Eólica | Wind Power FuturEnergy | Junio June 2019 www.futurenergyweb.es 18 eólico (según lo publicado en la literatura científica y debido a sus características peculiares) se limitaban a experimentos en bancada o simulaciones por ordenador. En este proyecto se ha llevado a cabo por primera vez la implantación de esta técnica en aerogeneradores reales en operación. Así pues, el análisis de la firma de corriente en aerogeneradores se puede considerar como un avanzado método de predicción de fallos, que permitirá a los proveedores de O&M implementar nuevas estrategias de mantenimiento predictivo, minimizando las acciones preventivas y correctivas necesarias, y reduciendo significativamente los costes de O&M asociados a las mismas. Metodología El análisis de la firma de corriente se basa en el principio de que cada fallo produce un efecto distinto en el espectro de la corriente. Es decir, se basa en el análisis de las frecuencias anómalas que aparecen en las señales de corriente del estator de un aerogenerador de inducción doblemente alimentado cuando ocurre un fallo. El análisis consiste en una técnica de inspección no intrusiva, mediante la que puede examinarse el estado del generador eléctrico sin provocar daños materiales. Además, implementar esta técnica no implica la colocación de nuevos sensores, debido a que los aerogeneradores suelen incorporar diversos sensores de corriente estratégicamente colocados (pinzas amperimétricas). Las componentes que definen las frecuencias para cada uno de los tipos de fallo existentes son ampliamente conocidas. Las ecuaciones que las definen han sido identificadas y demostradas para diferentes configuraciones de las máquinas de inducción (funcionando como motor o como generador), así como para los diferentes tipos de máquinas (de jaula de ardilla o de rotor bobinado), empleadas en otras industrias. Por estas razones, en este trabajo se ha seleccionado el análisis espectral de las corrientes del estator entre las técnicas de procesado de señales que existen. Resultados Se ha llevado a cabo el análisis de tres bases de datos de tres aerogeneradores con generador de inducción doblemente alimentado en operación, utilizando la metodología de análisis de la firma de corriente. Los aerogeneradores analizados estaban ubicados en tres parques eólicos diferentes con were limited to test benches or computer simulations. During the present project, the implementation of CSA has been carried out for the first time in wind turbines actually in service. Therefore, CSA in wind turbines can be regarded as an advanced method of fault detection that will allow O&M providers to implement new predictive maintenance strategies, minimising the necessary preventive and corrective actions and significantly reducing their associated O&M costs. Methodology CSA is based on the principle that each fault produces a different effect in the current spectra, i.e., it is based on the analysis of anomalous frequencies that appear in the stator current signals of a DFIG in the event of a fault. The analysis consists on a nonintrusive inspection technique, by means of which the status of the electric generator can be examined without causing material damage. In addition, implementing this technique does not involve installing new sensors, since wind turbines usually incorporate several strategically located sensors (current clamps). The components that define the frequencies for each type of existing fault, are widely known. The equations to calculate them have been identified and demonstrated for different induction machine configurations (operating as a motor or generator), as well as for different types of machines (squirrel cage or wound rotor), used in other industries. For these reasons, the spectral analysis of the stator currents has been selected in the present work, among the different signal processing techniques that exist. Results Three databases of three in-service wind turbines equipped with a DFIG were analysed using CSA. The wind turbines under analysis were located in three different wind farms with different drive train and generator configurations. The databases contained stator, rotor-side converter and grid-side converter current measurements. After implementing CSA on the different machines, the diagnosis revealed rotor electrical unbalance (Figure 1); high-speed shaft Figura 1. Espectro de la corriente con desequilibrio eléctrico del rotor | Figure 1. Current spectra with rotor electrical unbalance Figura 2. Espectro de la corriente con desequilibrio del eje de alta velocidad. | Figure 2. Current spectra with high-speed shaft unbalance
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