Gamesa_850kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組介紹

1、Gamesa 850kW機(jī)組介紹機(jī)組介紹 目錄目錄 l機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) l機(jī)組整體介紹 l葉片及變槳機(jī)構(gòu) l傳動(dòng)系統(tǒng) l液壓系統(tǒng) l偏航系統(tǒng) l電氣系統(tǒng) l變頻變速系統(tǒng) l機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) l中央監(jiān)控系統(tǒng) l設(shè)備日常維護(hù)和修理 l日常檢查的主要內(nèi)容 l定期維修的主要內(nèi)容 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) l目前國(guó)內(nèi)擁有的Gamesa公司產(chǎn)品為G52/58 850kW的機(jī)組， lG52/58區(qū)別在于G52適合于具有風(fēng)能資源豐 富的地區(qū)（年均風(fēng)速大約在8.5到10m/s），即 IEC標(biāo)準(zhǔn)的I和II級(jí)。 G58擁有更大的葉輪直徑， 適合于具有風(fēng)能資源較豐富的地區(qū)（年均風(fēng)速 在7.5m/s以下），即IEC標(biāo)準(zhǔn)的III

2、和IV級(jí)。 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) lG52/58機(jī)組為典型的“丹麥設(shè)計(jì)”風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組 水平軸 三葉片 上風(fēng)向 主動(dòng)偏航 變槳距功率調(diào)節(jié)變槳距功率調(diào)節(jié) 雙饋式變速恒頻控制雙饋式變速恒頻控制 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) 機(jī)組示意圖 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) l變槳距調(diào)節(jié)是沿槳葉的縱軸旋轉(zhuǎn)葉片，通過(guò)葉 片迎風(fēng)角度的變化來(lái)控制葉輪吸收的能量，保 持在高風(fēng)速情況下輸出功率在限制范圍內(nèi)； l優(yōu)點(diǎn)：機(jī)組起動(dòng)性能好，高風(fēng)速下輸出功率穩(wěn) 定，機(jī)組結(jié)構(gòu)受力小，停機(jī)方便安全； l缺點(diǎn)：增加槳距調(diào)節(jié)系統(tǒng)，增加了故障幾率， 設(shè)備造價(jià)增加，控制程序比較復(fù)雜。 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) 槳距變化示意圖 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組

3、技術(shù)特點(diǎn) l變轉(zhuǎn)速機(jī)組的優(yōu)點(diǎn) 氣動(dòng)效率高，對(duì)風(fēng)能的利用充分 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊應(yīng)力小 功率輸出相對(duì)變化率低 機(jī)組結(jié)構(gòu)重量小 l變轉(zhuǎn)速機(jī)組缺點(diǎn) 功率對(duì)電網(wǎng)波動(dòng)敏感 設(shè)備造價(jià)高 維護(hù)量大，維護(hù)難度高 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) l尖速比葉輪葉尖線速 度/設(shè)計(jì)額定風(fēng)速 l設(shè)計(jì)要求的尖速比，是 指在此尖速比上，所有 的空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)接近 于它們的最佳值，以及 葉輪效率達(dá)到最大值 l目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般 屬于高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組， 取58。 尖速比葉片數(shù)量機(jī)組類型 12420低速 3438中速 5824高速 81512高速 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) 051 01 52 02 5 0 . 0 0 . 1 0 .

4、 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 Cp V（m/s） 風(fēng)能利用系數(shù)隨風(fēng)速變化曲線風(fēng)能利用系數(shù)隨風(fēng)速變化曲線 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速r/min 051 01 52 02 5 1 0 8 16 24 風(fēng)速（風(fēng)速（m/s） 轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化 尖速比尖速比 051 01 52 02 5 1 0 5 10 15 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 491419風(fēng)速 功率 變轉(zhuǎn)速定轉(zhuǎn)速 機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn) l變轉(zhuǎn)速的實(shí)現(xiàn)有雙饋、直驅(qū)、同步機(jī)等多種， l雙饋異步發(fā)電機(jī) l優(yōu)點(diǎn) 使用標(biāo)準(zhǔn)繞線式發(fā)電機(jī) 變流器容量?jī)H為發(fā)電機(jī)

5、額定容量的30-40% l缺點(diǎn) 控制系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)工作量大 轉(zhuǎn)速變化范圍相對(duì)較小 機(jī)組整體介紹機(jī)組整體介紹 名稱技術(shù)參數(shù)單位 額定功率850kW 葉輪直徑52/58m 掃風(fēng)面積2642m 輪轂中心高度44/55/65m 葉輪轉(zhuǎn)速14.5-25.8rpm 允許運(yùn)行的環(huán)境溫度-20T+40 總重量23(機(jī)艙)+11.5（葉輪）=34.5T 機(jī)組整體介紹機(jī)組整體介紹 機(jī)組整體介紹機(jī)組整體介紹 l葉片與變槳機(jī)構(gòu) l傳動(dòng)系統(tǒng) l液壓系統(tǒng) l偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng) l電氣系統(tǒng) l變頻變速系統(tǒng) 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) 長(zhǎng)度28.3米 材質(zhì)玻璃纖維、聚酯、碳纖維、環(huán)氧樹脂 氣動(dòng)剎車系統(tǒng)全長(zhǎng)葉片順槳 葉片軸承4

6、點(diǎn)接觸球軸承 翼型NACA 63.XXX+FFAW3 扭角16.4度 葉片最大弦長(zhǎng)1.9米 葉尖弦長(zhǎng)0.4米 單只葉片重量2.4噸 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) 制作 葉片 矩形 梁 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) 外蒙皮制作外蒙皮制作 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) 合模合模 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) 表面修磨 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) l變槳機(jī)構(gòu)是由液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的一套復(fù)雜的曲柄 連桿機(jī)構(gòu)，將液壓活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為葉片 的圓周運(yùn)動(dòng)， l主要組成部分： 液壓缸：產(chǎn)生動(dòng)力 變槳桿：力矩傳遞 變槳軸承：旋轉(zhuǎn)與不旋轉(zhuǎn)部件之間的連接部件 曲柄連桿機(jī)構(gòu)：力矩方向的轉(zhuǎn)變 導(dǎo)向桿：保證運(yùn)動(dòng)方向 鎖定裝

7、置：鎖定動(dòng)作機(jī)構(gòu) 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) l液壓缸安裝在齒輪 箱后部，雙作用缸 l液壓活塞中空，安 裝有槳葉角度傳感 器部分元件 液壓缸 角度傳感器 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) l變槳桿從齒輪箱一 軸（空心軸）穿過(guò)， 經(jīng)過(guò)主軸伸出，外 部有一保護(hù)性導(dǎo)向 套管，在主軸出口 處有一滑動(dòng)軸承， 變槳桿 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) l由于液壓活塞桿在 工作過(guò)程中不允許 轉(zhuǎn)動(dòng)，因此必須保 證其不隨葉輪轉(zhuǎn)動(dòng) 而轉(zhuǎn)動(dòng)。 變槳軸承 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) 變槳軸承剖面圖 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) 三角形橫梁 鎖定桿 導(dǎo)向桿輪轂 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) 三角形橫梁 連桿 葉根軸承 葉片

8、及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) 輪轂內(nèi)部圖片 葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu) 變槳機(jī)構(gòu)動(dòng)作示意圖變槳機(jī)構(gòu)動(dòng)作示意圖 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng) l傳動(dòng)系統(tǒng)包括： 主軸：由前后軸承、軸承支撐、傳動(dòng)軸組成 收縮盤：兩段式結(jié)構(gòu) 齒輪箱：可選用不同類型的齒輪箱，ISO VG320潤(rùn) 滑油，強(qiáng)制、飛濺混合潤(rùn)滑方式，強(qiáng)制冷卻，傳動(dòng) 比約61.7:1， 聯(lián)軸器：可選用不同類型的聯(lián)軸器， 剎車盤及液壓卡鉗：安裝在齒輪箱高速軸上的剎車 盤，液壓卡鉗3組，由液壓裝置提供動(dòng)力， 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng) l轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)： 葉輪轉(zhuǎn)速傳感器B400:檢測(cè)葉輪轉(zhuǎn)速，安裝在主軸 前端； Azimuth傳感器S404:未使用 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器B401:檢

9、測(cè)齒輪箱高速軸轉(zhuǎn)速， 安裝在盤式制動(dòng)器支座上； VOG傳感器B430:為VOG（Vestas過(guò)速監(jiān)測(cè)模塊） 提供獨(dú)立的轉(zhuǎn)速信號(hào)； 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng) l收縮盤：主軸與齒輪箱連接采用了兩段式收縮 盤 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng) l安裝與拆卸收縮盤的注意事項(xiàng)： 安裝時(shí)以正確序列分幾輪依次 地鎖緊所有的螺栓，不要依對(duì) 角線序列緊固螺栓！ 拆卸時(shí)過(guò)程類似于安裝，但是 順序相反。一致且按順序地松 開螺栓。最初每個(gè)螺栓僅松開 四分之一圈。不要完全卸下螺 栓！ 千斤頂螺母 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng) l主潤(rùn)滑過(guò)濾系統(tǒng)：機(jī)械軸輸 出，溫度控制冷卻回路； l輔助冷卻系統(tǒng)：電動(dòng)泵，輔 助冷卻； l輔助過(guò)濾系統(tǒng)：齒輪油過(guò)濾； l冷卻器及

10、風(fēng)扇：雙風(fēng)扇分級(jí) 冷卻 l油加熱器：低溫加熱 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng) 名稱啟動(dòng)溫度停止溫度備注 機(jī)械泵2無(wú)無(wú) 恒溫閥4560逐漸開啟 風(fēng)扇A5550 風(fēng)扇B6155 輔助冷卻泵195955 輔助過(guò)濾泵224035 加熱器58 齒輪油冷卻系統(tǒng)各部件動(dòng)作值 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng) l 剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) l液壓系統(tǒng)的功能： 驅(qū)動(dòng)變槳系統(tǒng)，改變?nèi)~片迎風(fēng)角度； 驅(qū)動(dòng)齒輪箱高速軸上的盤式剎車 l主要參數(shù)： 泵功率：4kW，690V，4極 壓力范圍：180200Bar 油箱容積：80L 工作油量：70L 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) l液壓系統(tǒng)圖示意 紅色表示管路中有高的壓力 橙色表示管路中有較低的壓力 藍(lán)色表示管

11、路中沒(méi)有壓力（與油箱壓力相同） 紅色虛線表示有壓力的控制管路 藍(lán)色虛線表示回流到油箱的控制管路 藍(lán)色線圈表示導(dǎo)通的電磁閥線圈，并標(biāo)識(shí)電磁閥 實(shí)際位置 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) 變槳趨向87狀態(tài) 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) 變槳趨向5狀態(tài) 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) 緊急狀態(tài) 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) 停機(jī)狀態(tài) 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) l比例閥是該液壓系統(tǒng)中的核心部件，通過(guò)比例 閥實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)壓力、流量、方向的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)， 實(shí)現(xiàn)了槳距的平穩(wěn)調(diào)節(jié)； l比例控制是在開關(guān)控制技術(shù)和伺服控制技術(shù)間 的過(guò)渡技術(shù)，它具有控制原理簡(jiǎn)單、控制精度 高、抗污染能力強(qiáng)、價(jià)格適中等特點(diǎn)。它是在 普通液壓閥基礎(chǔ)上，用比例電磁鐵取代閥的調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)及普通電磁鐵構(gòu)成的。

12、 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) l比例閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng) l偏航系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)特有的一隨動(dòng)伺服系統(tǒng)， 當(dāng)風(fēng)力機(jī)機(jī)艙與主風(fēng)向之間發(fā)生偏差時(shí)，控制 器將控制偏航驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙,對(duì)準(zhǔn)主風(fēng)向。 主要有兩大功能: 使機(jī)艙主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)主風(fēng)向 由于主動(dòng)對(duì)風(fēng),機(jī)艙電纜發(fā)生纏繞時(shí),自動(dòng)解纜 偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng) l在滿足風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)無(wú)故障，風(fēng)速持續(xù)10分鐘達(dá) 到偏航風(fēng) 速，電網(wǎng)電壓和頻率持續(xù)10分鐘無(wú) 異常情況下，可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)對(duì)風(fēng)。 l首先采樣30s的風(fēng)向，通過(guò)30s內(nèi)風(fēng)向在某一 方位的頻率來(lái)判斷風(fēng)力機(jī)是否已對(duì)風(fēng)，或是需 要順時(shí)針偏航或逆時(shí)針偏航。 偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng)

13、l當(dāng)控制器收到順/逆時(shí)針偏航位置開關(guān)信號(hào)時(shí)， 執(zhí)行自動(dòng)解纜； l解纜過(guò)程中，根據(jù)位置信號(hào)確定逆/順時(shí)針解 纜方向，當(dāng)收到中間位置開關(guān)信號(hào)時(shí)偏航制動(dòng)， 自動(dòng)清除故障信息，返回自動(dòng)偏航過(guò)程。 偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng) 偏航減速器 小齒輪 外齒圈 小齒輪 偏航減速器 偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng) 機(jī)艙 卡鉗 螺栓 底部滑塊 偏航段 頂部滑塊 外齒圈 碟簧 徑向滑塊 偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng) 偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對(duì)風(fēng)）系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l電氣系統(tǒng)主要由傳感器、控制器和電氣執(zhí)行回 路三部分組成； l傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)對(duì)象狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，如風(fēng)速、 風(fēng)向、溫度、轉(zhuǎn)速、角度、振動(dòng)及部分開

14、關(guān)位 置信號(hào)等； l控制器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)計(jì)算，并輸出； l電氣執(zhí)行負(fù)責(zé)將計(jì)算結(jié)果執(zhí)行與傳遞； 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l傳感器種類主要為： 風(fēng)速、風(fēng)向傳感器 溫度傳感器 油位傳感器 振動(dòng)傳感器 轉(zhuǎn)速傳感器 扭纜傳感器 位移傳感器（槳葉角度） 壓力傳感器 光電編碼器 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l風(fēng)速、風(fēng)向傳感器 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) lIcefree III風(fēng)速儀： 旋轉(zhuǎn)一四極磁鐵，在一 低阻抗線圈中產(chǎn)生一與 風(fēng)速成比例的交流正弦 輸出； 對(duì)應(yīng)關(guān)系： m/s=(Hz0.572)+1 輸出輸出 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l風(fēng)向儀原理： 半環(huán)隨著風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)動(dòng) 而擺動(dòng); 根據(jù)兩個(gè)成90布置的 光電管通斷的不同百分 比，可以判斷機(jī)艙與

15、實(shí) 際風(fēng)向的偏差。 實(shí)際給出的時(shí)偏差值而 不是風(fēng)的方向，同時(shí)由 于風(fēng)的不穩(wěn)定性，有一 較長(zhǎng)的延時(shí)； 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l扭纜傳感器 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l位移傳感器（槳葉角度）為一磁致收縮位置傳感器， 變槳角度的位置傳感器是一長(zhǎng)度的線性測(cè)量。測(cè)量長(zhǎng) 度通過(guò)在保護(hù)管內(nèi)部波導(dǎo)管內(nèi)傳輸?shù)囊浑娏髅}沖完成； l波導(dǎo)管是一種波導(dǎo)物質(zhì)邊界裝置，形狀是一根固體電 介質(zhì)桿或充滿電介質(zhì)的管狀導(dǎo)體，可導(dǎo)引高頻電磁波 l磁致伸縮指一些金屬（如鐵或鎳），在磁場(chǎng)作用下具 有伸縮能力， 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l磁致伸縮的原理是利用兩個(gè)不同的磁場(chǎng)相交時(shí)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖 信號(hào)，然后計(jì)算這個(gè)信號(hào)被探測(cè)的時(shí)間周期，從而

16、換算出準(zhǔn)確的 位置。這兩個(gè)磁場(chǎng)一個(gè)來(lái)自活動(dòng)磁鐵，另一個(gè)來(lái)自傳感器頭的電 子部件產(chǎn)生的電流脈沖。這個(gè)詢問(wèn)信號(hào)脈沖沿著傳感器內(nèi)以磁致 伸縮材料制成的波導(dǎo)管，以聲音的速度運(yùn)行。當(dāng)兩個(gè)磁場(chǎng)相交時(shí)， 波導(dǎo)管產(chǎn)生磁致伸縮現(xiàn)象，產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖（也稱“波導(dǎo)扭 曲”，或簡(jiǎn)稱“返回”脈沖）。這個(gè)返回信號(hào)脈沖很快被電子頭 的感測(cè)電路探測(cè)到。從產(chǎn)生詢問(wèn)信號(hào)的一刻到返回信號(hào)被探測(cè)到 所需的時(shí)間周期乘以固定的聲音速度，便能準(zhǔn)確的計(jì)算出磁鐵的 位置變動(dòng)。這個(gè)過(guò)程是連續(xù)不斷的，所以每當(dāng)活動(dòng)磁鐵被帶動(dòng)時(shí)， 新的位置就會(huì)被很快的感測(cè)出來(lái)。 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l編碼器： 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l增量型編碼器 (旋轉(zhuǎn)型)工作原理: l

17、由一個(gè)中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻 線，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào) 組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相 對(duì)于一個(gè)周波為360度），將C、D信號(hào)反向，疊加在 A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相 脈沖以代表零位參考位。 l由于A、B兩相相差90度，可通過(guò)比較A相在前還是B 相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過(guò)零位脈沖， 可獲得編碼器的零位參考位。 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l控制系統(tǒng)組成部分： 底部CCU（AK9330） 頂部的PLC模塊 顯示屏 通訊模塊 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l地面控制器（CCU或者 AK9330）功能 將設(shè)備連接到電網(wǎng)； 調(diào)

18、節(jié)轉(zhuǎn)子母線電壓； 測(cè)試初始電機(jī)相角； 使發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間保持同步； 控制發(fā)電機(jī)的定子功率； 計(jì)算和記錄電網(wǎng)的電流、電壓、 頻率和電機(jī)輸出功率； 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) 偏航系統(tǒng)的控制運(yùn)行狀態(tài)控制 液壓組件控制統(tǒng)計(jì)峰值 記錄和計(jì)算溫度計(jì)數(shù)器 記錄和計(jì)算風(fēng)速日志記錄 控制冷卻風(fēng)扇與電網(wǎng)連接/斷開連接 發(fā)電機(jī)過(guò)速保護(hù)初始電極測(cè)試 系統(tǒng)通信管理發(fā)電機(jī)運(yùn)行于星形或者三角形連接 變槳控制整流器/倒換器連接/斷開連接 控制參數(shù)計(jì)算控制參數(shù)的修改接口 lPLC模塊功能 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) BH2001BH2102BH2502BH2501BH2311BH2331BH2351BH2412 24V電源 處理器 光纖通信模塊

19、 通信模塊 數(shù)字量輸入模塊 數(shù)字量輸出模塊 模擬輸入模塊 計(jì)數(shù)器卡 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) l發(fā)電機(jī)出線為Y/接可變化 方式； l在低功率狀況下發(fā)電機(jī)Y接， 速度變化范圍大，且減少了 損耗，但輸出功率受限； l高功率時(shí)發(fā)電機(jī)接，轉(zhuǎn)速 變化范圍?。ㄔ试S的最低轉(zhuǎn) 速高），輸出功率可達(dá)到額 定功率； l在Y/接切換過(guò)程中，風(fēng)力 機(jī)功率需要跳變?yōu)榱?，但轉(zhuǎn) 速變化為連續(xù)變化。 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng) Y形直接同步900rpm 形直接同步 1400rpm Y形到形的同步切換 1600rpm 形到Y(jié)形的同步切換 1200rpm 額定功率1600rpm lY/ 接之間切換主要受發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)

20、速控制，為避免 突然跳變，用+28rpm/s的加速和-15rpm/s的減速進(jìn) 行了平滑過(guò)渡； 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) lGamesa G52/58機(jī)組的變速控制采用了雙饋 調(diào)速技術(shù)，由于定子與轉(zhuǎn)子兩側(cè)都有能量的饋 送, 所以稱為雙饋調(diào)速，是目前風(fēng)力發(fā)電中常 用的調(diào)速技術(shù)之一； 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) l雙饋調(diào)速技術(shù)采用普通異步繞線式電機(jī)，在電 機(jī)的定、轉(zhuǎn)子三相繞組分別接入兩個(gè)獨(dú)立的三 相對(duì)稱電源，定子繞組接入工頻電源，轉(zhuǎn)子繞 組接入頻率、幅值、相位都可以按照要求進(jìn)行 調(diào)節(jié)的交流電源，即采用交直交或交交 變頻器給轉(zhuǎn)子繞組供電的結(jié)構(gòu)。 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) l實(shí)際結(jié)構(gòu)多采用交 直交變頻器供

21、電的 結(jié)構(gòu)， l交交 式變頻器輸 出 電 流 諧 波 成 分 較 高 而 且 輸 出 頻 率 受 到 限 制； 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) l當(dāng)在轉(zhuǎn)子繞組中串入頻率與其感應(yīng)電勢(shì)的頻率 相同、相位與幅值可調(diào)電壓后,通過(guò)改變串入 電壓與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)相角關(guān)系及其幅值大小,即 可將異步發(fā)電機(jī)調(diào)整為超同步發(fā)電機(jī)、亞同步 發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)三種狀態(tài)。其中,適當(dāng)調(diào) 整轉(zhuǎn)子外加電壓與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系時(shí)可 提高電機(jī)的功率因數(shù)、改善電網(wǎng)特性。 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) l在忽略電機(jī)部分損耗時(shí),異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中功率關(guān)系如 下: Pem = m1U1I1cos1 Pmec = (1 - S) Pem Ps = S P

22、em Pem = Pmec + Ps 式中Pem 電磁功率; Pmec 機(jī)械功率; Ps 轉(zhuǎn)差功率。 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) l根據(jù)以上關(guān)系式,分析雙 饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率傳 遞關(guān)系如下: l(1) 亞同步發(fā)電區(qū)(1 S 0) :此時(shí)的電磁功率 Pem 0 ,由電機(jī)定子繞 組饋入電網(wǎng),轉(zhuǎn)差功率Ps 0 ,由電網(wǎng)通過(guò)變頻器 提供給轉(zhuǎn)子繞組,電機(jī)實(shí) 際發(fā)電功率為(1 - S) Pem 。 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) l(2) 超同步發(fā)電區(qū)( S 0) :此 時(shí)的電磁功率Pem 0 ,由轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)變頻 器將其饋入電網(wǎng),電機(jī)實(shí)際發(fā) 電功率為(1 + | S| ) Pem ,如 圖4。 l(3) 同步運(yùn)行

23、區(qū):此時(shí), S = 0 , Pem = Pmec ,機(jī)械能全部轉(zhuǎn) 化為電能并通過(guò)定子繞組饋 入電網(wǎng),轉(zhuǎn)子繞組僅提供電機(jī) 勵(lì)磁。 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) l變頻器容量的選擇：根據(jù)實(shí)際風(fēng)速的要求和風(fēng) 力機(jī)效率的要求，G52/58機(jī)組的電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè) 定為0.61.07 倍額定轉(zhuǎn)速（9001600）， 即電機(jī)轉(zhuǎn)差功率在407% Pem之間。 轉(zhuǎn)差功率大小決定了變頻器容量的大小，變頻 器容量為780056，實(shí)際值為63kVA， 設(shè)計(jì)裕度偏小，同型機(jī)組選擇了75kVA，但仍 遠(yuǎn)小于額定功率。 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) l變頻器內(nèi)部主要元件 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) lCrowbar的結(jié)構(gòu)：見圖示 lCro

24、wbar的作用：當(dāng)直流電壓 過(guò)高、轉(zhuǎn)子電流過(guò)大、轉(zhuǎn)子電 壓過(guò)高時(shí)，起到過(guò)壓、過(guò)流保 護(hù)措施，從而保護(hù)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻 器和轉(zhuǎn)子繞組； A C B 變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng) lCrowbar的工作原理： 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，電網(wǎng)電壓跌落，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子側(cè) 過(guò)流，同時(shí)由于轉(zhuǎn)子電流的上升使直流側(cè)電壓 升高，為保護(hù)變流器，當(dāng)直流側(cè)電壓達(dá)到允許 最大值時(shí)，可控硅導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子側(cè)短路；同時(shí) 轉(zhuǎn)子回路與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器斷開，與Crowbar回 路連接，保持短路狀態(tài)，直到定子回路與電網(wǎng) 斷開為止。 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) lG52/G58風(fēng)力發(fā)電機(jī)有三種運(yùn)行模式： 正常運(yùn)行模式 維修運(yùn)行模式 測(cè)試菜單模式 l在正常運(yùn)行模式和維

25、修運(yùn)行模式下，有5種運(yùn)行狀態(tài)： 緊急 停止 暫停 運(yùn)行 并網(wǎng)運(yùn)行 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) l運(yùn)行狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換: 要從低的運(yùn)行狀態(tài)上升到 更高的運(yùn)行狀態(tài)，必須通 過(guò)所有中間狀態(tài)一級(jí)一級(jí) 改變，而降低運(yùn)行狀態(tài)時(shí)， 可以從一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)直接 跳到任何較低的狀態(tài)， 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) 緊急緊急停止停止暫停暫停運(yùn)行運(yùn)行并網(wǎng)運(yùn)行并網(wǎng)運(yùn)行 VOG有效有效有效有效有效 剎車系統(tǒng)有效無(wú)效無(wú)效無(wú)效無(wú)效 齒輪箱加熱無(wú)效有效有效有效有效 液壓?jiǎn)卧獰o(wú)效有效有效有效有效 油冷卻風(fēng)扇和泵無(wú)效有效有效有效有效 偏航系統(tǒng)無(wú)效無(wú)效有效有效有效 變槳系統(tǒng)無(wú)效無(wú)效有效有效有效 速度調(diào)節(jié)無(wú)效無(wú)效無(wú)效有效有效 功率調(diào)節(jié)無(wú)效無(wú)效無(wú)

26、效無(wú)效有效 中央監(jiān)控系統(tǒng)中央監(jiān)控系統(tǒng) PC 公眾電話交換網(wǎng)公眾電話交換網(wǎng) Modem Modem 遠(yuǎn)控遠(yuǎn)控 PC 業(yè)主業(yè)主 串口串口 #1 RS-232, V.90 串口串口 #1 RS-232, V.90 串口串口 #2 RS-232, V.24 AK9072 AK9073 WTGs PLC (機(jī)艙內(nèi)機(jī)艙內(nèi)) 塑膠光纖塑膠光纖 石英光纖石英光纖 62,5/125微米微米 AK9073 PLC AK9073 PLC 風(fēng)場(chǎng)風(fēng)場(chǎng) . PC 和和 WTGs之間的連接之間的連接 62,5/125 石英光纖石英光纖: 1 對(duì)對(duì), ST 插頭插頭 接口裝置接口裝置 AK9072 電電 / 光轉(zhuǎn)換器光轉(zhuǎn)換器

27、 AK9073 光光/ 電電 / 光光 信號(hào)交換信號(hào)交換 中央監(jiān)控系統(tǒng)中央監(jiān)控系統(tǒng) AK9072AK9073 DB9 插座插座 (RS-232) 從從 PC發(fā)出的數(shù)據(jù)請(qǐng)求發(fā)出的數(shù)據(jù)請(qǐng)求從從WTGs返回的回答返回的回答 RX 接受接受 TX 發(fā)送發(fā)送 TXRX ST 連接器連接器 TXRX 光纖光纖 #1 光纖光纖 #2 Fiber #1 Fiber #2 Fiber #2 Fiber #1 TXRX 上一臺(tái)風(fēng)力機(jī)來(lái)光纖上一臺(tái)風(fēng)力機(jī)來(lái)光纖去下一臺(tái)風(fēng)力機(jī)光纖去下一臺(tái)風(fēng)力機(jī)光纖 TXRX 塑膠光纖塑膠光纖 PLC (機(jī)組頂部機(jī)組頂部) 設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理 l設(shè)備的日常維護(hù)和檢修是保

28、證設(shè)備的性能指標(biāo) 和可靠性，提高設(shè)備使用壽命，維持生產(chǎn)，提 高設(shè)備使用效能的重要途徑； l作為風(fēng)電設(shè)備，自動(dòng)化程度高、設(shè)備系統(tǒng)種類 多，設(shè)備工作環(huán)境惡劣，要達(dá)到一個(gè)高的可靠 性要求，設(shè)備設(shè)計(jì)制造水平固然重要，日常維 護(hù)和檢修的水平是至關(guān)重要的因素； l有數(shù)據(jù)顯示，相同地區(qū)的同類型機(jī)組，可利用 率分別為88和96，相差到8； 設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理 l日常維護(hù)是對(duì)設(shè)備進(jìn)行清掃、檢查、清洗、潤(rùn) 滑、緊固、調(diào)整和測(cè)試等一系列工作的總稱， 又稱日常保養(yǎng)； l修理是指設(shè)備出現(xiàn)故障或技術(shù)狀況劣化到某一 臨界狀態(tài)時(shí)，為恢復(fù)其規(guī)定的技術(shù)性能和完好 的工作狀態(tài)而進(jìn)行的一切技術(shù)活動(dòng)； l由于修理往往

29、以設(shè)備檢查結(jié)果為依據(jù)，在工作 中又與檢查相結(jié)合，所以又稱檢修； 設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理 l維護(hù)和修理的方式 維 修 預(yù)防維修 定期維修 事后維修 狀態(tài)監(jiān)測(cè)維修 計(jì)劃維修 定時(shí)維修 應(yīng)急維修 日常維修 一般事后維修 設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理 l風(fēng)電設(shè)備的日常維護(hù)一般執(zhí)行計(jì)劃?rùn)z修，主要 由定期的維修（“定檢”）和日常維護(hù)相結(jié)合 的模式； l修理則由于設(shè)備單機(jī)容量小等因素，故障多屬 于偶然性且規(guī)律不清楚，多采用的是一般事后 維修（又稱“故障維修”）的方式； 設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理 l狀態(tài)檢修：基于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上的維修簡(jiǎn) 稱狀態(tài)檢修，即根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況來(lái)確

30、定維 修的時(shí)機(jī)和內(nèi)容； l通常設(shè)備狀況由監(jiān)測(cè)和診斷裝置預(yù)報(bào)，按照監(jiān) 測(cè)得到的狀況來(lái)實(shí)施維修，該種方式是一種最 有效的維修方式，有效的避免了維護(hù)不足和過(guò) 度維修現(xiàn)象的發(fā)生； l風(fēng)電設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修的關(guān)鍵是如何對(duì)設(shè)備狀 況實(shí)施有效的監(jiān)測(cè)和診斷； 設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理 l設(shè)備日常維護(hù)內(nèi)容： 檢查：對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況、運(yùn)行參數(shù)、潤(rùn)滑、振動(dòng)、聲音、 溫度等進(jìn)行檢查，以個(gè)人感官或簡(jiǎn)單儀表進(jìn)行檢查，可通過(guò) 查閱設(shè)備運(yùn)行參數(shù)記錄對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行詳細(xì)了解； 潤(rùn)滑：檢查設(shè)備的潤(rùn)滑狀況，潤(rùn)滑油脂的溫度、壓力、潤(rùn)滑 油的顏色變化、液面高低、油路是否正常、有無(wú)滲漏，對(duì)潤(rùn) 滑油（尤其是齒輪油）定期化驗(yàn)，添加補(bǔ)

31、充潤(rùn)滑油脂； 清潔：對(duì)設(shè)備及周邊環(huán)境進(jìn)行清掃，使設(shè)備保持原有面目和 光澤； 緊固：對(duì)設(shè)備的緊固螺栓進(jìn)行力矩抽檢，重要部分螺栓進(jìn)行 100的檢查； 設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理 l在設(shè)備維護(hù)過(guò)程中注意的幾點(diǎn)： 定時(shí)定量：根據(jù)設(shè)備的實(shí)際狀況和結(jié)構(gòu)，妥善安排檢查時(shí)間 和檢查的內(nèi)容； 定標(biāo)準(zhǔn)：確定統(tǒng)一的工作標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)備維護(hù)的質(zhì)量能夠統(tǒng)一； 定記錄：風(fēng)電設(shè)備數(shù)量多，工作人員相對(duì)不固定，因此設(shè)備 記錄的重要性尤其重要； 設(shè)備清掃：設(shè)備的清掃在保證設(shè)備良好狀況前提下，也同時(shí) 是對(duì)設(shè)備的一次詳細(xì)檢查，有助于發(fā)現(xiàn)一些不易察覺(jué)的隱患 和泄漏情況； 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l基礎(chǔ)與接地部分 基

32、礎(chǔ)外露部分混凝土是否風(fēng)化腐蝕， 接地扁鐵的防腐是否良好，搭接焊縫是否正常， 與基礎(chǔ)環(huán)相接部分混凝土有無(wú)裂紋， 大風(fēng)后檢查基礎(chǔ)周邊土層有無(wú)不正常的裂縫出現(xiàn)， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l塔架部分 檢查電纜支架和電纜表面有無(wú)磨損和薄弱環(huán)節(jié)， 檢查梯子、平臺(tái)、門、燈的安裝支架， 仔細(xì)檢查塔門、中門和塔壁焊接情況，如果發(fā)現(xiàn)有裂紋、腐 蝕和銹跡說(shuō)明開始發(fā)生斷裂。必須在“檢查報(bào)告”中記錄， 以便迅速控制焊接質(zhì)量， 檢查并測(cè)試安全裝置， 檢查塔架內(nèi)外的防腐層，如有必要進(jìn)行修復(fù)或記錄以便以后 處理， 檢查并清潔梯子表面的污物， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l控制柜部分 檢查觸摸屏狀態(tài)，清

33、潔表面痕跡， 檢查風(fēng)力機(jī)狀態(tài)， 檢查電網(wǎng)參數(shù)， 檢查各輸入、輸出信號(hào)， 檢查各接線端子有無(wú)松動(dòng)， 檢查加熱器和風(fēng)扇工作情況 檢查動(dòng)力電纜和銅排有無(wú)發(fā)熱痕跡 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l機(jī)艙電氣部分 測(cè)試緊急按鈕工作是否正常， 檢查各輸入、輸出信號(hào)， 檢查各接線端子有無(wú)松動(dòng)， 檢查加熱器和風(fēng)扇工作情況， 檢查動(dòng)力電纜和銅排有無(wú)發(fā)熱痕跡， 檢查光纖接頭連接狀況， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l主軸部分 主軸軸承潤(rùn)滑脂無(wú)較多泄漏，油脂也顏色正常 與輪轂連接螺栓正常， 旋轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)異常聲音， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l齒輪箱部分 齒輪箱油位在合適位置， 齒輪箱及油循環(huán)系

34、統(tǒng)無(wú)泄漏，油管無(wú)老化、裂紋， 檢查、清潔齒輪箱油冷卻風(fēng)扇及其電機(jī)， 齒輪箱油泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常 ， 濾清器指示器正常， 檢查齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有無(wú)異常聲音 ，箱體有無(wú)擺動(dòng)， 必要時(shí)檢查齒面，提取齒輪油樣， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l剎車部分 剎車盤無(wú)劃痕、裂紋、色變、磨損等缺陷， 剎車盤無(wú)軸向位移，厚度不小于20mm，曲度最大 不得超過(guò)0.2mm。 剎車片無(wú)裂紋、信號(hào)線脫落等缺陷，剎車片最小厚 度不小于3mm， 剎車片與剎車盤兩側(cè)的間隙之和小于0.8mm， 剎車蹄應(yīng)無(wú)晃動(dòng)、裂紋等缺陷， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l聯(lián)軸器部分 外觀檢查 ， 軸承無(wú)位移 潤(rùn)滑油脂無(wú)泄漏 低速旋轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)噪音

35、， 檢查時(shí)必須注意不能戴手套，并防止衣物絞入， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l發(fā)電機(jī)部分 發(fā)電機(jī)電纜無(wú)磨損 接線端子無(wú)發(fā)熱痕跡， 后部濾網(wǎng)清潔， 碳刷高度合理，必要時(shí)更換， 后部編碼器聯(lián)軸器無(wú)磨損、晃動(dòng)， 接地良好， 風(fēng)扇噪音正常， 前后軸承無(wú)異常聲音，潤(rùn)滑良好， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l偏航部分 偏航減速器無(wú)滲漏油、偏航時(shí)聲音正常， 各滑塊狀態(tài)正常，無(wú)竄動(dòng)， 各潤(rùn)滑表面潤(rùn)滑良好，必要時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑， 各滑動(dòng)面無(wú)劃痕、磨損， 大齒圈和小齒輪嚙合良好，無(wú)點(diǎn)蝕出現(xiàn)， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l液壓部分 液壓管路無(wú)泄漏， 液壓油位正常， 閥體、集成塊表面清潔油跡， 液壓泵無(wú)頻繁啟動(dòng)，工作聲音正常， 各閥體上的電纜無(wú)腐蝕現(xiàn)象， 液壓?jiǎn)卧潭己?，無(wú)較大的晃動(dòng)， 建議條件允許時(shí)在檢查過(guò)程將系統(tǒng)壓力降低至0， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容 l葉輪部分 目視檢查葉片表面、邊緣應(yīng)無(wú)裂紋和破損，如有及時(shí)修補(bǔ)， 葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)大的哨音， 導(dǎo)風(fēng)罩上應(yīng)無(wú)裂紋，支架固定牢靠， 葉根軸承潤(rùn)滑油脂無(wú)大的泄漏，及時(shí)清理多余油脂，油脂顏 色正常， 葉片與輪轂連接螺栓定期抽查，尤其輪轂內(nèi)部螺栓， 變槳機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑情況檢查， 各滑動(dòng)表面無(wú)明顯劃痕， 進(jìn)入輪轂檢查必須機(jī)械鎖定變槳機(jī)構(gòu)， 定期維修的主要內(nèi)容定期維修的主要內(nèi)容 l定期維修實(shí)際是對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)保養(yǎng)，