風場氣象雷達維護說明書

風電場氣象監(jiān)測聲雷達安裝使用維護說明2017年3月目次TOC\o"1-2"\h\z\u1產(chǎn)品概述-17-產(chǎn)品概述WFMS-150型風電場氣象監(jiān)測聲雷達采用相控聲陣列，利用湍流后向散射聲波的多普勒效應計算風速、風向，在不架設測風塔的情況下，測量10m～150m高度的風速、風向、垂直氣流和溫度、濕度、大氣壓力等氣象信息。系統(tǒng)組成 底座防護罩大氣溫濕度傳感器四棱錐防護罩聲氣象雷達WFMS-150型風電場氣象監(jiān)測聲雷達主要由聲氣象雷達、大氣溫濕度傳感器、大氣壓力傳感器(安裝在聲氣象雷達主機內(nèi))、底座、四棱錐防護罩、防護罩共六部分組成，如圖1所示。底座防護罩大氣溫濕度傳感器四棱錐防護罩聲氣象雷達圖1WFMS-150型風電場氣象監(jiān)測聲雷達組成示意圖主要性能和技術(shù)參數(shù)表1主要性能和技術(shù)參數(shù)序號項目指標1探測范圍探測高度：10m～150m風向：0～360°風速：0～60m/s2測量誤差風向：≤2.5°風速：≤0.5m/s(3m/s～30m/s)3分辨力高度：10m時間：≤1min4大氣溫濕度傳感器溫度測量范圍：-40°C～60°C溫度測量精度：±0.3°C濕度測量范圍：0～100%濕度測量精度：±1.5%RH防護等級：IP65防紫外輻射照5大氣壓力傳感器測量范圍：150～1150hPa精度：±0.3hPa@20°C操作溫度：-40°C～60°C6直流供電12.7V～16.0V7接口RS232接口(9600bps,n,8,1)8環(huán)境適應能力工作溫度：-40℃～60℃存儲溫度：-50℃～70℃工作和存儲相對濕度：0～100%抗風≤35m/s正常工作，≤50m/s天線不產(chǎn)生永久變形抗雨0.8mm/min正常工作防雷，防沙塵，抗雪，抗落葉安裝地點選擇風電場氣象監(jiān)測聲雷達是采用收發(fā)可逆的高頻聲陣列，聲雷達要接收大氣分層結(jié)構(gòu)對聲波的散射產(chǎn)生的回波信號，因此安裝地點應盡量遠離公路、發(fā)動機及鬧市區(qū)等。聲雷達同時向空中發(fā)射聲信號，因此安裝地點應遠離生活區(qū)，以免聲雷達產(chǎn)生的聲信號對周圍的人員產(chǎn)生噪聲干擾，聲雷達安裝地點和方式應滿足GB3096-1993《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》中對于“類別II居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)夜晚50dBA”標準，根據(jù)經(jīng)驗建議安裝方式如表2所示，但最終應以測試點的噪聲等級不大于50dBA為驗收依據(jù)。在安裝時，以聲雷達主機為中心，周圍建筑物高度應滿足H≤L*tg54°(1.38L)，如圖2所示，其中L為建筑物距聲雷達的水平距離，H為建筑物高于聲雷達天線的高度，表3列出了部分距離的參考值。表2聲雷達安裝地點選擇建議序號安裝地點說明1生活區(qū)樓頂安裝高度高于生活區(qū)2距離生活區(qū)60m以上距離3在聲雷達周圍安裝聲屏障聲屏障高度應低于1.38L，L為聲屏障距聲雷達的水平距離，每加一層聲屏障約可降低噪聲10dBA圖2WFMS-150型風電場氣象監(jiān)測聲雷達組成示意圖表3聲雷達對周圍建筑物高度要求與聲雷達主機距離（L）周圍建筑物高于聲雷達天線的高度（H）1m≤1.5m5m≤7m10m≤14m20m≤28m40m≤55m60m≤82m80m≤110m100m≤138m安裝底座組件的安裝底座組件由底座、4個支撐板、1個絕緣板、2個擋板、2個鎖緊裝置等幾部分組成，支撐板安裝如圖3所示。φ8平墊圈、彈簧墊圈和M8螺母M8×φ8平墊圈、彈簧墊圈和M8螺母M8×20螺栓圖3底座組件的安裝大氣溫濕度傳感器的安裝大氣溫濕度傳感器安裝在底座組件上，具體安裝步驟如下：大氣溫濕度傳感器大氣溫濕度傳感器M4×M4×12組合螺釘圖4大氣溫濕度傳感器安裝結(jié)構(gòu)示意圖聲氣象雷達的安裝1、將聲氣象雷達放在底座中間，將箱體上標有“北”的面朝向底座組件上標有“北”的面(面板接插件朝東)。2、用底座組件上的鎖緊裝置固定牢固。聲氣象雷達聲氣象雷達圖5聲氣象雷達安裝結(jié)構(gòu)示意圖四棱錐防護罩的安裝將大小兩個四棱錐防護罩套在一起，放在聲氣象雷達天線上，用4組M5×12的螺釘穿上彈簧墊圈和平墊圈固定牢固。小四棱錐防護罩大四棱錐防護罩小四棱錐防護罩大四棱錐防護罩圖6四棱錐防護罩安裝結(jié)構(gòu)示意圖防護罩的安裝將四片防護罩按照順序依次用M8×20的螺栓、平墊、彈墊、螺母連接好成為一個整體，然后整體安裝到四片支撐板上，最后將4片吸聲海綿按壓在防風罩內(nèi)部。M8×20螺栓M8×20螺栓φφ8平墊圈、彈簧墊圈和M8螺母圖7防護罩組裝結(jié)構(gòu)示意圖M8×M8×20螺栓φφ8平墊圈、彈簧墊圈和M8螺母圖8防護罩安裝示意圖聲氣象雷達與北的夾角初次安裝需要測量聲氣象雷達天線與北的夾角。如圖9放置測試工裝，兩端各安裝一個蘑菇頭天線，接入差分GPS主機，直到液晶屏顯示測量結(jié)果，并記錄。從天線(北)從天線(北)主天線(南)基線≥主天線(南)基線≥2.5m圖9聲氣象雷達與北的夾角測量示意圖電纜的連接注意：為保證設備安全，必須將設備電源關(guān)閉后再連接電纜。聲氣象雷達面板示意圖如圖10所示，線纜連接如圖11所示。圖10聲氣象雷達面板示意圖GPS天線GPS天線圖11線纜連接示意圖電源接口：兩芯線纜—1腳電源+、2腳電源-。數(shù)據(jù)采集接口：七芯線纜—1腳RS232_TX、2腳RS232_RX、3腳預留、4腳預留、5腳RS232_GND、6腳12.7V+、7腳12.7V-。調(diào)試警告：聲雷達工作時會發(fā)出很強的聲音，長時間暴露在高噪聲的環(huán)境中會對聽力造成一定的損壞。建議在其工作時工作人員遠離天線，以降低噪聲對聽力的影響。注意：設備初次安裝完成后需要設置參數(shù)，參數(shù)具有自動存儲功能，重新開關(guān)機后無需再設置。調(diào)試設備清單：測試計算機一臺(具有RS232接口)、“WFMS150型.exe”軟件一套(見配套光盤)、測試電纜一根。聲雷達安裝完成后，請按照如下步驟進行調(diào)試：檢查供電單元：電源的輸出電壓是否在12.7V～16V范圍內(nèi)，否則檢查電源；設備連接：按照圖12連接設備，打開電源開關(guān)，電源指示燈(紅燈)亮；GPS天線GPS天線圖12調(diào)試狀態(tài)連接圖打開軟件：在測試計算機上運行“WFMS150.exe”軟件，軟件界面如圖13所示；圖13“WFMS150.exe”軟件界面打開串口：選擇相應的串口號后點擊“打開串口”按鈕，建立鏈接；獲取參數(shù)：點擊“獲取參數(shù)”按鈕，獲取聲雷達當前的參數(shù)信息；設置通信方式：聲雷達具有“北斗通信”、“標準Modbus通信”、“單次查詢”三種通信方式，如果聲雷達當前的通信方式與實際情況不符則根據(jù)需要進行設置，如果“聲雷達狀態(tài)返回對話框”未接收到設置成功響應，則重新進行設置；設置北偏角：將4.6節(jié)中測量的與北的夾角輸入“北偏角”對話框；點擊“發(fā)送參數(shù)”按鈕，此時聲雷達會發(fā)出一聲短促的自檢聲音，自檢完成后“發(fā)送參數(shù)”按鈕下面對話框中顯示“參數(shù)設置成功！”，則完成參數(shù)設置；如果返回“自檢超時！”重新進行參數(shù)設置；如果返回故障信息，則根據(jù)“6.常見故障排除”節(jié)中贅述進行維修；數(shù)據(jù)接收：參數(shù)設置成功后，聲雷達開始工作，并有規(guī)律的發(fā)射聲音信號，點擊“開始接收”按鈕，此時數(shù)據(jù)結(jié)果接收區(qū)每1min接收到一組結(jié)果，從10m開始，每10m一個層高，輸出15層的數(shù)據(jù)，前15分鐘為數(shù)據(jù)累計時間，輸出的測風結(jié)果為“9999”，如圖14所示；15分鐘后輸出正常測風結(jié)果，如圖15所示；目測風速、風向、溫度、濕度、大氣壓力的測量結(jié)果是否與當?shù)貙嶋H情況相符，相符則設備工作正常；圖14前15分鐘數(shù)據(jù)結(jié)果圖15正常數(shù)據(jù)結(jié)果完成調(diào)試：聲雷達輸出正確結(jié)果后，依次點擊“停止接收”、“關(guān)閉串口”、“關(guān)閉程序”按鈕，然后關(guān)閉聲雷達電源，結(jié)束聲雷達的調(diào)試；按照工作狀態(tài)連接設備：按照4.7節(jié)中圖11連接通信設備；啟動聲雷達：打開聲雷達電源，等待大約30s時間，聲雷達發(fā)射短促的自檢聲音開始自檢，自檢完成后指示一燈亮，聲雷達有規(guī)律的發(fā)射聲音信號，并查看遠程監(jiān)控設備接收到的測風結(jié)果是否正常。SD卡的使用：聲雷達內(nèi)置SD卡用于存儲測風結(jié)果，每天存儲一組數(shù)據(jù)文件，如果需要獲取SD卡中的數(shù)據(jù)，需要至現(xiàn)場關(guān)閉聲雷達電源開關(guān)、打開機器前面板、取下SD卡、拷貝需要的數(shù)據(jù)文件、再將SD卡和前面板恢復原樣，打開聲雷達。常見故障排除WFMS-150型風電場氣象監(jiān)測聲雷達常見故障現(xiàn)象、原因、排除方法見表4。表4常見故障及排除方法序號故障現(xiàn)象原因排除方法1電源指示燈不亮指示燈故障更換指示燈2供電單元無輸出電壓檢查供電單元輸出電壓是否為12.7V～16V之間3聲達主機電源輸入端無電壓電源連接線有問題,修理或更換4保險絲熔斷更換保險絲5開關(guān)打到開態(tài)時無反應開關(guān)故障，更換開關(guān)6主機內(nèi)電源線斷開檢查以后重新焊接7主機內(nèi)輸入電源線至底板插件松動重新插拔8電源模塊故障更換電源模塊9聲雷達自檢異常(指示燈一滅)自檢異常1(信號處理板異常)信號處理板接插處松動，重新接插信號處理板損壞，更換信號處理板通信板與系統(tǒng)控制板間接插件松動，重新接插10自檢異常2(DA輸出異常)更換系統(tǒng)控制板11自檢異常3（功放輸出異常）功放板接插處松動，重新接插功放板輸出異常，更換功放板12自檢異常4（天線異常）天線輸出線與底板接插件松動，重新接插天線故障，更換天線13自檢異常5(天線和DA輸出異常)線纜連接和接插件松動，重新插拔天線和系統(tǒng)控制板故障，更換14自檢異常6(天線和功放異常)線纜連接和接插件松動，重新插拔天線和功放板故障，更換15聲雷達不發(fā)聲供電單元故障檢查供電單元輸出電壓是否為12.7V～16V之間16通信板故障更換通信板17自檢異常根據(jù)自檢異常情況，進行維修18無法接收聲雷達測風結(jié)果供電單元故障檢查供電單元輸出電壓是否為12.7V～16V之間19聲雷達故障程序故障，重新啟動聲雷達自檢異常，檢查并維修20通信單元故障檢查通信單元，并進行維修運輸、保養(yǎng)、維護運輸運輸時，必須將各設備放入包裝箱內(nèi)固定好，包裝完整，包裝箱正面朝上，并注意輕拿輕放。保養(yǎng)、維護定期檢查聲雷達狀態(tài)，出現(xiàn)故障，請按照6節(jié)所述進行維修，如故障仍無法排除，應請專業(yè)人員維護，以免造成不應有的損害。附件一聲雷達配置點表注：聲雷達設備地址11h數(shù)據(jù)結(jié)果查詢功能碼04h數(shù)據(jù)格式說明：高度分別指從10m，間隔10m到150m高度的測風結(jié)果。每個結(jié)果數(shù)值類型采用16位有符號整形。高度：10m-150m，每10m一層，精度1m；垂直氣流：0-±1500cm/s，精度1cm；水平風速：0-6000cm/s，精度1cm；水平風向：0-360°，精度1°；溫度：-4000-6000(-40~60℃),精度0.01℃；濕度：0-1000(0-100%),精度0.1%；壓力：1500-11500（150-1150hPa）,精度0.1hPa。附表1聲雷達配置點表序號結(jié)果數(shù)據(jù)項編碼地址110m高度0210m平均垂直氣流速度1310m最大垂直氣流速度2410m最小垂直氣流速度3510m垂直氣流速度標準差4610m平均水平風速5710m最大水平風速6810m最小水平風速7910m水平風速標準差81010m風向91120m高度101220m平均垂直氣流速度111320m最大垂直氣流速度121420m最小垂直氣流速度131520m垂直氣流速度標準差141620m平均水平風速151720m最大水平風速161820m最小水平風速171920m水平風速標準差182020m風向192130m高度202230m平均垂直氣流速度212330m最大垂直氣流速度222430m最小垂直氣流速度232530m垂直氣流速度標準差242630m平均水平風速252730m最大水平風速262830m最小水平風速272930m水平風速標準差283030m風向293140m高度303240m平均垂直氣流速度313340m最大垂直氣流速度323440m最小垂直氣流速度333540m垂直氣流速度標準差343640m平均水平風速353740m最大水平風速363840m最小水平風速373940m水平風速標準差384040m風向394150m高度404250m平均垂直氣流速度414350m最大垂直氣流速度424450m最小垂直氣流速度434550m垂直氣流速度標準差444650m平均水平風速454750m最大水平風速464850m最小水平風速474950m水平風速標準差485050m風向495160m高度505260m平均垂直氣流速度515360m最大垂直氣流速度525460m最小垂直氣流速度535560m垂直氣流速度標準差545660m平均水平風速555760m最大水平風速565860m最小水平風速575960m水平風速標準差586060m風向596170m高度606270m平均垂直氣流速度616370m最大垂直氣流速度626470m最小垂直氣流速度636570m垂直氣流速度標準差646670m平均水平風速656770m最大水平風速666870m最小水平風速676970m水平風速標準差687070m風向697180m高度707280m平均垂直氣流速度717380m最大垂直氣流速度727480m最小垂直氣流速度737580m垂直氣流速度標準差747680m平均水平風速757780m最大水平風速767880m最小水平風速777980m水平風速標準差788080m風向798190m高度808290m平均垂直氣流速度818390m最大垂直氣流速度828490m最小垂直氣流速度838590m垂直氣流速度標準差848690m平均水平風速858790m最大水平風速868890m最小水平風速878990m水平風速標準差889090m風向8991100m高度9092100m平均垂直氣流速度9193100m最大垂直氣流速度9294100m最小垂直氣流速度9395100m垂直氣流速度標準差9496100m平均水平風速9597100m最大水平風速9698100m最小水平風速9799100m水平風速標準差98100100m風向99101110m高度100102110m平均垂直氣流速度101103110m最大垂直氣流速度102104110m最小垂直氣流速度103105110m垂直氣流速度標準差104106110m平均水平風速105107110m最大水平風速106108110m最小水平風速107109110m水平風速標準差108110110m風向109111120m高度110