東汽MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組FDCASM(修復(fù)的)

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品說明書 FD108C-000101ASM 目 錄序號章-節(jié)名 稱頁數(shù)備注1前言121機(jī)組技術(shù)特點232機(jī)組技術(shù)參數(shù)342.1總體數(shù)據(jù)353機(jī)組結(jié)構(gòu)和零部件說明563.1機(jī)組結(jié)構(gòu)組成綜述573.2風(fēng)輪583.2.1設(shè)計特點693.2.2輪轂特點6103.2.3葉片特點6113.3傳動系統(tǒng)7123.3.1結(jié)構(gòu)描述7133.3.2傳動系統(tǒng)特點7143.4機(jī)架和機(jī)艙罩8153.5偏航系統(tǒng)9163.5.1偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述9173.5.2偏航系統(tǒng)特點10183.6變槳系統(tǒng)11193.6.1變槳系統(tǒng)描述11203.6.2變槳系統(tǒng)特點12213.7塔架12223.8運行及安全系統(tǒng)13233.9

2、安全防護(hù)裝置13244電氣系統(tǒng)14254.1發(fā)電機(jī)變頻器系統(tǒng)14264.2在低壓條件下的技術(shù)數(shù)據(jù)16274.3變頻器的技術(shù)數(shù)據(jù)16284.4發(fā)電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)17294.5雷電保護(hù)區(qū)域17304.5.1安全等級要求IEC 6102418314.5.2探測潛在的雷擊點（滾球法）18324.5.3EMC導(dǎo)向的雷電保護(hù)區(qū)域概念18334.6接地系統(tǒng)22344.6.1基礎(chǔ)和環(huán)形接地電極22354.6.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及中壓變壓器接地系統(tǒng)23364.6.3機(jī)艙內(nèi)接地23374.6.4接地電阻要求23385控制系統(tǒng)23395.1主控系統(tǒng)24405.2安全鏈25415.3變槳控制25425.4轉(zhuǎn)速傳感器2543

3、5.5偏航計數(shù)傳感器26445.6風(fēng)速26455.7風(fēng)向26465.8振動傳感器26475.9溫度傳感器26485.10剎車磨損傳感器27495.11緊急停機(jī)27505.12快速停機(jī)27515.13正常停機(jī)27526遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)27536.1實時監(jiān)視功能28546.2歷史數(shù)據(jù)查詢28556.3風(fēng)機(jī)控制29566.4日志和快照記錄29576.5分析統(tǒng)計報表29586.6第三方數(shù)據(jù)接口29596.7系統(tǒng)對時30606.8功率管理模塊（可選）30616.9雙機(jī)熱備等故障保護(hù)功能（可選）30626.10特殊功能定制30637主控系統(tǒng)30647.1主控制系統(tǒng)組成31657.2使用環(huán)境31667.3主控制

4、系統(tǒng)的主要功能31677.4啟動與停機(jī)控制32687.5并/脫網(wǎng)控制32697.6偏航和解纜控制32707.7變槳控制32717.8變頻器控制33727.9中央監(jiān)控通訊33737.10故障報警34747.11箱變信號監(jiān)控34757.12低電壓穿越34767.13接收網(wǎng)調(diào)指令34777.14其他34788狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(可選)35798.1振動傳感器36808.2CMS數(shù)據(jù)采集站36818.3CMS現(xiàn)場服務(wù)器36風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品說明書 FD108C-000101ASM前言東汽2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是東方汽輪機(jī)有限公司自主研發(fā)，具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的新機(jī)型。該機(jī)型采用模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)，價

5、格低廉。該機(jī)型承襲了東汽現(xiàn)有機(jī)型的控制策略、電氣系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、塔架、機(jī)架等成熟結(jié)構(gòu)和技術(shù)，并采用了更大的風(fēng)輪直徑，產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)適用，能滿足風(fēng)力資源欠豐富地區(qū)低風(fēng)速風(fēng)電場的開發(fā)需求。共36頁 第37頁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品說明書 FD108C-000101ASM1 機(jī)組技術(shù)特點2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要技術(shù)特點如下：a) 2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用水平軸、三葉片、變槳距調(diào)節(jié)、主軸兩點支撐結(jié)構(gòu)、雙饋異步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。b) 承襲了東汽現(xiàn)有機(jī)型的所有優(yōu)點，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使機(jī)組性能有了進(jìn)一步的提高。c) 采用電氣驅(qū)動變槳結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)單葉片獨立變槳。制動系統(tǒng)采用葉片順槳實現(xiàn)空氣制動，降低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，同

6、時配備轉(zhuǎn)子制動器做輔助剎車，安全性高。d) 傳動鏈采用兩點支撐結(jié)構(gòu)，齒輪箱與主機(jī)架之間采用性能優(yōu)越的液壓彈性支承連接，能有效降低傳動鏈的各種沖擊載荷，提高了系統(tǒng)的減震性能，延長齒輪箱的使用壽命。e) 變速恒頻系統(tǒng)。欠功率狀態(tài)下（風(fēng)機(jī)低于額定風(fēng)速運行狀態(tài)）為轉(zhuǎn)速控制，調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率，使其盡量運行在最佳葉尖速比上，以輸出最大功率；額定功率狀態(tài)下（風(fēng)機(jī)高于額定風(fēng)速運行狀態(tài)）為功率控制，通過葉片的變槳矩控制，實現(xiàn)功率的恒定輸出。f) 塔底與機(jī)艙之間采用光纖通信，提高了可靠性，便于實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。電氣系統(tǒng)分別由不同的電源供電，抗干擾能力強(qiáng)。g) 機(jī)艙采用了人性化的設(shè)計方案，工作空間較大，方便運行人員

7、檢查維修，同時還設(shè)計了電動小吊車，方便工具及備件從地面和機(jī)艙的起吊。h) 變頻器采用轉(zhuǎn)子電路部分功率變頻技術(shù)，采用六極帶滑環(huán)的雙饋異步發(fā)電機(jī)，性能好，成本低。i) 自動偏航系統(tǒng)能夠根據(jù)風(fēng)向標(biāo)所提供的信號自動確定風(fēng)機(jī)的方向。當(dāng)風(fēng)向發(fā)生變化時，控制系統(tǒng)可根據(jù)風(fēng)向標(biāo)信號，通過偏航驅(qū)動使機(jī)艙自動對準(zhǔn)風(fēng)向。偏航系統(tǒng)在工作時帶有阻尼控制，通過優(yōu)化的偏航速度，使機(jī)艙偏航旋轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。j) 發(fā)電機(jī)、變流器采用空冷技術(shù)，冷卻效率高，體積小、重量輕，防護(hù)等級高。2 機(jī)組技術(shù)參數(shù)2.1 總體數(shù)據(jù)運行數(shù)據(jù)切入風(fēng)速3 m/s 額定風(fēng)速10 m/s 切出風(fēng)速20m/s 等級類型IEC S系統(tǒng)壽命20 年 溫度范圍生存環(huán)境

8、溫度-30+50 運行環(huán)境溫度-20+40風(fēng)輪葉片數(shù)量3風(fēng)輪軸向水平軸與塔架位置關(guān)系上風(fēng)向風(fēng)輪直徑107.708m掃風(fēng)面積9136m² 輪轂高度84.865m轉(zhuǎn)速范圍6.7814.9rpm額定轉(zhuǎn)速13.3rpm 轉(zhuǎn)動方向 (順風(fēng)觀察) 順時針 功率控制方法變槳變速風(fēng)輪軸傾角5°葉片長度52.5 m 錐角-3° 葉片材料玻璃鋼（GRP）變槳系統(tǒng)原理電氣驅(qū)動，單個葉片變槳距功率控制方式風(fēng)輪轉(zhuǎn)速控制和變槳控制最大變槳速度7 °/s葉片軸承類型外齒式的雙排同徑四點接觸球軸承齒輪箱額定傳動力矩1795kNm齒輪類型1級行星齒，2級平行齒輪傳動比90.2額定功率25

9、00kW制動系統(tǒng)葉片制動葉片順槳機(jī)械制動碟式剎車電氣系統(tǒng)發(fā)電機(jī)類型雙饋異步發(fā)電機(jī)額定功率2150kW額定電壓3相690 VAC/50 Hz速度范圍6121380rpm保護(hù)等級IP54變流器類型脈沖寬帶調(diào)節(jié)IGBT變頻器偏航系統(tǒng)驅(qū)動4套電動齒輪驅(qū)動 偏航角速度0.32°/s軸承外齒式單排四點接觸球軸承驅(qū)動單元數(shù)目4套制動7套偏航剎車器控制系統(tǒng)類型嵌入式PLC信號傳輸光纖遠(yuǎn)程控制PC機(jī)-圖形界面塔架頂部法蘭外徑3045mm底部法蘭外徑4300mm結(jié)構(gòu)類型錐形整體鋼筒結(jié)構(gòu)塔架高度82.857m防護(hù)措施油漆保護(hù)機(jī)艙罩結(jié)構(gòu)類型封閉式材料玻璃纖維輪轂輪轂類型剛性、鑄造輪轂材料球墨鑄鐵 機(jī)架主機(jī)架

10、類型焊接結(jié)構(gòu)主機(jī)架材料結(jié)構(gòu)鋼重量葉片（每只，包含葉片連接螺栓）11.5t輪轂全封閉系統(tǒng)（不包括葉片和葉片連接螺栓）23.5t風(fēng)輪58t機(jī)艙84t塔筒(不含基礎(chǔ)環(huán))176t3 機(jī)組結(jié)構(gòu)和零部件說明本節(jié)將介紹風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的各個零部件及各個功能模塊，詳細(xì)介紹各個部件的技術(shù)特點。3.1 機(jī)組結(jié)構(gòu)組成綜述 2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要部件包括：葉片、輪轂、變槳系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)（主軸、主軸軸承及軸承座、齒輪箱、轉(zhuǎn)子制動器、聯(lián)軸器）、發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、機(jī)架、塔架、測風(fēng)系統(tǒng)等。具體如下圖1所示：聯(lián)軸器連接葉片輪轂傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)子制動器發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)連接塔架齒輪箱控制柜變槳系統(tǒng)圖1 2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

11、機(jī)艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖-3.2 風(fēng)輪風(fēng)輪用于將空氣的動能轉(zhuǎn)化為風(fēng)輪轉(zhuǎn)動的機(jī)械能。2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪直徑為107.708米，重量約58噸，主要由葉片、導(dǎo)流罩、輪轂、變槳驅(qū)動裝置、變槳控制系統(tǒng)、變槳潤滑系統(tǒng)等部件組成。2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用三葉片，上風(fēng)向的布置形式；采用電氣變槳裝置，每一只葉片配有一個獨立的變槳軸承，變槳軸承連接葉片和鑄鐵結(jié)構(gòu)的輪轂。葉片槳距角可根據(jù)風(fēng)速和功率輸出情況自動調(diào)節(jié)。風(fēng)機(jī)維護(hù)時，風(fēng)輪可通過鎖緊銷進(jìn)行鎖定。整個風(fēng)輪通過高強(qiáng)度螺栓與主軸連接，主軸通過軸承座固定在機(jī)架上。3.2.1 設(shè)計特點a) 機(jī)組功率調(diào)節(jié)采用變槳距控制。在額定功率點后，風(fēng)機(jī)輸出功率保持恒定，同時變

12、槳距控制在風(fēng)機(jī)運行過程中能有效降低機(jī)組所受載荷。b) 變槳范圍從0°到92°。變槳速度在0.1°/s7°/s內(nèi)，根據(jù)不同的工況，可自動控制變槳速度，順槳速度可達(dá)7º/ s。風(fēng)輪轉(zhuǎn)速在6.7814.9rpm的范圍內(nèi)進(jìn)行變速運行。c) 采用帶有外齒圈的變槳軸承，有效地減小了輪轂的外形尺寸及重量，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。3.2.2 輪轂特點輪轂采用球墨鑄鐵鑄造而成，經(jīng)過嚴(yán)格的磁粉探傷和超聲波探傷，具備完整的涂覆層。整個輪轂受力部分全部采用高強(qiáng)度的緊固件連接，可有效保證輪轂在極端惡劣工況下的安全性。輪轂內(nèi)有充足的空間，可方便地進(jìn)行檢修維護(hù)工作。3.2.3 葉片

13、特點葉片的外形采用了最新的空氣動力學(xué)翼型優(yōu)化成果，并且按高精度的要求制造，實現(xiàn)最大風(fēng)能的捕獲。三葉片通過變槳軸承采用高強(qiáng)度螺栓連接在輪轂法蘭上。葉片有如下特點：a) 葉片的材料為玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，該材質(zhì)的特點是密度小、強(qiáng)度高。密度為1.62.0g/cm3，比鋁輕，強(qiáng)度比高級合金鋼高。具有良好的耐腐蝕性，在酸、堿、有機(jī)溶劑及海水等介質(zhì)中性能穩(wěn)定；具有良好的電絕緣性；不受電磁作用的影響，不反射無線電波；具有保溫、隔熱、隔聲、減振等特點。葉片的工作溫度范圍寬。葉片外表面采用工業(yè)級聚氨酯涂層。b) 葉片根部聯(lián)接螺栓等金屬結(jié)構(gòu)，全部采用了有效的涂覆層。每一個葉片與輪轂之間的接口尺寸完全一樣，

14、可確保葉片相互替換而不會影響風(fēng)輪的運行。葉片還配備有防雨罩，可防止雨水進(jìn)入輪轂?？拷~尖處設(shè)有配重室，以保證整個風(fēng)輪的質(zhì)量平衡。c) 葉尖和葉中均裝有雷電接閃器，在葉根法蘭位置設(shè)置了雷電記錄裝置，可以自動記載葉片的最大雷擊電流。3.3 傳動系統(tǒng)3.3.1 結(jié)構(gòu)描述傳動系統(tǒng)實現(xiàn)將風(fēng)輪捕獲的能量傳遞給發(fā)電機(jī)。主要部件如下圖2所示包括：主軸、齒輪箱、轉(zhuǎn)子制動器、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)等。轉(zhuǎn)子制動器軸承座主軸齒輪箱聯(lián)軸器發(fā)電機(jī)圖2 2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動系統(tǒng)3.3.2 傳動系統(tǒng)特點a) 傳動系統(tǒng)采用兩點支撐結(jié)構(gòu)，安裝于機(jī)架上，兩個主軸軸承均為雙列調(diào)心滾子軸承，其中靠近風(fēng)輪側(cè)的軸承為浮動軸承，靠近齒輪箱側(cè)

15、的軸承為固定軸承。兩點支撐結(jié)構(gòu)能很好地平衡系統(tǒng)的振動沖擊，改善齒輪箱受載情況，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。b) 兩個主軸軸承分別通過兩個獨立軸承座支撐?？拷L(fēng)輪側(cè)的主軸軸承座體內(nèi)有一套風(fēng)輪鎖緊裝置，機(jī)組在進(jìn)行調(diào)試、維護(hù)、檢修時，可通過該鎖緊裝置把整個傳動系統(tǒng)固定鎖死，工作人員可以安全地在機(jī)艙和輪轂內(nèi)工作。軸承座采用球墨鑄鐵材料，具有良好的抗震性。軸承座通過迷宮式油封和“V”型圈對軸承的潤滑油脂進(jìn)行雙重密封，有效地阻止了油脂的泄露，使機(jī)艙保持清潔而又不受污染。c) 風(fēng)機(jī)主軸采用鍛件。主軸的前端帶有法蘭，與輪轂相連。主軸的后端直接插入齒輪箱的行星齒輪架，并通過脹緊套安全可靠地與齒輪箱連接在一起。d) 齒輪箱

16、的結(jié)構(gòu)形式為一級行星齒輪和兩級平行軸齒輪傳動。齒輪箱中齒的嚙合具有高效率和低噪音的特點。液力彈性支撐與齒輪箱懸置設(shè)備中的扭矩支承元件整合在一起，直接與機(jī)架連接。齒輪箱上的液力彈性支撐裝置不僅運用了彈性支承，同時也非常有效地隔離了聲音和振動從齒輪箱到機(jī)架的傳遞。e)齒輪箱與發(fā)電機(jī)之間采用柔性聯(lián)軸器進(jìn)行連接。該聯(lián)軸器能夠補(bǔ)償齒輪箱輸出軸與發(fā)電機(jī)輸入軸末端之間的軸向、徑向及角度偏移。此外，在聯(lián)軸器上集成有一個力矩限制器，在可能發(fā)生的發(fā)電機(jī)突然短路情況下，能有效阻止產(chǎn)生的瞬時力矩轉(zhuǎn)移到齒輪箱，以保護(hù)齒輪箱不受損壞。f) 在齒輪箱高速軸端安裝了一個轉(zhuǎn)子制動器，該制動器在風(fēng)機(jī)維護(hù)時手動操作，輔助鎖緊風(fēng)輪。

17、g) 所有的傳動系統(tǒng)零部件都是來自國內(nèi)外知名的、長期從事該行業(yè)的供應(yīng)商，他們的產(chǎn)品以高質(zhì)量和高可靠性著稱。正如對于其他設(shè)備零部件同樣適用一樣，它們具備完全符合圖紙設(shè)計要求的腐蝕保護(hù)。所有主要零部件在發(fā)貨前都要在廠內(nèi)經(jīng)過全面的性能測試。3.4 機(jī)架和機(jī)艙罩葉輪和發(fā)電機(jī)的靜態(tài)及動態(tài)載荷通過機(jī)架傳遞到塔架。另外，機(jī)艙罩內(nèi)有傳動系統(tǒng)、控制柜、偏航系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、主控柜等，外部還有測風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)性質(zhì)不同，機(jī)艙可分為三個部分：1）傳遞載荷的主機(jī)架部分；2）供維護(hù)人員使用的工作平臺；3）由玻璃纖維原料制造的機(jī)艙罩。機(jī)架結(jié)構(gòu)特點如圖3所示，機(jī)艙罩殼外形特點如圖4所示。圖3 2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)架傳動系統(tǒng)兩

18、點支撐軸承結(jié)構(gòu)（兩個主軸軸承）使機(jī)艙底架具有十分緊湊和輕巧的結(jié)構(gòu)。機(jī)架采用鋼制的焊接組裝件，具有極高的剛度且具有很高的阻尼。圖4 2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙外形圖機(jī)艙罩具有緊湊的外部尺寸，精巧的流線型外觀設(shè)計。盡管機(jī)艙的冷卻和通風(fēng)設(shè)備尺寸較大，它們都隱蔽的整合在機(jī)艙內(nèi)。設(shè)計時在機(jī)艙內(nèi)考慮了足夠大的活動空間，輪轂中的變槳距裝置能直接從機(jī)艙進(jìn)入以方便維修。整個機(jī)艙罩采用隔音設(shè)計以達(dá)到吸聲的目的。3.5 偏航系統(tǒng)3.5.1 偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)為主動式偏航系統(tǒng)，能自動對風(fēng)，使風(fēng)輪的掃風(fēng)面與風(fēng)向垂直，以最大限度的捕獲風(fēng)能。偏航系統(tǒng)由偏航軸承、偏航剎車器、偏航電機(jī)和偏航齒輪

19、箱等部件組成。具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。圖5 2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)在機(jī)艙后部有3個互相獨立的傳感器1個風(fēng)向傳感器(即風(fēng)向標(biāo))及2個風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器(即風(fēng)速儀 )。風(fēng)向傳感器的信號反映出風(fēng)機(jī)與主風(fēng)向之間有偏離，當(dāng)風(fēng)向持續(xù)發(fā)生變化時，控制器根據(jù)風(fēng)向傳感器傳遞的信號控制4個偏航驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動機(jī)艙對準(zhǔn)主風(fēng)向，偏離主風(fēng)向的誤差在±4度內(nèi)。偏航過程如下：a) 平均風(fēng)速小于6m/s時，且偏航角大于等于16°時，等待120s，開始偏航。b) 平均風(fēng)速大于7m/s時，且偏航角大于等于10°時，等待60s，開始偏航。c) 正常運行時，平均風(fēng)速由小于6m/s增加到小于等于

20、7m/s時，且偏航角度大于等于16°時，等待120s，開始偏航。d) 正常運行時，平均風(fēng)速由大于7m/s降低到大于等于6m/s時，且偏航角度大于等于10°時，等待60s，開始偏航。e) 正常啟機(jī)時，平均風(fēng)速大于等于6m/s小于等于7m/s時，且偏航角度大于等于10°時，等待60s，開始偏航。f) 當(dāng)偏航角度在25°以上時，立即偏航。3.5.2 偏航系統(tǒng)特點2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用主動偏航對風(fēng)形式。該系統(tǒng)具有以下特點：a) 2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配有一個風(fēng)向標(biāo)，能非常準(zhǔn)確地判定瞬時風(fēng)向。風(fēng)輪對風(fēng)的方向校準(zhǔn)非常重要，因為它能保證最大的能量產(chǎn)出并同時避免

21、由于斜向入流引起的附加負(fù)載。b) 機(jī)艙底架通過帶有外齒輪的四點接觸軸承連接到塔架上。機(jī)艙的偏航系統(tǒng)通過四個電動機(jī)帶動減速齒輪完成,制動裝置采用七個偏航制動器。c) 偏航制動裝置通過液壓裝置（也作為傳動系統(tǒng)安全剎車的動力源）提供必要的制動力。為了在各種情況下保證機(jī)組的安全運行，液壓系統(tǒng)配有蓄能器，這些蓄能器能保證在萬一出現(xiàn)電力供應(yīng)故障的情況下仍具有必要的制動力。d) 偏航軸承采用“負(fù)游隙”設(shè)計的四點接觸球軸承，以增加整機(jī)的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，增強(qiáng)抗沖擊載荷能力。e)偏航制動器為液壓驅(qū)動剎車，靜止時，偏航制動器的剎車閘將機(jī)艙牢固鎖定；偏航時，偏航制動器仍然保持一定的余壓，使得整個偏航過程中始終有阻尼存在，

22、以保證偏航運動更加平穩(wěn)，避免可能發(fā)生的振動現(xiàn)象。f) 位于偏航電機(jī)驅(qū)動軸上的電磁剎車具有失效保護(hù)功能，在出現(xiàn)外部故障（如斷電）時，電磁制動系統(tǒng)仍能使機(jī)組的偏航系統(tǒng)處于可靠的鎖定狀態(tài)。g) 偏航齒采用硬齒面技術(shù)，其中外齒圈齒面采用了特殊工藝，以提高齒面硬度值，避免了長期運行產(chǎn)生磨損。h) 2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)設(shè)計有手動和自動兩種操作模式。在偏航過程中，風(fēng)機(jī)還設(shè)置有自動解纜程序，從而保證電纜不會因為過多的纏繞而被破壞。具體解纜設(shè)置為：1）風(fēng)速小于啟動風(fēng)速時，扭纜角度大于430°，自動解纜。2）扭纜角度大于760°，自動解纜。3）當(dāng)扭纜角度大于800°（可自

23、定）觸發(fā)安全鏈停機(jī)。i) 優(yōu)化設(shè)計偏航控制系統(tǒng)，對偏航的路徑選擇進(jìn)行智能判斷，機(jī)組在風(fēng)速較小的狀態(tài)下，自行解纜，避免了高風(fēng)速段偏航解纜造成的發(fā)電量損失。3.6 變槳系統(tǒng)3.6.1 變槳系統(tǒng)描述變槳系統(tǒng)是2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組實現(xiàn)恒頻的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通過對葉片槳距角的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)功率和轉(zhuǎn)速的恒定。變槳系統(tǒng)由軸控柜、超級電容柜、變槳電機(jī)、變槳齒輪箱和變槳軸承等組成。如圖6所示。圖6 2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)3.6.2 變槳系統(tǒng)特點2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用電氣驅(qū)動單葉片獨立變槳形式。該系統(tǒng)具有以下特點：a) 葉片通過螺栓連接到變槳軸承外圈上，變槳軸承為雙列、四點接觸球軸承，其內(nèi)圈連接到風(fēng)輪輪

24、轂上，外圈與葉片相連。每只葉片都配有獨立的變槳裝置，變槳裝置由變槳電機(jī)、變槳齒輪箱、軸控柜、超級電容柜、變槳軸承等組成，能夠進(jìn)行獨立調(diào)節(jié)。b) 在風(fēng)速低于額定風(fēng)速時，風(fēng)輪在恒定的葉片槳距角和變轉(zhuǎn)速下運行，使其在最佳的空氣動力學(xué)范圍內(nèi)連續(xù)工作并達(dá)到最大的風(fēng)機(jī)效率。c) 在風(fēng)速高于額定風(fēng)速時，變槳距控制系統(tǒng)工作以保持風(fēng)輪在恒定的功率輸出下工作。這種先進(jìn)的控制理念使得風(fēng)機(jī)上的載荷大大降低。 d) 為了保證整個風(fēng)機(jī)的安全性，在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，變槳裝置以超級電容作為后備電源為變槳系統(tǒng)供電，完成緊急順槳。e) 除了控制功率輸出以外，變槳裝置也是機(jī)組安全系統(tǒng)最主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障并觸發(fā)快速停機(jī)程序

25、時，變槳系統(tǒng)控制葉片以7°/s的速度順槳到90°位置，保證機(jī)組安全停機(jī)。3.7 塔架塔架采用錐形圓筒鋼結(jié)構(gòu)形式。塔架與基礎(chǔ)、塔架的段與段之間以及塔架與機(jī)艙的連接均采用高強(qiáng)度螺栓連接。塔架的底部配有一扇門，能使外部空氣進(jìn)入塔架內(nèi)，同時具有防沙、防雨、防蚊蟲、防盜等功能。每段塔架內(nèi)部均設(shè)有平臺，各平臺均有照明裝置和應(yīng)急照明裝置?？刂葡到y(tǒng)的終端和變頻器安裝在塔架底部的獨立平臺上，安裝在門的入口位置。這樣可以在不需要任何攀爬的情況下就能對重要的設(shè)備功能進(jìn)行控制。發(fā)電機(jī)的電能通過最佳屏蔽的導(dǎo)電軌傳送到塔架底部。塔架內(nèi)裝有光纖以便所有控制信號能從主控計算機(jī)傳送到塔架頂部。塔架通過多層噴

26、涂來達(dá)到最佳的防腐蝕效果。所有金屬板和焊縫都采用超聲波或X射線進(jìn)行探傷檢驗。3.8 運行及安全系統(tǒng)2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是是全天候自動運行的設(shè)備，整個運行過程都處于嚴(yán)密控制之中。其安全保護(hù)系統(tǒng)分三層結(jié)構(gòu)：主控系統(tǒng)，獨立于主控的安全鏈，器件本身的保護(hù)措施。在機(jī)組發(fā)生超常振動、過速、電網(wǎng)異常、出現(xiàn)極限風(fēng)速等故障時保護(hù)機(jī)組。對于電流、功率保護(hù)，采用兩套相互獨立的保護(hù)機(jī)構(gòu)，諸如電網(wǎng)電壓過高，風(fēng)速過大等不正常狀態(tài)出現(xiàn)后，控制系統(tǒng)會在系統(tǒng)恢復(fù)正常后自動復(fù)位，機(jī)組重新啟動。具體運行過程為：a) 當(dāng)10min平均風(fēng)速超過3m/s（可設(shè)置），風(fēng)機(jī)將自動啟動。當(dāng)高速軸轉(zhuǎn)速接近并網(wǎng)轉(zhuǎn)速（750rpm）時，并入電網(wǎng)

27、。b) 隨著風(fēng)速的增加，發(fā)電機(jī)的出力隨之增加，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到10m/s時，達(dá)到額定出力，若超出額定風(fēng)速機(jī)組將進(jìn)行恒功率控制。c) 當(dāng)10min平均風(fēng)速超過20m/s（可設(shè)置），將實現(xiàn)正常停機(jī)（變槳系統(tǒng)控制葉片進(jìn)行順槳，高速軸轉(zhuǎn)速低于脫網(wǎng)轉(zhuǎn)速612rpm時，風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)）。d) 當(dāng)30s平均風(fēng)速超過24m/s（可設(shè)置），實現(xiàn)正常停機(jī)；當(dāng)1s平均風(fēng)速超過28m/s（可設(shè)置）時，實現(xiàn)正常停機(jī)。e) 當(dāng)遇到一般故障時，實現(xiàn)正常停機(jī)。f) 當(dāng)遇到特定故障時，實現(xiàn)緊急停機(jī)（變流器脫網(wǎng)，葉片以7°/s的速度順槳）。3.9 安全防護(hù)裝置2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配置了安全防護(hù)裝置，它包括滅火器、急救包及逃生裝

28、置，旨在服務(wù)工作人員在遇到突發(fā)事件時應(yīng)急所用，確保工作人員及機(jī)組的安全。滅火器：如果發(fā)生火災(zāi)，立即從危險區(qū)域疏散，同時斷開火災(zāi)現(xiàn)場電源。要使用適當(dāng)?shù)臏缁鹌鳒缁?，一旦火?zāi)不能撲滅/控制，要通知消防部門幫助。滅火器應(yīng)定時檢查，若發(fā)現(xiàn)位置挪動、壓力不足、已經(jīng)噴射使用過、零部件缺失或損壞等情況時，應(yīng)立即更換或采取措施并做好檢查記錄。滅火器的維修、再充裝應(yīng)由已取得維修許可證的專業(yè)單位承擔(dān)。滅火器不論已經(jīng)使用過還是未經(jīng)使用，已達(dá)到使用期限的，必須更換。急救包：應(yīng)用于緊急情況下的救護(hù)工作，在日常情況下，請不要隨意拿走急救包中的藥品，緊急時刻取用后應(yīng)及時歸還。急救包中的藥品請按有效期及使用情況及時更換和補(bǔ)充。

29、逃生裝置：應(yīng)用于緊急情況下人員的逃生，逃生裝置的質(zhì)保期為6年，到期后應(yīng)請相關(guān)有資質(zhì)的單位進(jìn)行檢查是否可繼續(xù)使用并確定下一次的檢查日期；若不能使用，應(yīng)及時更換。風(fēng)機(jī)在獲準(zhǔn)投入運行之前，確保所有的安全設(shè)備存在且處于良好工作狀態(tài)，而且，風(fēng)機(jī)相關(guān)工作要用到的所有安全設(shè)備也要工作狀況良好，這是非常重要的要求。4電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)是用于獲得最佳能量產(chǎn)出和一流電能質(zhì)量的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。雙饋繞線式異步發(fā)電機(jī)使得風(fēng)機(jī)能在變化的轉(zhuǎn)速下工作，而不需要通過大功率變頻器將全部功率轉(zhuǎn)送出來。雙饋異步發(fā)電機(jī)變頻器系統(tǒng)是目前世界上MW級風(fēng)機(jī)使用最多的模式。其主要的特點為：雙饋異步發(fā)電機(jī)可靠性高，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕（較永磁式同步

30、發(fā)電機(jī)），變頻器功率小，只需要風(fēng)機(jī)功率的1/5左右。風(fēng)機(jī)具有低的風(fēng)力特性（低起動風(fēng)速、高效率），低噪音傳播，特別是在低風(fēng)速時，向電網(wǎng)供電的特性都有明顯改善。變速發(fā)電機(jī)在部分功率條件下提供了相當(dāng)平滑的電能，在額定功率條件下提供了幾乎完全平滑的電能。這使得風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)時的噪音明顯減小，并大大降低了該結(jié)構(gòu)上的動力載荷。陣風(fēng)通過風(fēng)輪的加速得到緩沖，因此風(fēng)機(jī)能夠向電網(wǎng)輸出平滑的電能。輸入電網(wǎng)的電壓和頻率保持絕對的恒定。此外，變頻器控制系統(tǒng)適用于所有的電網(wǎng)條件，甚至能夠支持較弱的電網(wǎng)。如果接入電網(wǎng)的選擇受限，那么在業(yè)主選擇風(fēng)機(jī)系統(tǒng)時，這將具有優(yōu)勢。并且在取得一個更好的電網(wǎng)連接成本方面，本系統(tǒng)具有顯著優(yōu)點。4.

31、1 發(fā)電機(jī)變頻器系統(tǒng)2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組使用變速發(fā)電機(jī)變頻器系統(tǒng)。在變槳系統(tǒng)的共同作用下，通過變速運行能夠保證在電能產(chǎn)出、效率、機(jī)械力和電能質(zhì)量等方面達(dá)到最佳允許值。系統(tǒng)最大程度地避免了出現(xiàn)浪涌和峰值負(fù)荷。為發(fā)電機(jī)提供的運行控制裝置允許在偏載時有平滑的能量輸出，而功率波動最小。在額定負(fù)載范圍內(nèi)，風(fēng)機(jī)能夠在幾乎恒定的功率下運行。風(fēng)機(jī)產(chǎn)生無功功率的多少也允許按照用戶和電網(wǎng)運營商的要求在風(fēng)機(jī)無功功率能力范圍內(nèi)進(jìn)行管理。雙饋風(fēng)機(jī)變速恒頻的功能是基于雙饋繞線式異步發(fā)電機(jī)帶使用脈寬調(diào)制IGBT技術(shù)的變頻器實現(xiàn)的。無論風(fēng)輪轉(zhuǎn)速如何，系統(tǒng)保證按照與電網(wǎng)匹配的電壓和頻率持續(xù)發(fā)電。根據(jù)風(fēng)速大小，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和功率

32、能夠自動進(jìn)行調(diào)節(jié)。在低于同步轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機(jī)定子向電網(wǎng)輸送100的電能。此外，變頻器通過發(fā)電機(jī)的滑環(huán)向轉(zhuǎn)子提供轉(zhuǎn)差功率。在高于同步轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子同時向電網(wǎng)輸送電能。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速位于額定轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機(jī)通過定子將大約83的功率輸送給電網(wǎng)，剩余的功率（大約17）由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過變頻器輸送到電網(wǎng)。與其他系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具備低損耗的優(yōu)點，因而能保證較高的總效率。此外，由于使用的零件數(shù)少，設(shè)計緊湊，該系統(tǒng)還具有非常出色的可利用率。該發(fā)電機(jī)采用完全封閉式包裝，保護(hù)等級為 IP 54，冷卻方式為空氣冷卻IC616/IC666。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱量通過消聲通道經(jīng)空-空熱交換器傳到外界環(huán)境中。變頻器通過內(nèi)含先

33、進(jìn)算法的微處理器控制電力電子器件，并采用最新的IGBT脈寬調(diào)制技術(shù)。由此獲得接近無閃變的電能，可調(diào)節(jié)的無功功率管理，低失真和最低諧波含量，提供一個新的高質(zhì)量“風(fēng)電”定義。較低的短路容量使可用的電網(wǎng)容量得到更好的利用，能夠避免在某些情況下的昂貴電網(wǎng)容量放大措施。發(fā)電機(jī)變頻器系統(tǒng)如圖7所示：圖7 雙饋繞線式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 控制系統(tǒng)先進(jìn) 風(fēng)能利用率高 整機(jī)價格比直驅(qū)式發(fā)電機(jī)便宜30% MW級機(jī)型，目前世界最流行的機(jī)型 發(fā)電機(jī)的定子直接與電網(wǎng)連接，轉(zhuǎn)子經(jīng)過變頻器與電網(wǎng)連接 發(fā)電機(jī)為雙饋異步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速范圍大，可在同步轉(zhuǎn)速的±30%內(nèi)運行 變頻器的功率為總功率的2030%，變頻器的功率損耗小，價

34、格便宜 該類機(jī)型已被Repower、Dewind、GE、Nodex、Vestas等公司廣泛采用4.2 在低壓條件下的技術(shù)數(shù)據(jù)額定功率： P = 2000kW額定轉(zhuǎn)速： n = 1200 RPM (發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速)額定視在功率： S = 2105kVA 功率因數(shù)： 0.95電感（欠激勵）到0.95電容（過激勵） 默認(rèn)情況下功率因數(shù)為1(cos=1)額定頻率： 50 Hz±1%額定電壓： 690 V±10% 在中壓系統(tǒng)中的變壓器必須保證線電壓不會降到永久低于額定電壓。額定電流： I = 1673A (功率因數(shù)為1時)4.3 變頻器的技術(shù)數(shù)據(jù)理念： 用于雙饋異步發(fā)電機(jī)的變頻器帶有直流

35、環(huán)節(jié)功能： 通過機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)模塊傳輸轉(zhuǎn)子功率，控制/調(diào)節(jié)有功功率和無功功率功率半導(dǎo)體器件： IGBT保護(hù)： IP 54，電感區(qū)域：IP 21冷卻： 強(qiáng)制風(fēng)冷4.4 發(fā)電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)理念： 異步、雙饋發(fā)電機(jī)，通過變頻器將轉(zhuǎn)子功率傳輸?shù)诫娋W(wǎng)當(dāng)中。定子繞組與電網(wǎng)同步，這樣可以直接進(jìn)行軟并網(wǎng)。額定功率/速度： Pel =2150kW 在 n = 1200 RPM 時速度范圍： n = 612 到1380 RPM 存在一個與各轉(zhuǎn)速相關(guān)的特殊情況下的最大功率值，通常因為設(shè)計原因不能超過此功率值。類型： 六極、三相、異步、雙饋發(fā)電機(jī)中心高： 630mm保護(hù)： IP 54冷卻： IC616/IC666，空空冷卻

36、傳感器： 用于監(jiān)控軸承的溫度PT 100 用于監(jiān)控線圈的溫度PT 100 電刷磨損警告以上參數(shù)可以用于海拔2000米以下、室外溫度小于50以下。如果環(huán)境有差異，必要時應(yīng)當(dāng)降容運行以保護(hù)電氣系統(tǒng)。4.5 雷電保護(hù)區(qū)域2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雷電保護(hù)系統(tǒng)采用接閃器方式吸引雷電，通過避雷器和接地系統(tǒng)釋放到大地。除此之外，電容、電感、電氣或輻射性的干擾被減少到安全水平。針對雷電不同的危害程度，雷電保護(hù)概念把風(fēng)力發(fā)電機(jī)組劃分成各種保護(hù)區(qū)域，危害程度越小，保護(hù)區(qū)域的數(shù)字代號越大。選擇區(qū)域的準(zhǔn)則是要使雷電危害程度不能超過使用設(shè)備的額定抗干擾度。4.5.1 安全等級要求IEC 610242MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

37、組采用級安全等級。以下為典型的級安全雷電電流值，符合IEC 61024-1“設(shè)備雷電保護(hù)”標(biāo)準(zhǔn)：表1 級安全雷電流參數(shù)典型值符號測量單位值峰值IkA200總負(fù)載QtotalC300脈沖負(fù)荷QpulseC100特征能量SEKJ/10000平均上升率di/dtkA/s2004.5.2 探測潛在的雷擊點（滾球法）采用雷電球方式可以探測哪些地方的建筑物或設(shè)備可能遭到雷擊。根據(jù)相應(yīng)的安全等級，制定與保護(hù)建筑物或需要保護(hù)的設(shè)備的雷電等級相符的球，雷電球的范圍要與雷電擊穿半徑相符，所有的能接觸到的點都是潛在的雷擊點。表2 雷電球半徑要求等級雷擊半徑雷擊相關(guān)的電流非常嚴(yán)格的要求20m3.7kA嚴(yán)格要求30m6

38、.1kA標(biāo)準(zhǔn)要求45m10.6kA2MW弱風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用半徑為20m的雷電球。4.5.3 EMC導(dǎo)向的雷電保護(hù)區(qū)域概念風(fēng)電機(jī)組所實施的雷電保護(hù)方法是基于面向雷電保護(hù)區(qū)域的EMC原理。它意味著整個系統(tǒng)在安全分類確定后，必須再分成各種雷電保護(hù)區(qū)域，雷電保護(hù)區(qū)域的定義取決于是否有可能被雷電直接擊中、雷電流的強(qiáng)度和由此帶來的在這個區(qū)域的電磁場；雷電保護(hù)區(qū)的任務(wù)是要把傳導(dǎo)干擾和磁場干擾降低到規(guī)定限值內(nèi)。各個防雷區(qū)交界處應(yīng)用較嚴(yán)格的保護(hù)區(qū)。下列為雷電保護(hù)區(qū)域的應(yīng)用：LPZ0A這個區(qū)域的元件必須能夠承受直擊雷擊中，其雷擊電流與選擇的雷電保護(hù)等級相一致，承受無衰減的雷電電流電磁場，承受全部或部分雷電流。LP

39、Z0B這個區(qū)域的元件不需要承受直擊雷擊中，其雷擊電流與選擇的雷電保護(hù)等級相一致，承受無衰減的雷電電流電磁場，承受全部或部分雷電流。LPZ 1區(qū)域內(nèi)物體不會直接遭受雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的電流比LPZ 0B和LPZ 0A區(qū)?。槐緟^(qū)內(nèi)的電磁場作用力可能衰減（取決于所提供的屏蔽措施）。區(qū)域內(nèi)的沖擊電流由分流和浪涌保護(hù)器來限制。LPZ 2電磁場由附加的屏蔽措施（如金屬柜體）進(jìn)一步衰減，導(dǎo)體上的沖擊電流通過分流和附加的浪涌保護(hù)器來進(jìn)一步限制。4.5.3.1 主要設(shè)備的雷電保護(hù)區(qū)域分配列表設(shè)備雷電保護(hù)區(qū)域雙饋異步電機(jī)LPZ 0B雷電電流通過帶碳刷的放電間隙來釋放LPZ 0B塔內(nèi)的電纜/導(dǎo)電軌LPZ 1齒輪箱LP

40、Z 0B 液壓系統(tǒng)LPZ 0B主軸內(nèi)的電纜LPZ 1機(jī)艙LPZ 0B主機(jī)架LPZ 0B輪轂LPZ 0B輪轂控制柜及電源柜LPZ 1接閃器LPZ 0 A 葉片LPZ 0 A主軸LPZ 0B 傳感器電纜（帶屏蔽）LPZ 1頂箱（主控系統(tǒng)）LPZ 1塔筒外部LPZ 0 A塔筒內(nèi)部LPZ 1變頻器LPZ 2氣象架LPZ 0 A4.5.3.2 風(fēng)機(jī)中雷電保護(hù)區(qū)域總圖圖8 雷電保護(hù)區(qū)域總圖4.5.3.3 機(jī)艙內(nèi)電纜籠基于法拉第籠原理，在機(jī)艙內(nèi)增加電纜籠，其主要功能是，在防雷保護(hù)分區(qū)（LPZ）內(nèi)，減小雷電磁場。整個電纜籠用70mm2的銅線進(jìn)行相互連接，然后用95mm2的銅線連接至主機(jī)架上，最后沿防雷路徑引入

41、大地。電纜放置在機(jī)艙罩殼內(nèi)的電纜溝里。網(wǎng)格的尺寸不應(yīng)大于5m×5m。只有電纜連接點和交叉點用螺栓連接在表面，如圖9 等電位連接網(wǎng)示意圖所示。這里也使用了并聯(lián)通路的概念。圖9 等電位連接網(wǎng)圖示4.6 接地系統(tǒng)接地系統(tǒng)的作用是將雷電電流安全地引入地下，并提供等電位連接。接地系統(tǒng)應(yīng)該在建造地基時進(jìn)行安裝。接地體能夠保證整個接地系統(tǒng)可靠，低電阻。在依照系統(tǒng)接地要求安裝接地系統(tǒng)時，必須考慮當(dāng)?shù)氐耐寥罓顩r和電阻率。接地網(wǎng)必須用閉環(huán)導(dǎo)體制成。如果整個接地系統(tǒng)的接地電阻超過要求，則還應(yīng)該通過額外的接地棒擴(kuò)大接地系統(tǒng)范圍，這些接地棒連接到環(huán)狀接地電極的終端連接片上。通過環(huán)狀接地電極可以大大降低跨步電壓

42、和接觸電壓。當(dāng)發(fā)生雷電侵襲時，有人接近塔架基座，可以避免觸電的危險。4.6.1 基礎(chǔ)和環(huán)形接地電極圖10 塔基接地示意圖4.6.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及中壓變壓器接地系統(tǒng)中壓變壓器（箱變）聯(lián)結(jié)組別為Dyn5或Dyn11，在二次側(cè)接地。風(fēng)機(jī)電網(wǎng)的連接方式設(shè)計為TN-C，并給變頻器供電。變頻器把PEN線分成PE和N。在此情況下，N不再用于下一級輸出回路。根據(jù)這種劃分，電路到定子時就變成一個TN-S電路，不包括N線。結(jié)果，電路接線方式共同組成了TN-C-S電路，其特點是偶然的故障接地就轉(zhuǎn)化成了短路故障。結(jié)果此故障將使短路保護(hù)動作。因此，在這種情況下，無需附設(shè)接地監(jiān)控。風(fēng)機(jī)的接地系統(tǒng)必須和中壓變壓器的接地系

43、統(tǒng)連接。中壓變壓器至塔筒內(nèi)等電位連接導(dǎo)體的接地線電纜型號：2×240mm2、600/1000VAC，共2根，（具體根據(jù)箱變與塔筒間距離而定）。必須按規(guī)定接線，否則會影響風(fēng)機(jī)長期穩(wěn)定運行。連接接地線前必須對等電位連接導(dǎo)體表面進(jìn)行除銹、打磨光滑處理，確保接線接觸良好。4.6.3 機(jī)艙內(nèi)接地在機(jī)艙內(nèi)各柜體就地接地，通過螺栓連接到機(jī)架上，連接處的漆膜必須打磨干凈。4.6.4 接地電阻要求共同接地電阻的測量是在風(fēng)機(jī)基建完成后，在適當(dāng)?shù)挠嬎惴椒ê徒拥叵到y(tǒng)建設(shè)情況下，風(fēng)機(jī)防雷接地電阻測量值必須低于10；不考慮室外跨步電壓，風(fēng)機(jī)強(qiáng)電（發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子接地）、弱電（控制接地）、防雷接地（環(huán)形接地+基礎(chǔ)接

44、地）三電共地接地電阻應(yīng)不大于4；考慮室外跨步電壓對人身安全的影響，接地電阻應(yīng)不大于2。如果整個接地系統(tǒng)的接地電阻超過要求，則還應(yīng)該通過額外的接地棒擴(kuò)大接地系統(tǒng)范圍，這些接地棒連接到環(huán)狀接地電極的終端連接片上。根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的規(guī)定，接地電阻值的大小有必要更低。5控制系統(tǒng)2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所有的監(jiān)視和控制功能都能通過控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，它們通過各種連接到控制模塊的傳感器來監(jiān)視、控制和保護(hù)?？刂葡到y(tǒng)給出葉片變槳角和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩值，因而作用給電氣系統(tǒng)的分散控制單元的上位機(jī)和旋轉(zhuǎn)輪轂的葉片變槳調(diào)節(jié)系統(tǒng)。采用最優(yōu)化的能量場算法，使風(fēng)機(jī)不遭受沒必要的動態(tài)壓力。它包括電網(wǎng)電壓、頻率、相位、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速、齒輪

45、箱、發(fā)電機(jī)、現(xiàn)場的各種溫度、振動、油壓、剎車襯套的磨損、電纜的扭轉(zhuǎn)和氣象數(shù)據(jù)的監(jiān)視。嚴(yán)重故障的冗余檢查，以及在緊急情況下，甚至在控制系統(tǒng)不運行情況下，為確保最大的安全，還能有應(yīng)急照明。運行數(shù)據(jù)可以通過鏈接到遠(yuǎn)程通訊模塊或因特網(wǎng)的PC機(jī)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用，也就是說，風(fēng)機(jī)的完整的狀況信息可以被熟悉的操作人員和維護(hù)人員獲知使用。但是要提供安全密碼等級，正確的安全密碼才允許遠(yuǎn)程控制?？刂葡到y(tǒng)的基本功能并網(wǎng)運行的2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)具備以下功能：1. 根據(jù)風(fēng)速信號自動進(jìn)入啟動狀態(tài)或從電網(wǎng)切出。2. 根據(jù)功率及風(fēng)速大小自動進(jìn)行轉(zhuǎn)速和功率控制。3. 根據(jù)風(fēng)向信號激動偏航對風(fēng)。4. 發(fā)電

46、機(jī)超速或轉(zhuǎn)軸超速，能緊急停機(jī)。5. 當(dāng)電網(wǎng)故障，發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)時，能確保機(jī)組安全停機(jī)。6. 電纜扭曲到一定值后，能自動解纜。7. 當(dāng)機(jī)組運行過程中，能對電網(wǎng)、風(fēng)況和機(jī)組的運行狀況進(jìn)行檢測和記錄，對出現(xiàn)的異常情況能夠自行判斷并采取相應(yīng)的保護(hù)措施，并能夠根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，生成各種圖表，以反映風(fēng)機(jī)的各項性能。8. 對在風(fēng)電場中運行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還應(yīng)具備遠(yuǎn)程通訊的功能。5.1 主控系統(tǒng)主控系統(tǒng)位于塔頂?shù)臋C(jī)艙主控柜內(nèi)，控制模塊通過光纖數(shù)據(jù)傳輸電纜和Canopen通訊的方式分別與塔基變頻器柜上的顯示操作屏和變槳控制系統(tǒng)相連。主控柜中包含有高度集成的控制模塊、超速模塊、轉(zhuǎn)速模塊、各種空氣開關(guān)、電機(jī)啟動保護(hù)開關(guān)、繼

47、電器、接觸器等。主控系統(tǒng)連續(xù)不斷的發(fā)出轉(zhuǎn)矩給定值到變頻器控制系統(tǒng)，發(fā)出葉片角度給定值到變槳控制系統(tǒng)，變槳控系統(tǒng)的同步控制器驅(qū)動輪轂中的變槳控制電機(jī)來進(jìn)行各種調(diào)劑和控制。每個系統(tǒng)都帶有自己的監(jiān)視功能，變頻器能獨立工作且能自行停止，它能給定模擬信號到主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)在給定相應(yīng)的信號到變槳系統(tǒng)，然后驅(qū)動葉片變化角度。5.2 安全鏈安全鏈?zhǔn)且粋€獨立硬回路，由所有能夠觸發(fā)緊急停機(jī)的觸電串聯(lián)而成，任何一個觸發(fā)都會導(dǎo)致緊急停機(jī)。以下是構(gòu)成緊急停機(jī)的信號點：1. 位于機(jī)艙控制柜上的緊急停機(jī)按鈕，機(jī)艙內(nèi)便攜式控制盒停機(jī)按鈕，變頻器控制柜上的緊急停機(jī)按鈕；2. 葉片維護(hù)開關(guān)；3. 低速軸超速信號，齒輪箱轉(zhuǎn)速超速

48、信號；4. 振動超限；5. 主控系統(tǒng)觸發(fā)的內(nèi)部安全鏈；6. 電纜纏繞，順時針、逆時針極限。5.3 變槳控制變槳控制系統(tǒng)采用槳距角閉環(huán)調(diào)節(jié)完成對每個槳葉的槳距角控制，槳距角的變化速度不超過7°/s，槳距角控制范圍0°90°。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動一個帶轉(zhuǎn)角度反饋的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)連接減速箱，通過主動齒輪與輪轂外齒圈相連，帶動槳葉進(jìn)行轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對每個槳葉節(jié)距角的直接控制。輪轂外齒圈內(nèi)安裝有第二個轉(zhuǎn)角傳感器，直接檢測外齒圈轉(zhuǎn)動的角度，即槳距角的實際值，該傳感器作為冗余控制的參考值，當(dāng)電機(jī)輸出軸、聯(lián)軸器或轉(zhuǎn)角傳感器出現(xiàn)故障時，會出現(xiàn)兩個轉(zhuǎn)角傳感器所測數(shù)據(jù)不一致的情況，主控

49、制器即可據(jù)此判斷此類故障。在輪轂內(nèi)法蘭邊上裝有兩個限位開關(guān)，起92°和95°的限位作用。智能充電器將通過滑環(huán)過來的交流電源整流成直流電源給超級電容充電。正常情況下從滑環(huán)過來的交流電源向伺服驅(qū)動器回路供電，如果電網(wǎng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，超級電容向伺服驅(qū)動器供電，在一段設(shè)定的時間內(nèi)將以最大的收槳速度調(diào)節(jié)葉片到順槳位置。5.4轉(zhuǎn)速傳感器風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動鏈上轉(zhuǎn)速測量點有：發(fā)電機(jī)輸入端轉(zhuǎn)速、齒輪箱輸出端轉(zhuǎn)速、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和通訊滑環(huán)處。發(fā)電機(jī)輸入端轉(zhuǎn)速傳感器一個，齒輪箱輸出端轉(zhuǎn)速傳感器一個，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速傳感器兩個，通訊滑環(huán)轉(zhuǎn)速傳感器一個。偏航系統(tǒng)有兩個轉(zhuǎn)速傳感器安裝在機(jī)艙與塔筒連接的齒輪上，用來識

50、別偏航旋轉(zhuǎn)方向。5.5偏航計數(shù)傳感器從機(jī)艙到塔筒間布置的柔性電纜由于偏航控制會變得扭曲。偏航計數(shù)器傳感器作為電纜扭曲的硬件保護(hù)器件，當(dāng)電纜的扭曲到達(dá)限定位置會觸發(fā)風(fēng)機(jī)安全鏈進(jìn)行保護(hù)。5.6 風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配有兩個裝在相配支架上的風(fēng)速計，一個加熱，一個不加熱，支架有一個接地環(huán)對風(fēng)速計提供避雷功能。電纜鋪設(shè)在穿線管中。5.7 風(fēng)向風(fēng)向計也安裝在同一個支架上，能360°范圍測量，為了防止結(jié)冰，風(fēng)向計能根據(jù)環(huán)境溫度采取適度的自動加熱。5.8 振動傳感器安裝在主機(jī)架下部，為重力型加速度傳感器，它直接鏈接到緊急停機(jī)回路上。此外，有振動傳感器監(jiān)視塔基和驅(qū)動鏈，如果測量值超限，立刻正常停機(jī)。5.9

51、 溫度傳感器溫度PT100 A軸承 B軸承 定子線圈 油箱 高速軸 1# 高速軸 2# 齒輪箱進(jìn)口油 主軸軸承箱（主軸軸承溫度） 機(jī)艙下面（外部溫度） 機(jī)艙控制柜附近（機(jī)艙內(nèi)部）溫度 PTC 定子線圈5.10 剎車磨損傳感器剎車磨損傳感器安裝在齒輪箱剎車器上，只有剎車被完全釋放后，開關(guān)才能動作，微動開關(guān)指示剎車襯套的磨損。當(dāng)剎車片磨損到一定值后，傳感器給出一個信號，要求風(fēng)機(jī)正常停機(jī)，如果再次運行則要求手動復(fù)位下，在這信號后還可以進(jìn)行3次啟動或3天運行。然后必須要求更換新的剎車襯套，更換后，并要求能被主控制系統(tǒng)識別檢測到。5.11 緊急停機(jī)緊急停機(jī)安全鏈打開，將觸發(fā)最高級別剎車程序，風(fēng)輪葉片以7

52、°/秒的速度收槳，變槳控制驅(qū)動器由從滑環(huán)處過來的交流電源提供，當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)異常跌落時，則變槳控制驅(qū)動器由超級電容提供，直到葉片到92°位置，限位開關(guān)動作。如果超過92°沒有觸發(fā)將發(fā)出故障信號，葉片還繼續(xù)偏轉(zhuǎn)到95°，限位開關(guān)動作。5.12 快速停機(jī)風(fēng)輪葉片以每秒7°的速度旋轉(zhuǎn)到92°的位置。變槳控制驅(qū)動裝置由從滑環(huán)處過來的交流電源提供，當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)異常跌落時，則變槳控制驅(qū)動器由超級電容提供。5.13 正常停機(jī)在對設(shè)備沒有安全影響，又不需要立即執(zhí)行的非主要故障，執(zhí)行正常停機(jī)。風(fēng)輪葉片以3.5°/s的速度旋轉(zhuǎn)到90°的位置。6 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)2MW弱風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有對風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行實時監(jiān)測和控制，以保證風(fēng)機(jī)運行在安全狀態(tài)的