置有导向槽的导轨底座4，主要起到保护塔筒内平台6的作用，同时也给滑动组件3的前后运动起导向作用，防止在推出过程中方向发生偏移。

根据示例性实施例的支撑组件5包括竖向支撑梁51和顶板52，顶板52位于竖向支撑梁51的顶表面上并且与塔筒外平台11的下表面相接触，竖向支撑梁51的下端安装在基础外平台13上。如图1至图3中所示，设置四个竖向支撑梁51，然而本实用新型不限于此，可根据诸如需要维护或更换的部件的重量等实际情况而设置更少或更多的竖向支撑梁51，例如，可设置一个、两个、三个或五个、六个等不同数量的竖向支撑梁51。作为示例，顶板52可呈圆形、长方形或正方形等形状，但不限于此，只要其与竖向支撑梁51相配合并足以支撑需要维护或更换的部件的重量即可。此外，支撑组件5也可仅包括竖向支撑梁51，只要其足以支撑待维护部件的重量即可。

由于油式变压器9重量达13t左右，油式变压器9推出至塔筒外平台11后，塔筒外平台11的强度无法承受油式变压器9的重量，又由于油式变压器出现的故障率低，但做成强度足够大的塔筒外平台11需要很多的钢材料，这就增加了风力发电机组的设计和制造成本，故当更换油式变压器9时，可在塔筒外平台11的正下方临时安装支撑组件5，以支撑塔筒门处的塔筒外平台11，防止油式变压器9被推出后由于塔筒外平台11的强度不够而造成平台塌陷，从而导致生产及安全事故的发生。然而，本实用新型不限于此，对于强度足够大的塔筒外平台而言，可以在不安装支撑组件5的情况下执行部件维护操作。

下面将描述使用根据本示例性实施例的部件维护装置来更换部件的维护方法。

(a)在位于塔筒内平台6的上表面上的油式变压器9的四个底角处分别安放四个千斤顶2，并将电动泵1放置在塔筒内平台6上，并将电动泵1与四个千斤顶2连接。

(b)控制电动泵1使四个千斤顶2上升，油式变压器9随千斤顶2上升至预定高度。

(c)在油式变压器9的正下方放置导轨底座4并使导轨底座4的一部分延伸至塔筒外平台11，并利用导轨紧固件8将导轨底座4连接到塔筒内平台6下方的工字梁上，以将导轨底座4固定在塔筒内平台6的上表面上。

(d)将滑动组件3安放到导轨底座4上，并使滚轮312可滑动地容纳在导轨底座4的导向槽内。

(e)控制电动泵1使千斤顶2下降，以将油式变压器9搁放在滑动组件3的滚轮盒311的上表面上，并利用紧固件依次旋拧穿过形成在油式变压器9上的底表面上的孔及滚轮盒311的上表面上的相对应的孔而将油式变压器9安装至滑动组件3。

(f)将支撑组件5安装到与塔筒门相对应的塔筒外平台11的正下方。

(g)将油式变压器9推出塔筒14外，使用船用吊机将油式变压器9吊到船舶上。

通过采用该部件维护装置4人花费约4小时可完成油式变压器的更换/维护操作，与传统的2.5MW、3MW海上风力发电机组的干式变压器维护相比，极大地缩短了维护时间，提高了部件维护效率，减少了风力发电机组的发电损失；同时还减轻了维护人员的工作强度，并提高了整个维护过程中的安全性。

根据本实用新型的另一示例性实施例，可改变升降组件的配置，即，可采用手动葫芦来替换上述千斤顶2与电动泵1。除了升降组件的配置以外，本实用新型的另一示例性实施例的其他组件或部件均与上面参照图1至图4所描述的组件或部件相同，因此，为了更加简明，以下将省略对相同组件或部件的详细描述。

在根据本实用新型的另一示例性实施例中，在油式变压器上设置吊耳，并在位于一层平台的正上方的二层平台的下表面上的对应位置处设置吊耳，在二层平台的吊耳上挂设手动葫芦。这里，可在油式变压器上对称地设置多个吊耳，优选地，可油式变压器的四个顶角处分别设置四个第一吊耳。相应地，在二层平台的下表面上与四个第一吊耳相对应地设置四个第二吊耳，优选地，所述四个第二吊耳可设置在二层平台的下表面上的支撑横梁上，并且在第二吊耳上挂设手动葫芦，通过人工操作手动葫芦来实现油式变压器的同步上升和下降。

使用根据另一示例性实施例的部件维护装置更换部件的维护方法与上述维护方法类似，下面仅描述与上述操作不同的步骤(a')、(b')和(e')，与上述操作相同的步骤(c)、(d)、(f)和(g)将不再重复描述。

(a')在油式变压器9的四个顶角处以及二层平台的下表面上对应地设置吊耳(若油式变压器以及二层平台上事先已设置吊耳，则此步骤可省略)，在二层平台的吊耳上挂设手动葫芦。

(b')人工操作手动葫芦使油式变压器9上升至预定高度。

(e')人工操作手动葫芦使油式变压器9下降，将油式变压器9搁放在滑动组件3的滚轮盒311的上表面上，并利用紧固件依次旋拧穿过形成在油式变压器9上的底表面上的孔及滚轮盒311的上表面上的相对应的孔而将油式变压器9安装至滑动组件3。

采用人工操作手动葫芦提供动力来吊起或放下油式变压器所需要的更换时间将会比采用电动泵控制千斤顶来举起或放下油式变压器所需时间稍长一点，但是，与传统的2.5MW、3MW海上风力发电机组的干式变压器维护相比，通过采用根据另一示例性实施例的部件维护装置仍然可大幅地缩短维护时间，明显地提高部件维护效率，从而减少风力发电机组的发电损失。

前述的导轨紧固件8及紧固件可均设置为螺栓，但不限于此，导轨紧固件8和紧固件也可为诸如螺丝、螺钉等连接在两个组件之间以起紧固作用的的其他部件。

此外，需要说明的是，本实用新型中的部件维护装置及维护方法不仅适用于解决特定型号风力发电机组中的油式变压器的维护问题，还可用于解决风力发电机组中的其他较大型部件的维护问题。

虽然已经参照本实用新型的示例性实施例具体示出和描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。