2021陆上风力发电机组基础及塔架结构监测系统技术规范

陆上风力发电机组基础及塔架结构监测 系统技术规范 目 次 前 言 II 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语定义 1 4 总则 2 5 监测系统设计 2 6 监测点布置 5 7 数据采集、传输、存储与处理 6 8 施工 8 9 监测报警 9 10 维护 10 11 监测指标及传感器要求 11 I 1 陆上风力发电机组基础及塔架结构监测系统技术规范 1 范围 本 文 件 规 定 了 风 力 发 电 机 组 基 础 和 塔 架 结 构 监 测 项 目 的 总 则 、 系 统 设 计 、 监 测 点 布 置 、 施 工 、 数 据 处 理 与 信 息 反 馈 、 监 测 报 警 、 维 护 等 要 求 。 本文件适用于新建、改扩建陆上风电场的风力发电机组基础及塔架结构的监测系统。 2 规范性引用文件 下 列 文 件 中 的 内 容 通 过 文 中 的 规 范 性 引 用 而 构 成 本 文 件 必 不 可 少 的 条 款 。 其 中 ， 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 仅 该 日 期 对 应 的 版 本 适 用 于 本 文 件 ； 不 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 其 最 新 版 本 （包括所有的修改单） 适用于本文件。 GB/T 2900.53 电工术语 风力发电机组 GB/T 33137-2016 基于传感器的产品监测软件集成接口规范 GB 50007 建筑地基基础设计规范 GB 50303-2015 建筑电气工程施工质量验收规范 GB 50312 综 合 布 线 系 统 工 程 验 收 标 准 GB 50870 建 筑 施 工 安 全 技 术 统 一 规 范 GB/T 51121-2015 风力发电工程施工与验收规范 GB/T 8196 《机械安全防护装置固定式和活动式防护装置的设计与制造一般要求》 GB 50205 《建筑电气施工质量验收标准》 IEEE Std 802.3 IEEE Standard for Information technology — Telecommunications and information exchange between systems IEC TR 61400-24:2002 《 风 力 发 电 机 组 第 24部分：雷电防护》 JGJ 79-2012 建 筑 地 基 处 理 技 术 规 范 NB/T 31129 风力发电机组振动状态评价导则 CECS 333 结构健康监测系统设计标准 3 术语定义 3.1 机 组 基 础 及 塔 架 结 构 wind turbine foundation and tower structure 由基础与塔架组成的风力机中支撑结构的机械。 3.2 监测系统 monitoring system 由 安 装 在 机 组 基 础 及 塔 架 结 构 上 的 传 感 器 以 及 数 据 采 集 与 传 输 、 数 据 存 储 与 处 理 等 软 硬 件 构 成 ， 对 机 组 基 础 及 塔 架 结 构 的 荷 载 与 环 境 作 用 以 及 其 结 构 性 能 参 数 进 行 测 量 、 收 集 、 处 理 、 分 析 ， 并 对 机 组 基 础 及 塔 架 结 构 正 常 使 用 水 平 与 安 全 状 态 进 行 评 估 和 预 警 的 系 统 。 2 3.3 监 测 平 台 monitoring platform 在线数据服务系统，包括云计算模式和服务器模式等。 其 中 基 于 云 计 算 的 在 线 数 据 服 务 系 统 ， 可 为 用 户 提 供 监 测 数 据 采 集 、 数 据 可 视 化 、 数 据 监 控 、 数 据 服 务 等 在 内 的 完 整 在 线 云 服 务 流 程 ， 为 各 种 基 础 设 施 的 结 构 监 测 提 供 简 捷 易 用 的 项 目 级 数 据 云 平 台 。 4 总则 4.1 总体要求 机 组 基 础 及 塔 架 结 构 宜 根 据 其 设 计 、 结 构 形 式 、 规 模 及 其 所 处 的 地 形 、 地 质 条 件 、 地 理 环 境 、 高 发 自 然 灾 害 、 风 资 源 情 况 等 因 素 ， 必 要 时 设 置 监 测 装 置 ， 用 以 监 测 机 组 基 础 及 塔 架 结 构 的 安 全 、 掌 握 其 运 行 状 态 。 4.2 一般规定 4.2.1 在役风力发电机组的结构监测系统设计应结合机组基础及塔架结构设计文件与现场勘测情况进 行。 4.2.2 风 力 发 电 机 组 的 结 构 监 测 系 统 设 计 应 考 虑 与 SCADA 等监测/检测系统的良好衔接。 4.2.3 系统硬件和软件应坚持稳定可靠、操作方便、经济适用、便于维护更换及扩展升级的原则。 4.2.4 监测内容及测点选择应根据机组基础及塔架结构的外部环境与荷载作用、结构力学特性设计确 定。 4.2.5 监测内容、测点选择、设备选型、数据采集与传输、数据存储与处理及软件开发应满足数据分 析、安全预警等要求。 4.3 系统建设原则 1） 实用性原则：保证系统在风力发电机组服役环境下安全实用，各测点的布设宜有明确目的性； 2） 可靠性原则：保证系统在风力发电机组服役环境下可靠运行； 3） 耐久性原则：宜优先选用满足要求的抗干扰强且与机组同寿命的传感器和传输方式； 4） 可维护原则：传感器宜易于维护和更换并采取合适方式进行数据接力； 5） 可扩展原则：系统宜具扩展性，方便在后期根据需求增加监测内容。 5 监测系统设计 5.1 系统框架 5.1.1 系统应包括传感器模块、数据采集与传输模块、数据存储与处理模块、数据分析与安全预警及 评估模块，并通过系统集成技术将各模块的软、硬件整合为协调运行的监测系统。 5.1.2 传感器模块由结构整体响应监测与结构局部响应监测两类传感器组成，应能实现风力发电机组 整体及局部结构各类响应的测量。 5.1.3 数据采集与传输模块由数据采集设备、数据传输设备与缆线、数据采集与传输软件构成，应实 现多种类传感器的数据同步采集与传输功能，以保证数据真实可靠。 3 5.1.4 数据存储与处理模块由数据预处理模块、中心数据库、数据查询与管理软硬件构成，应能实现 机组基础和塔架结构监测信息的处理、查询、存储、管理等功能。 5.1.5 数 据 分 析 与 安 全 预 警 及 评 估 模 块 应 实 现 数 据 实 时 在 线 显 示 、 数 据 分 析 、 安 全 预 警 及 评 估 等 功 能 。 5.2 传感器模块 5.2.1 传感器模块设计应包括监测内容和测点选择以及传感器选型。 5.2.2 监测内容宜包括结构整体响应监测与结构局部响应监测： 1）结构整体响应监测内容包括结构振动、变形、位移等； 2）结构局部响应监测包括构件局部应变、索力、钢结构疲劳、裂缝、腐蚀等。 5.2.3 测点选择应满足数据分析与安全预警及评估要求，应采用结构计算分析、结构危险性分析和易 损性分析方法确定监测的关键构件和部位。 5.2.4 传感器模块设计应考虑防雷、防静电、防电磁干扰、防尘、防水、防腐蚀等防护措施。 5.2.5 不同类型传感器的供电方式应根据实际情况和监测要求确定。 5.2.6 传感器应满足结构实际使用环境的要求。 5.2.7 传感器的使用年限应满足结构监测持续的时间（可维护、可更换）。 5.2.8 传感器的选型应符合下列原则： 1） 结 构 监 测 应 根 据 具 体 的 项 目 要 求 、 工 程 经 验 判 断 和 实 际 应 用 条 件 ， 本 着 力 争 实 现 “监 测 完 整 、 性 能 稳 定 ”的 主 要 原 则 选 择 合 理 的 传 感 器 类 型 和 数 量 。 2） 应建立较精确的力学模型，对结构的静力特性和动力特性作全面的分析，并结合健康监测中具 体内容和目的选择适宜的传感器类型和数量。 3） 传 感 器 应 在 监 测 期 间 具 有 良 好 的 稳 定 性 和 抗 干 扰 能 力 ， 采 集 信 号 的 信 噪 比 应 满 足 实 际 工 程 需 求 。 4） 应选择具有补偿功能的传感器。 5.3 数据采集与传输模块 5.3.1 数据采集与传输模块设计应包括与传感器接口的匹配性设计、信号调理与数据采集方案、软件 功能设计与集成方案。 5.3.2 根 据 监 测 数 据 特 点 和 数 据 分 析 要 求 ， 采 用 相 应 的 数 据 采 集 方 案 ， 应 保 证 信 号 高 信 噪 比 、 不 失 真 ， 动 态 信 号 还 应 满 足 采 样 定 理 。 5.3.3 信号调理与数据采集设备应基于接口匹配性、环境适应性、稳定性、耐久性等要求进行选型。 5.3.4 数 据 采 集 与 传 输 设 备 应 选 用 兼 容 性 、 耐 久 性 和 环 境 适 应 性 好 的 产 品 ， 并 应 易 于 维 护 、 便 于 更 换 ， 且 采 取 防 水 、 防 尘 、 防 雷 、 防 损 坏 等 防 护 措 施 。 5.3.5 数据采集站（机柜）布置方案应考虑传感器位置、信号传输距离、易于维护等要求。 5.3.6 数据采集和传输软件应自动采集与传输数据，并可进行人工干预采集与采集参数调整。 5.3.7 为了确保获得高精度、高品质、不失真数据，数据采集与传输软硬件设计与开发，以及数据采 集制度应满足以下要求： 4 1） 数据采集与传输的软硬件研发与选型应满足传感器监测要求； 2） 数据采集制度应包括数据采集方式、触发阈值和采样频率的确定。 5.4 数据存储与处理模块 5.4.1 数据存储与处理模块设计应包括架构设计、功能设计、性能设计、安全设计，应考虑实用性、 安全性、稳定性、容错性、可操作性和可扩展性。 5.4.2 数据存储与处理模块应包括下列主要功能： 1） 数据预处理、数据存储、自动生成报告报表； 2） 具备操作系统中心数据库，可进行数据查询和管理； 3） 备份数据、自动导入和导出数据及手工导入和导出数据； 4） 采取统一的数据标准格式和接口，以便保证数据的互连互通； 5） 可采取设定不同用户级别权限和密码，以及网络防护等技术措施保障数据安全。 5.4.3 数据存储与处理模块应根据不同数据类型设计数据库以及数据维护和备份机制。 5.4.4 数据处理应能纠正或剔除异常数据，提高数据质量。 5.4.5 数据处理应具有标准化读写接口，应考虑数据的结构化、安全性、共享性以及使用友好性和便 捷性。 5.5 数据分析与安全预警及评估模块 5.5.1 数据分析与安全预警及评估模块应包括数据分析、安全预警、安全评估。 5.5.2 数 据 分 析 应 对 环 境 数 据 、 结 构 整 体 响 应 数 据 和 结 构 局 部 响 应 数 据 进 行 全 面 统 计 分 析 和 特 殊 分 析 ， 为 安 全 预 警 、 安 全 评 估 提 供 基 础 数 据 。 5.5.3 安全预警应根据监测数据流和数据分析结果进行实时预警。 5.5.4 安全评估应选用可靠的评估方法，兼顾结构安全评估与技术发展，并预留升级接口。 5.6 系统集成及用户界面交互 5.6.1 系统集成应包括硬件集成、软件集成和工具平台集成。 5.6.2 系 统 集 成 应 通 过 工 具 平 台 实 现 硬 件 和 软 件 最 优 配 置 ， 形 成 完 整 集 成 方 案 ， 使 系 统 整 体 性 能 最 优 。 5.6.3 系统集成应进行硬件、软件、网络等接口设计，使各模块协调统一工作，形成机组基础及塔架 结构安全监测一体化协作平台。 5.6.4 用 户 界 面 交 互 应 清 晰 、 友 好 地 显 示 监 测 数 据 、 数 据 采 集 与 传 输 工 作 状 态 、 数 据 处 理 与 分 析 结 果 、 安 全 预 警 信 息 及 评 估 结 果 。 5.6.5 系统投入运行前，应基于机组基础及塔架结构特性对输入和输出的监测数据进行逻辑性、相关 性和匹配性检验。 5.7 组网要求 5.7.1 传 感 器 数 据 传 输 网 络 应 根 据 现 场 环 境 、 机 组 基 础 及 塔 架 结 构 的 形 式 、 规 模 等 具 体 情 况 进 行 设 计 。 5 5.7.2 应根据工程现场营运的网络、成本、环境选择合适的网关上行传输方式。 5.7.3 传感器宜采用表面安装传感器搭配表面安装采集仪的组合方式。 5.7.4 传感器布设应充分考虑可施工性，其位置宜便于安装和更换。 5.7.5 传感器数据传输网络应根据现场条件进行供电系统设计和防护系统设计。 5.7.6 如对风力发电机组集群进行监测时，应考虑系统内部数据的兼容性和共享性。 6 监测点布置 6.1 监测项目 表 6.1.1 监测项目 整体监测指标 局部监测指标 结构类型 基础沉降 塔架倾斜 振动 应力应变 索力 混凝土塔架 ★ ★ ▲ ▲ ★ 钢塔架 ★ ★ ★ ▲ — 混合塔架 ★ ★ ★ ▲ ★ 注：★应监测项，▲宜监测项，—不包含项 6.2 布设位置 6.2.1 基础沉降监测 1） 甲级、乙级的地基基础，分级标准见GB 50007； 2） 丙级的复合地基或软弱地基上的桩基础，分级标准见GB 50007； 3） 受洪水、地下水等环境变化影响的基础。 6.2.2 塔架倾斜监测 1） 塔架顶部偏航法兰下； 2） 塔架近顶端1/3处附近易安装位置。 6.2.3 振动监测 1） 塔架顶部偏航法兰下； 2） 塔架中间部位或近顶端1/3处。 6.2.4 应力应变监测 应部署在特征位置、转换部位、受力较大部位、受力复杂部位、施工过程中内力变化较大部位。 6 7 数据采集、传输、存储与处理 7.1 数据采集 7.1.1 数据采集方式应根据机组基础及塔架结构的空间尺寸、测点数量和布置以及传感器类型等进行 设计，满足下列要求： 1） 测点相距较远且较分散，宜选用分布式数据采集方式； 2） 测点相距较近且分布较集中，宜选用集中式数据采集方式或分布式与集中式相结合的数据采集 方式。 7.1.2 数据采集设备根据传感器输出信号类型、匹配性、兼容性、精度和分辨率等要求进行选型，并 满足下列要求： 1） 电荷信号应选用电荷放大器进行信号调理和采集； 2） 数字信号可选用基于RS485、 CAN 、 Modbus TCP 或 UDP 等 的 分 布 式 数 据 采 集 设 备 ， 并 确 定 传 输 距 离 ， 传 输 带 宽 和 速 率 ； 3） 模拟信号宜选4mA ~20mA和-5V ~5V等 标 准 工 业 信 号 ， 可 选 用 基 于 PCI、PXI 等 技 术 的 集 中 式 数 据 采 集 设 备 ， 并 确 定 输 入 范 围 分 辨 率 、 精 度 、 传 输 带 宽 和 速 率 ； 也 可 选 择 在 传 感 器 端 进 行 模 数 转 换 ， 按 11.2— 11.6 规 定 确 定 技 术 参 数 ； 4） 数 据 采 集 模 数 转 换 分 辨 率 应 满 足 传 感 器 分 辨 率 和 监 测 要 求 ， 不 宜 低 于 16 位； 5） 光 信 号 数 据 采 集 应 采 用 专 用 的 光 纤 解 调 设 备 ， 应 根 据 波 长 范 围 、 采 样 通 道 与 采 样 频 率 进 行 选 型 ； 6） 电阻应变传感器应选用惠斯登电桥调理放大信号； 7） 电信号应进行光电隔离，以增强抗干扰能力； 8） 静态模拟信号可选用多路模拟开关和采样保持器进行多路信号依次采集； 9） 动态信号应选用抗混滤波器进行滤波和降噪； 10） 数据采集频次宜不小于10Hz。 7.1.3 不同监测数据的数据采集时间同步精度应符合下列规定： 1） 相同类型监测变量的数据采集时间同步误差宜小于0.1ms； 2） 不同类型监测变量的数据采集时间同步误差宜小于1ms。 7.1.4 数据采集宜考虑自校准功能，无自校准功能时应根据监测要求定期校准。 7.1.5 数据采集应采用抗干扰措施，包括串模干扰抑制、共模干扰抑制、接地技术以及屏蔽技术，以 提高信噪比。 7.1.6 数据采集站布置应根据监测要求和信号传输距离要求确定，不应影响数据质量；数据采集站之 间 应 考 虑 数 据 采 集 时 间 同 步 性 要 求 ， 同 步 精 度 应 符 合 7.1.3 的规定。 7.1.7 数据采集软件开发符合下列规定： 1） 应实现数据实时采集、自动存储、缓存管理、即时反馈和自动传输等功能； 2） 应与数据库系统和数据分析软件稳定、可靠地通信，可本地或远程调整设备配置，可通过标签 数据库或本地配置文件进行信息读取； 3） 应对传感器输出信号，数据采集和传输设备的运行状态信号进行实时采集，对系统运行状态进 行监控，异常时可及时报警； 7 4） 应接收并处理数据采集参数的调整指令，并记录和备份处理过程。 7.2 数据传输 7.2.1 数据传输应确保系统各模块之间无缝连接，以成为一个有机协调的整体；应确保监测数据和指 令在各模块之间高效可靠的传输。 7.2.2 当选用有线数据传输方式时，应符合下列规定： 1） 当传输距离相对较短且无强电磁干扰时，可采用模拟信号进行传输； 2） 当传输距离较远或有较强电磁干扰时，宜采用RS-485、工业以太网等数字信号或光纤传输技术 进行传输。 7.2.3 当选用无线传输方式时，信号发射装置和接收装置应远离强电磁干扰源。 7.2.4 风力发电场现场与监控管理中心之间的远距离数据传输宜采用光纤传输技术、无线传输技术及 两者结合的方式。 7.2.5 数据传输软件开发符合下列规定： 1） 应兼顾数据传输的一致性、完整性、可靠性和安全性，应满足系统开放性和可扩展性要求； 2） 应实现对数据进行压缩包处理和解包复原功能，宜以包为单位进行传输； 3） 宜基于TCP/IP协议进行数据交换和传输，应符合IEEE 802.3的规定。 7.3 数据处理 7.3.1 数据处理应实现数据预处理和数据后处理功能，数据预处理宜采用数字滤波、去噪、截取和异 常点处理等方式，数据后处理方式宜根据数据分析要求确定。 7.3.2 数据处理软件开发应实现数据备份、清除和故障恢复等功能。故障恢复功能宜兼具手工操作和 自动控制功能。其他功能应自动调用。 7.3.3 数据处理应实现快速显示、高效存储、生成报告和数据归档等功能。 7.3.4 原 始 监 测 数 据 应 定 期 存 储 、 备 份 存 档 ， 后 处 理 数 据 宜 保 持 不 少 于 3 个月在线存储；经统计分析 的数据应专项存储，每季度或每年数据分析后宜存储某一段或某几段典型数据。 7.3.5 数据处理软件应支持对监测数据或图像在指定时间段进行回放。 7.3.6 数据报告报表应提供月报、季报、年报和特殊事件后的专项报告等，报告报表应导出办公系统 易于调用的通用格式文档。 7.3.7 数据库应模块化架构，可对机组基础及塔架结构信息、监测系统信息和监测数据进行分层、分 类 存 储 和 管 理 ， 宜 包 括 机 组 基 础 及 塔 架 结 构 信 息 子 数 据 库 、 统 计 分 析 数 据 子 数 据 库 、 结 构 安 全 评 估 子 数 据 库 、 施 工 监 控 子 数 据 库 等 。 7.3.8 机组基础及塔架结构信息子数据库应对机组基础及塔架结构设计、竣工图纸以及科研专题研究 等 资 料 进 行 存 储 和 管 理 ， 数 据 库 的 表 格 宜 按 照 机 组 基 础 及 塔 架 结 构 设 计 、 竣 工 图 纸 目 录 及 科 研 报 告 等 分 类 。 7.3.9 监测系统信息子数据库应存储和管理传感器、数据采集和传输设备、数据处理和管理设备及软 件等信息，包括设备安装位置、技术参数、品牌和规格等。 8 7.3.10 实时数据子数据库应存储和管理监测系统监测的所有变量的时程数据。 7.3.11 统计分析数据子数据库应存储和管理数理统计以及各种数据分析方法得到的分析结果。 7.3.12 结 构 安 全 评 估 子 数 据 库 应 存 储 和 管 理 预 警 值 、 安 全 评 估 方 法 和 结 果 以 及 预 警 历 史 记 录 等 ， 且 宜 与 风 电 场 巡 检 以 及 风 电 场 维 护 管 理 系 统 无 缝 衔 接 、 数 据 共 享 。 7.3.13 施工监控子数据库应存储和管理机组基础及塔架结构施工过程和历次维护维修控制过程的施 工监控信息和各阶段施工监控报告。 7.3.14 数据存储和处理可在本地计算机上进行，宜采用云存储和云管理技术。 8 施工 8.1 一般规定 8.1.1 监测设备的安装应符合设计文件要求。 8.1.2 监测设备应采用规范的施工工艺安装，且保证在维护期内始终牢固、可靠。 8.1.3 对于钢结构及混凝土结构的风电塔架宜优先采用结构胶将传感器固定在设计位置，对于新建项 目 也 可 采 用 焊 接 方 式 。 对 于 无 法 采 用 结 构 胶 的 部 位 ， 在 经 过 技 术 论 证 并 获 得 业 主 方 认 可 后 ， 可 采 用 焊 接 等 其 它 方 式 进 行 固 定 ， 具 体 应 符 合 以 下 规 定 ： 1） 采用结构胶安装时，结构胶的重叠剪切强度在-40℃~60℃应不低于31MPa； 2） 安装过程中不得猛烈敲打、强拉或抛扔传感器。 8.1.4 监测设备在安装过程中，不应有对风力发电机组塔架原有构件造成损伤、拆除、重建等严重影 响结构安全的行为，应避开在易引起较大应力集中或疲劳损伤的位置进行切割、钻孔。 8.1.5 设备的外部接线应符合下列规定： 1） 接线排列应整齐、美观、绝缘良好、无损伤、标识清晰； 2） 固定接线的螺栓、螺钉应拧紧，拧紧力矩值应符合要求； 3） 接线的张紧程度应适中，不得使硬件内部受到额外的应力； 4） 接线头宜有防水保护措施。 8.2 施工准备 8.2.1 施工前应组织相关人员对实施场地进行深入勘查，掌握现场情况，做好充分的现场实施准备工 作。 8.2.2 施工前应组织相关技术人员对施工图进行认真审核，发现问题应及时办理设计变更。 8.2.3 施工前应取得相关部门的施工许可文件。 8.2.4 施工前应编制施工组织设计文件，审批通过后方可施工。 8.2.5 对于进场的硬件设备应逐个进行进场检验，包括外观检查和标志检查，外观和标志性检查以目 测为主，并应符合下列规定： 1） 名称、型号、数量与设计文件一致； 9 2） 外观完好无破损，各部分连接牢固； 3） 具有产品的合格证书和出厂检测报告。 8.3 传感器、采集仪的安装 8.3.1 倾角传感器及振动传感器安装时，宜采用刚性连接将其与被测构件牢固连接。 8.3.2 其 他 类 型 传 感 器 的 安 装 方 式 在 满 足 测 量 要 求 的 情 况 下 可 参 考 8.3.1-8.3.2 的要求。 8.3.3 传 感 器 外 置 采 集 仪 时 ， 其 线 缆 铺 设 施 工 要 求 应 符 合 GB 50303-2015 的规定。 8.4 防护设施的安装 8.4.1 防 雷 装 置 的 施 工 应 符 合 IEC TR 61400-24:2002 的规定。 8.4.2 防 水 防 尘 设 施 的 安 装 应 符 合 GB/T 8196 的相关要求。 8.5 供电系统的安装 8.5.1 供 电 时 应 符 合 GB 50205 的 相 关 要 求 ， 线 缆 铺 设 应 符 合 GB50312 的相关要求。 8.6 系统调试 8.6.1 系统调试前依据调试文件和产品技术文件制定调试方案，由专业技术人员负责操作，必要时采 取安全防护措施。 8.6.2 系统调试应分为单项调试和联合调试，并应出具系统调试报告。 8.6.3 系统单项调试应对供电、采集和通讯进行调试。 8.6.4 系统供电调试应满足设计要求。 8.6.5 系统采集和通讯调试应满足下列要求： 1） 各传感器采集和通讯的参数设置应满足设计要求； 2） 动态同步采集时各传感器同步精度应不大于0.1ms。 8.6.6 系统联合调试应满足以下功能： 1） 自动和人工实现数据采集、传输和存储的功能； 2） 数据显示、查询和统计功能； 3） 监测系统报警和预警功能； 4） 设计文件要求的其他功能。 9 监测报警 9.1 预警级别 安全预警应设置为蓝色、黄色和红色三级。 1） 蓝色预警：提醒维护人员应对环境、结构整体或局部响应加强关注，持续跟踪观察； 2） 黄 色 预 警 ： 应 及 时 通 知 维 护 人 员 对 环 境 、 结 构 整 体 或 局 部 响 应 持 续 关 注 ， 查 明 原 因 ， 及 时 维 护 ， 并 长 期 跟 踪 观 察 ； 10 3） 红色预警：应立即通知维护人员对环境、结构整体或局部响应密切关注，必要时停机检修，以 确保风力发电机组安全运营，并应及时进行结构安全评估。 9.2 监测变量预警值 实时预警的各类监测变量预警值设定宜符合下列规定： 1） 当索结构应力大于0.8倍设计值时，进行蓝色预警；大于0.9倍设计值时，进行黄色预警；大于 设计值时进行红色预警； 2） 当倾斜或沉降变形大于0.8倍设计值时，进行蓝色预警；大于0.9倍设计值，进行黄色预警；大 于设计值时，进行红色预警。 10 维护 10.1 一般规定 10.1.1 系统维护应分为系统整体维护、设备维护和监测平台维护。 10.1.2 系统维护应符合本规范的规定外，还应符合有关法律法规及国家、行业现行有关标准的规定。 10.2 系统维护 10.2.1 系统维护应包含日常维护、定期维护、故障维护和专项维护。 10.2.2 系统的日常维护应不少于一月一次，系统的定期维护应不少于一年一次。 10.3 硬件设备维护 10.3.1 硬件设备维护可分为日常维护、定期维护、故障维护。 10.3.2 硬件设备日常维护应包括以下内容： 1） 进行外观检查，并进行清洁、除锈和除积水等工作，发现异常时，及时通知相关人员维护； 2） 检 查 现 场 设 备 供 电 系 统 是 否 正 常 工 作 ， 发 现 供 电 系 统 工 作 异 常 时 ， 及 时 通 知 相 关 人 员 进 行 维 护 ； 3） 检查现场设备防护系统是否出现损坏，发现防护系统异常或失效时，及时通知相关人员进行维 护。 10.3.3 硬件设备定期维护应包括以下内容： 1） 对现场传感器定期保养、除尘、更换易损件； 2） 检查所有的可能导致设备出现问题的敏感部件； 3） 检查硬件设备安装是否出现松动。 10.3.4 硬件设备故障维护应包括以下内容： 1） 现场传感器出现故障时，应及时进行故障的诊断、维修或更换； 2） 关键部件（如网关、传感器等）经调换后应根据设备测试标准对设备重新调试，经检测比对合 格后方可投入运行。 10.4 监测平台维护 10.4.1 日常维护 11 监测平台日常维护应包括以下内容： 1） 观察数据采集、传输、存储、查询、显示是否正常； 2） 无容灾备份机制的平台，应定期对系统数据进行容灾备份； 3） 设有容灾备份机制的平台，应定期检查容灾备份数据； 4） 及时更新最新发布的系统补丁，并向相关用户发布公告； 5） 定期检查网络传输质量，关注丢包率、上下行带宽占用情况； 6） 定期测试系统安全性，检查安全防护软硬件工作状态。 10.4.2 故障维护 监测平台故障维护应包括以下内容： 1） 开展软件的检修工作，对发生故障的原因进行初步判断； 2） 区分故障引起的原因，是由操作系统、软件亦或网络引起； 3） 采取有效措施恢复平台运行，平台运行恢复正常后，应形成故障维护日志并检查数据； 4） 恢复平台的完好性及安全性； 5） 评估故障期间造成的数据可恢复性、数据外泄风险以及对监测工作造成的损失。 11 监测指标及传感器要求 11.1 一般规定 11.1.1 监 测 方 案 中 的 硬 件 设 备 和 软 件 设 备 应 稳 定 可 靠 、 操 作 方 便 、 经 济 耐 用 、 便 于 维 护 更 换 和 拓 展 升 级 。 11.1.2 监测设备包含传感器、采集仪及网关等设备。 11.1.3 硬 件 设 备 和 软 件 的 设 计 年 限 应 符 合 表 11.1.1 的规定。 传 感 器 选 型 应 满 足 量 程 、 测 量 精 度 、 分 辨 率 、 灵 敏 度 、 动 态 频 响 特 性 、 长 期 稳 定 性 、 耐 久 性 、 环 境 适 应 性 和 经 济 性 的 要 求 。 传感器选型应便于系统集成。 传感器安装前进行必要的标定、校准或自校。 表 11.1.1 监测系统软硬件设计年限 项目 设计年限 硬件 设备应满足结构监测持续的时间（可维护、可更换） 软件 应与结构同寿命（可维护、可升级） 11.2 基础不均匀沉降监测 11.2.1 监测方法 基 础 不 均 匀 沉 降 监 测 通 过 水 准 测 量 设 备 进 行 监 测 ， 选 取 其 它 原 理 的 监 测 设 备 时 ， 其 技 术 指 标 不 应 低 于 11.2.2中 的 要 求 。 11.2.2 传感器基本要求 表 11.2.1 基础不均匀沉降监测要求 12 分辨率：0.01mm 工作温度：-40℃~85℃ 工作湿度：5%RH～95%RH 使用寿命：≥5 年 长期性稳定性≯2mm 基础不均匀沉降监测 防护等级：IP67 11.3 塔架倾斜监测 11.3.1 监测方法 塔架倾斜监测通过倾角传感器等方式进行监测，选取其它原理的监测设备时，其技术指标不应低于 11.3.2中的要求。 11.3.2 传感器基本要求 表 11.3.1 倾角监测传感器要求 量程：±15° 精度：0.01° 工作温度：-40℃~85℃ 分辨率：0.005° 使用寿命：≥5 年 长期稳定性≯0.01° 倾角监测传感器 防护等级：IP67 11.4 塔架振动监测 11.4.1 监测方法 塔架振动监测通过振动传感器方式进行监测。 11.4.2 传感器基本要求 表 11.4.1 振动传感器要求 13 量程：±2g 分辨率：0.3μg 工作温度：-20℃~60℃ 工作湿度：0%RH～85%RH 频带宽度：0.1～100Hz 使用寿命：≥5 年 振动传感器 防护等级：IP67 11.5 塔架应变监测 11.5.1 监测方法 塔架应变监测通过应变计等方式进行监测。 11.5.2 传感器基本要求 表 11.5.1 应变传感器要求 量程：3000με 灵敏度：1με 工作温度：-20℃~80℃ 使用寿命：≥5 年 应变传感器 防护等级：IP67 11.6 塔架内索力监测 11.6.1 监测方法 塔架内索力监测通过索力传感器等方式进行监测。 11.6.2 传感器基本要求 表 11.6.1 索力传感器要求 索力传感器 量程：±2g 14 分辨率：0.3μg 工作温度：-20℃~60℃ 工作湿度：0%RH～85%RH 频带宽度：0.1～100Hz 使用寿命：≥5 年 防护等级：IP67