風(fēng)機(jī)-2mw培訓(xùn)機(jī)組講義

國電思達(dá)科技UP2000機(jī)組電氣控制系統(tǒng)思達(dá)技術(shù)支持部2014-05-28國電聯(lián)合動力2MW機(jī)組2MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組UP2000-103-DF-

CC/NC機(jī)組總體參數(shù)機(jī)組電氣系統(tǒng)及設(shè)備控制器安全鏈設(shè)備超速設(shè)備電能質(zhì)量模塊調(diào)試文件講解機(jī)組控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UP2000-105-DF-

CC/NCUP2000-96-DF-

CC/NC抗臺風(fēng)機(jī)組（87/96）站偏航系統(tǒng)齒輪箱發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)變頻器系統(tǒng)UP2000-115-DF-

CC/NC2MW機(jī)組圖雙饋機(jī)組技術(shù)介紹雙饋機(jī)組運(yùn)行原理發(fā)電原理介紹亞同步運(yùn)行超同步運(yùn)行控制策略介紹2MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雙饋機(jī)組運(yùn)行原理發(fā)電原理介紹變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)運(yùn)行時電機(jī)轉(zhuǎn)速與定、轉(zhuǎn)子繞組電壓頻率關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式：f1=（p/120）×

nr

±f2。 （n=60f/p1,p1為電機(jī)極對數(shù)）式中：f1為定子電壓頻率；p為電機(jī)的極數(shù)；nr為雙饋發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

f2為轉(zhuǎn)子勵磁電壓頻率。由上式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速nr發(fā)生變化時，若調(diào)節(jié)f2變化，可使f1保持恒定不變，實現(xiàn)雙饋發(fā)電機(jī)的變速恒頻控制。亞同步運(yùn)行亞同步發(fā)電運(yùn)行nr

＜n1時，（即0＜S＜1）f2取正號，如果忽略各種損耗，則發(fā)電機(jī)的能量關(guān)系為：P電磁=P機(jī)械+P轉(zhuǎn)差P上網(wǎng)=P電磁（定子饋電，轉(zhuǎn)子由變頻器提供勵磁）超同步運(yùn)行超同步發(fā)電運(yùn)行nr

＞n1時，（即S＞1）f2取負(fù)號，如果忽略各種損耗，則發(fā)電機(jī)的能量關(guān)系為：P機(jī)械=P轉(zhuǎn)差+P電磁P上網(wǎng)=P轉(zhuǎn)差+P電磁（定子饋電+轉(zhuǎn)子饋電）注：n1為發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。控制策略介紹區(qū)域1低于切入風(fēng)速區(qū)域。一旦滿足切入條件，控制啟動風(fēng)機(jī)。區(qū)域2：切入風(fēng)速到額定風(fēng)速區(qū)域?？刂颇繕?biāo)是最大風(fēng)能捕獲，通常將槳距角保持在某個優(yōu)化值不變，通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制葉輪轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)最佳葉尖速比。區(qū)域3：超過額定風(fēng)速區(qū)域。通過變槳控制保持輸出功率和葉輪轉(zhuǎn)速恒定。p2P

1

Sv3CUP2000-96-DF-CC/NC總體參數(shù)2MW機(jī)組控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Ba

annIFM/新航志/PCHABB/龍源/日立WoodwardPilz！注意：二次電裝組態(tài)

：SolutionCenter它能做什么？組態(tài)和配置

√可視化管理

√參數(shù)設(shè)置

√和維修

√工具和附件產(chǎn)品

√Ba ann

SolutionCenter2MW機(jī)組控制系統(tǒng)界面Ba ann

控制系統(tǒng)1控制器1.1PLC控制器MPC2401.2光纖通訊主站模塊FM2111.3數(shù)字量輸入輸出模塊DIO2321.4模擬量輸入模塊PTAI2161.5電源模塊NT2551.6DP模塊DPM2001.7背板BS2071.8空模塊1.9光纖從站模塊FS211/N1.10DP模塊DPM2001.11數(shù)字量輸入輸出模塊DIO2801.12數(shù)字量輸入輸出模塊DIO2481.13SSI接口模塊ISI2221.14模擬量輸入模塊AIO2881.15溫度輸入模塊PTAI2161.16背板BS2101.17空模塊光纖--PLC總線節(jié)省光電轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)緊湊系統(tǒng)開放Ba ann

PLC

Configurator?使用概述Configrator搜索硬件(1)IP匹配(2)12Ba ann

PLC

DIO數(shù)字量輸入輸出模塊DIO232DIO280DIO248DIO280Ba ann

PLC

DIOBa ann

PLC

DIOBa ann

PLC

AIOAIO288模擬量輸入模塊

AIO288PTAI216Ba ann

PLC

AIO編 通訊類型供電電源校零Ba ann

PLC

ISI222DPM200：Profibus通訊模塊狀態(tài)燈通道Ba ann

PLC

DPM200Ba ann

PLC

DPM200Ba ann

PLC

DPM200Ba ann

PLC

DPM200The

module

atof

a

line

has

to

be

equipped

with

a

busconnector

jack

having

a (220

Ω)

between

theconnections3

and

8.

Special

high

speed

DSub-connectors

must

be

used

at

baudrates

over

1.5

Mbit/s.Ba annPLC

2MW程序下裝編譯好的程序拷貝到cfc0卡更新系統(tǒng)時間修改PLC的IP修改PLC名稱（機(jī)組

）新建WTC文件夾重啟文檔：《PLC程序下裝指導(dǎo)書》Ba annPLC

故障定位—1Ba annPLC

故障定位—2工具：GetBa

annFiles.bat位置：C：\Projects\Controllers\GUP3p0\ToolsBa annPLC

故障定位—3故障信息查看位置：C：\Projects\Controllers\GUP3p0\ToolsBa annPLC

故障定位—3機(jī)組故障時的狀態(tài)信息查看C：\Projects\Controllers\GUP3p0\ToolsBa annPLC

故障定位—32MW安全鏈系統(tǒng)

PILZ安全系統(tǒng)輸入功能單元系統(tǒng)邏輯輸出單元安全系統(tǒng)輸出安全鏈?zhǔn)秋L(fēng)機(jī)的最后一道保護(hù)，為一組串聯(lián)的常閉接線電路，安全鏈動作會觸發(fā)緊急停機(jī)安全系統(tǒng)組態(tài)安全鏈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)位、反饋2MW安全系統(tǒng)

PILZ安全輸入機(jī)艙急停按鈕；塔底急停按鈕；超速1；超速2；左偏航扭纜；右偏航扭纜；變流器急停；電網(wǎng)急停（功率過載、過壓等）；主控急停（ 、硬件異常）；變槳急停安全輸出觸發(fā)變槳；觸發(fā)偏航；觸發(fā)主控。說明正常信號電平類型；邏輯“與”2MW安全系統(tǒng)

PILZ安全系統(tǒng)程序 條件安全程序（配置文件）PNOZmulti

Configurator（認(rèn)證）數(shù)據(jù)線（USB口）安全系統(tǒng)程序過程文檔：《安全鏈程序下裝指導(dǎo)書》2MW安全系統(tǒng)

PILZ調(diào)試點1當(dāng)控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)同時斷電時，安全系統(tǒng)可以判斷非控制器單 電，兩系統(tǒng)再上電后安全系統(tǒng)能正常復(fù)位。背景：機(jī)組整體斷電以后，安全鏈故障報出需要就地復(fù)位2MW安全系統(tǒng)

PILZ調(diào)試點2當(dāng)變槳發(fā)生急停時，復(fù)位按鈕能同時復(fù)位變槳系統(tǒng)和安全系統(tǒng)（邏輯時序問題）。2MW安全系統(tǒng)

PILZ2MW超速保護(hù)系統(tǒng)

IFM超速保護(hù)系統(tǒng)作用：一、 葉輪轉(zhuǎn)速，二、超速保護(hù)；超速保護(hù)系統(tǒng)組成：超速保護(hù)模塊、脈沖來自：齒輪箱與主軸連接的鎖傳輸線、傳感器；，如下圖：優(yōu)點：經(jīng)濟(jì)、簡單、有效。使用方法：參見文檔。組成：葉輪傳感器、信號傳輸線、超速模塊計算注意操作：轉(zhuǎn)速值使用頻率（DIM=1）目的：提高設(shè)定精度對比：HZ精度0.1；Rpm精度10.1(HZ)轉(zhuǎn)換得到0.2（Rpm）0.1(HZ)*60/30=0.2(Rpm)文檔：《2MW陸上型雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組超速保護(hù)設(shè)備說明》2MW超速保護(hù)系統(tǒng)

IFM作用：通過 電壓、電流，計算有功、無功、發(fā)電量、頻率及各種保護(hù)功能源：24V電電壓測量：無變換器-690V電流測量：量程-1A通訊模式：RS485優(yōu) 點：與1.5MW機(jī)組比，無電壓互感器，精度高。與3MW相比，2MW因地制宜采用485通訊，節(jié)省了一個CAN口。通信端子接線：7、8端子2MW電能質(zhì)量模塊

Woodward配置

：ToolKit配置工具：Wordward數(shù)據(jù)線配置文件：“2MW.wset”文檔：《2MW電能質(zhì)量模塊配置指導(dǎo)書》2MW電能質(zhì)量模塊

Woodward2MW主控狀態(tài)機(jī)簡圖2MW變頻器狀態(tài)機(jī)簡圖2MW變槳狀態(tài)機(jī)簡圖2MW偏航狀態(tài)機(jī)簡圖2MW機(jī)組電氣系統(tǒng)及設(shè)備機(jī)組電氣系統(tǒng)及設(shè)備變頻器偏航系統(tǒng)齒輪箱發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)主軸站滑環(huán)用于連接機(jī)艙和輪轂的電纜，包括profibus通訊線，400V和230V供電線,24V信號線。電氣系統(tǒng)及設(shè)備_滑環(huán)電氣系統(tǒng)及設(shè)備_滑環(huán)400V和230V接線24V信號線?電壓等級簡化回路配電保護(hù)電氣系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電氣系統(tǒng)及設(shè)備_變槳系統(tǒng)序號名稱描述描述1交流主電源AC400V

60AL12L23L34N5PE6AC230V-UPSAC230V

10A230V

UPS

L17230V

UPS

N8PE9控制信號DC24VEFC緊急順槳命令10DC24V所有槳葉位于91度的輸入信號11DC0V信號地12DC24V所有槳葉位于91度的反饋信號13DC24V旁路信號14DC24V安全鏈輸入信號15DC24V安全鏈反饋信號16DC24V備用17DC24V備用18DC24V備用19Profibus總線A20B2122Profibus總線A23B華電天仁蘇州能健電氣系統(tǒng)及設(shè)備_變槳系統(tǒng)機(jī)艙和變槳24V接口3種連接到變槳系統(tǒng)后的順序：

A——B——C校零teach電氣系統(tǒng)及設(shè)備_變槳系統(tǒng)Profibus

DP通訊：BOFFON220ΩA220Ω電氣系統(tǒng)及設(shè)備_變槳系統(tǒng)主軸接地碳刷葉輪側(cè)軸承溫度（PT100）齒輪箱側(cè)軸承溫度（PT100）溫度限值：70攝氏度電氣系統(tǒng)及設(shè)備_主軸齒輪箱作用：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱的主要功用是將葉輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。通常葉輪的轉(zhuǎn)速很低，遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速，必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實現(xiàn)。齒輪箱結(jié)構(gòu)：我公司風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用的齒輪箱為兩級行星一級圓柱結(jié)構(gòu)，主軸通過齒輪箱將能量傳送到發(fā)電機(jī).。該齒輪箱的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣增速比的條件下比傳統(tǒng)齒輪箱占用空間小，有效節(jié)省了風(fēng)機(jī)內(nèi)的空間。同時采用了新型號的軸承以及較高的齒輪精度，保證了齒輪箱在整個工作范圍內(nèi)都有較高的效率，性能先進(jìn)。電氣系統(tǒng)及設(shè)備_齒輪箱廠家南高齒重齒

包齒主要技術(shù)參數(shù)額定輸入功率：2205kW額定輸入轉(zhuǎn)速：17.4rpm額定輸出轉(zhuǎn)速：1755rpm傳動比：117.66、103.02電氣系統(tǒng)及設(shè)備_齒輪箱放油球閥加熱器電動泵系統(tǒng)齒輪箱機(jī)械泵過濾裝置冷卻系統(tǒng)壓力開關(guān)（壓力傳感器）壓力表鉑熱電阻-油液位計鉑熱電阻-油箱鉑熱電阻-輸出軸鉑熱電阻-輸入軸電氣系統(tǒng)及設(shè)備_齒輪箱槳角<85°油溫<0℃或>40℃（或，停機(jī)且油溫<60℃油溫>35℃或齒箱軸溫>70℃油溫<30℃且齒箱軸溫<65℃（或，停機(jī)且油溫<60℃電氣系統(tǒng)及設(shè)備_齒輪箱油泵關(guān)閉啟動低速油泵啟動高速油泵齒輪箱高低速低速（角接）高速（雙星接）電氣系統(tǒng)及設(shè)備_齒輪箱參照量：油溫關(guān)鍵溫度：50度

60度電氣系統(tǒng)及設(shè)備_齒輪箱油溫>60℃或齒箱軸溫>70℃油溫<50℃且齒箱軸溫<65℃（或，停機(jī)且油溫<60℃）關(guān)閉低速油泵啟動低速油泵油位電氣系統(tǒng)及設(shè)備_齒輪箱基本原理風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采饋恒頻異步發(fā)電機(jī)，可以使風(fēng)力機(jī)在比較寬的風(fēng)輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn),以獲取的電能。高效率的4極雙饋式發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時，既可超同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行，也可亞同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行，變速運(yùn)行在1080～2050rmp之間，定子輸出電壓和頻率可以維持不變，既可調(diào)節(jié)電網(wǎng)的功率因數(shù)，又可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這種采饋異步發(fā)電機(jī)的控制方案除了可實現(xiàn)變速恒頻控制、減小變頻器的容量外，還可以實現(xiàn)有功、無功功率的靈活控制，對電網(wǎng)而言可起到無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩S家：南汽、湘電、宜興電氣系統(tǒng)及設(shè)備_發(fā)電機(jī)繞組PT100；軸承PT100；冷卻風(fēng)扇控制（35℃、50℃，55℃、70℃）；、停機(jī)（140℃）；、停機(jī)（95℃）。電樞溫度軸承溫度主要參數(shù)：額定轉(zhuǎn)速：1780rpm；定子電壓：690V；定子電流：1587A；功率因素：0.95；額定功率：2189KVA；轉(zhuǎn)子電壓：345V；轉(zhuǎn)子電流：808A；接法：Y/Y；電氣系統(tǒng)及設(shè)備_發(fā)電機(jī)電氣系統(tǒng)及設(shè)備_風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)1）風(fēng)速儀：0-50m/s4-20mA2）風(fēng)向標(biāo)：-180-180度4-20mA電氣系統(tǒng)及設(shè)備_偏航系統(tǒng)變化穩(wěn)定的風(fēng)向，二偏航系統(tǒng)：偏航系統(tǒng)主要有兩個功能，一是使機(jī)艙軸線是自動進(jìn)行解纜操作。結(jié)構(gòu)原理介紹我公司偏航系統(tǒng)是由偏航軸承和四臺偏航電機(jī)驅(qū)動的齒輪傳構(gòu)組成的。偏航軸承為雙排四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承系統(tǒng)，為內(nèi)齒圈設(shè)計。四臺偏航驅(qū)動對稱布置，由電機(jī)驅(qū)動小齒輪帶動整個機(jī)艙沿偏航軸承轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機(jī)艙的偏航。當(dāng)風(fēng)向與機(jī)艙軸線偏離一個角度時（風(fēng)小時為±8°，風(fēng)大時為±15°），控制系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的確認(rèn)后，會控制偏航電機(jī)將機(jī)艙軸線調(diào)整到與風(fēng)向一致的方位，實現(xiàn)機(jī)艙對風(fēng)。風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)偏航條件：S點-8°/-10°

0°8°/10°15°/18°1、無偏航級故障

-15°/-18°2、風(fēng)速條件滿足3、對風(fēng)條件滿足（9m/s--30秒平均風(fēng)速）低風(fēng)速10°/18°且210S/20S高風(fēng)速8°/15°且250S/25SN點電氣系統(tǒng)及設(shè)備_偏航系統(tǒng)DS6-L電氣結(jié)構(gòu)電氣系統(tǒng)及設(shè)備_偏航系統(tǒng)Ready:偏航啟動準(zhǔn)備