風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械系統(tǒng)

1、 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械系統(tǒng)機(jī)組機(jī)械系統(tǒng) 華能河北清潔能源分公司華能河北清潔能源分公司 涿鹿風(fēng)電場(chǎng) 1 1 組成與原理結(jié)構(gòu)組成與原理結(jié)構(gòu) 2 2 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng) 3 3 偏航、變槳系統(tǒng)偏航、變槳系統(tǒng) 4 4 液壓、潤(rùn)滑系統(tǒng)液壓、潤(rùn)滑系統(tǒng) 5 5 制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng) 6 6 冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng) 7 7 塔架結(jié)構(gòu)塔架結(jié)構(gòu) CWT2000型機(jī)組為我方自主設(shè)計(jì)的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的變速恒頻 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組采用三葉片、上風(fēng)向、水平軸、雙饋異步發(fā)電機(jī)、 電動(dòng)變槳距、變速恒頻逆變器并網(wǎng)設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)圖如下： 1輪轂總成；2軸承座組成；3偏航驅(qū)動(dòng)；4偏航軸承；5底架；6彈性支 撐；7齒輪箱；8聯(lián)軸器；9

2、機(jī)艙柜；10發(fā)電機(jī)；11機(jī)艙罩；12氣象桅桿 CWT2000風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈采用傳統(tǒng)的三點(diǎn)支撐方式。主軸 通過(guò)一個(gè)調(diào)心滾子軸承封裝在一個(gè)軸承座里，主軸另一端通 過(guò)漲緊套與齒輪箱低速軸端相連。齒輪箱高速軸與發(fā)電機(jī)通 過(guò)彈性膜片式聯(lián)軸器相連，并要精確對(duì)中。 CWT2000風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱采用一級(jí)行星+兩級(jí)平行軸 齒輪箱結(jié)構(gòu)，該齒輪箱的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣增速比條 件下比傳統(tǒng)齒輪箱體積小，有效節(jié)省機(jī)艙空間。同時(shí)采用新 型號(hào)的軸承以及較高的齒輪精度，保證齒輪箱在整個(gè)工作范 圍內(nèi)都有較高的傳動(dòng)效率，性能先進(jìn)。 齒輪箱減振支撐的彈性體安裝在齒輪箱兩側(cè)的扭力臂上， 每臺(tái)四件，此處彈性支撐非常關(guān)鍵，采用軸瓦

3、結(jié)構(gòu)。齒輪箱 減振系統(tǒng)能夠承受徑向和軸向的沖擊載荷，有著良好的阻尼 及減振性能。齒輪箱減震支撐在工作過(guò)程中主要承受齒輪箱 的重量、低速軸的扭轉(zhuǎn)載荷和沖擊載荷。 高速聯(lián)軸器聯(lián)接齒箱輸出軸與發(fā)電機(jī)主軸，配帶制動(dòng)盤(pán)， 是一種扭向剛性的鋼膜片聯(lián)軸器，它有非常優(yōu)異的糾偏性能。 所配的風(fēng)電絕緣過(guò)載保護(hù)器具備非常可靠的絕緣保護(hù)和過(guò)載 保護(hù)功能，從而實(shí)現(xiàn)齒輪箱和發(fā)電機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)期有效的保護(hù)。 偏航系統(tǒng)采用主動(dòng)電驅(qū)齒輪傳動(dòng)偏航，由偏航軸承、偏 航驅(qū)動(dòng)裝置、偏航制動(dòng)器、偏航計(jì)數(shù)器、紐纜保護(hù)裝置、偏 航液壓回路等部分組成。主要作用包括：自動(dòng)對(duì)風(fēng)捕獲更多 風(fēng)能；配備液壓制動(dòng)器，提供必要的鎖緊力矩，保證機(jī)組穩(wěn) 定運(yùn)行。偏航

4、裝置根據(jù)風(fēng)速風(fēng)向儀測(cè)得的信號(hào)，通過(guò)同步控 制的四套驅(qū)動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)艙繞著固定在塔架上的偏航軸承 齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)。 設(shè)有偏航計(jì)數(shù)器，自動(dòng)監(jiān)控偏航角度，偏航裝置設(shè)置限 位，能夠自動(dòng)解纜。 偏航系統(tǒng)設(shè)有潤(rùn)滑裝置，以保證軸承滾道、驅(qū)動(dòng)齒輪和 偏航齒圈的潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油脂均具有耐低溫特性。 主要功能：控制槳葉的角度以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的發(fā)電功率及葉 輪轉(zhuǎn)速；當(dāng)風(fēng)機(jī)需要停機(jī)時(shí)，變槳系統(tǒng)能夠?qū)~轉(zhuǎn)到預(yù)定 位置來(lái)實(shí)現(xiàn)空氣動(dòng)力剎車(chē)。CWT2000風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)采用 電動(dòng)變槳，每個(gè)葉片具有獨(dú)立的變槳機(jī)構(gòu)。在風(fēng)速大于額定 風(fēng)速時(shí)，調(diào)節(jié)槳葉節(jié)距，改變氣流對(duì)葉片攻角，從而改變風(fēng) 電機(jī)組獲得的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，使功率輸出保持穩(wěn)定。在風(fēng)速 小

5、于額定風(fēng)速時(shí)，槳葉可以轉(zhuǎn)動(dòng)到合適的角度，使風(fēng)輪獲得 最大的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，盡可能多地獲取風(fēng)能。風(fēng)電機(jī)組需要 脫離電網(wǎng)時(shí)，變槳系統(tǒng)快速轉(zhuǎn)動(dòng)葉片使之減小風(fēng)能吸收，降 低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，使風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行更穩(wěn)定、更安全。 變槳系統(tǒng)的功能是通過(guò)控制變槳電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使槳葉達(dá)到指 定位置。在正常情況下，所有的停機(jī)程序都有風(fēng)機(jī)主控來(lái)控 制，系統(tǒng)內(nèi)置后備電源，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)掉電時(shí)變槳系統(tǒng)控制葉片 順槳所需的驅(qū)動(dòng)供電和控制系統(tǒng)的不間斷供電功能。在發(fā)生 通訊故障或變槳自身故障的情況下，由變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立執(zhí) 行停機(jī)。在緊急順槳時(shí)由變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)快速順槳；當(dāng)電網(wǎng) 掉電時(shí)需要有后備電源給變槳驅(qū)動(dòng)供電，因此系統(tǒng)包含后備 電源以保證在最?lèi)毫拥那?/p>

6、況下停機(jī)過(guò)程完成。限位開(kāi)關(guān)可保 證葉片在順槳位置停機(jī)。 液壓系統(tǒng)為高速軸鉗盤(pán)剎車(chē)、偏航剎車(chē)系統(tǒng)及風(fēng)輪鎖 銷(xiāo)提供液壓控制。 液壓系統(tǒng)有采用常態(tài)安全設(shè)計(jì)，有良好的操作性和穩(wěn) 定性。當(dāng)發(fā)生誤動(dòng)時(shí)可有效做出安全響應(yīng)。根據(jù)不同的使 用環(huán)境，液壓系統(tǒng)有良好的防高溫和防凍措施。液壓系統(tǒng) 設(shè)計(jì)時(shí)已充分考慮各種安全保護(hù)裝置，比如設(shè)置手動(dòng)泵、 儲(chǔ)能器、壓力、液位、溫度保護(hù)等等，液壓系統(tǒng)內(nèi)還配備 加熱器，保證系統(tǒng)能夠在低溫正常啟動(dòng)。其原理圖如下： 集中潤(rùn)滑系統(tǒng)可分為二個(gè)子系統(tǒng)：變槳軸承及齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)、 主軸承+偏航軸承及偏航齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)。系統(tǒng)均采用遞進(jìn)式結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)，潤(rùn)滑泵配有控制面板，可根據(jù)需要手動(dòng)設(shè)置工作、間歇

7、時(shí)間；配有低油位報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)潤(rùn)滑泵油位低于設(shè)定值時(shí)，系 統(tǒng)會(huì)給主控系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。一級(jí)分配器配有堵塞信號(hào)報(bào)警 系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生堵塞情況時(shí)，其會(huì)發(fā)出一個(gè)高頻信號(hào)給主控系統(tǒng)。 變槳軸承及齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)采用一套8kg潤(rùn)滑泵，含有38個(gè) 變槳軸承潤(rùn)滑點(diǎn)，38個(gè)集油瓶，38個(gè)潤(rùn)滑小齒。變槳潤(rùn)滑 系統(tǒng)由1個(gè)主泵通過(guò)泵芯及安全閥連接至一塊6出口的一級(jí)分配 器,再由一級(jí)分配器的6個(gè)出口整合成3個(gè)出口連接至二級(jí)分配器， 二級(jí)分配器共10個(gè)出口，其中8個(gè)進(jìn)入軸承管道，其余2口合為1 口后連接到潤(rùn)滑小齒輪。滾道與潤(rùn)滑小齒油量比為4:1。主軸承 +偏航軸承及偏航齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)也采用一套8kg潤(rùn)滑泵，含有4個(gè) 主軸承潤(rùn)滑點(diǎn)，

8、8個(gè)偏航軸承潤(rùn)滑點(diǎn)， 8個(gè)偏航集油瓶，2個(gè)潤(rùn) 滑小齒。潤(rùn)滑系統(tǒng)由1個(gè)主泵通過(guò)泵芯及安全閥連接至一塊8出 口的一級(jí)分配器,再由8個(gè)出口整合為5出口后，4個(gè)進(jìn)入主軸承 潤(rùn)滑點(diǎn)，1口進(jìn)入二級(jí)分配器。二級(jí)分配器共12個(gè)出口，整合成 10個(gè)出口后，其中8個(gè)進(jìn)入軸承管道，其余2口連接到潤(rùn)滑小齒 輪。主軸承、偏航軸承滾道與偏航潤(rùn)滑小齒油量比為9:2:1。 機(jī)組設(shè)計(jì)了兩套獨(dú)立的制動(dòng)系統(tǒng)。一套是變槳系統(tǒng)，通 過(guò)變槳系統(tǒng)順槳、通過(guò)葉片的空氣阻力施加制動(dòng)力矩，快速 降低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速。另一套是高速軸制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用液壓 作為動(dòng)力，對(duì)高速軸上的制動(dòng)盤(pán)施加制動(dòng)力矩進(jìn)行制動(dòng)，制 動(dòng)摩擦片采用耐磨材 料，磨損小，同時(shí)控 制系

9、統(tǒng)對(duì)摩擦片的磨 損情況進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng) 過(guò)磨損時(shí)系統(tǒng)告警。 CWT2000風(fēng)電機(jī)組采用強(qiáng)制冷卻設(shè)置，其中齒輪箱冷卻為油 空冷設(shè)計(jì)，其由電機(jī)、電動(dòng)泵、過(guò)濾器、冷卻器、管路等組成。 電動(dòng)泵從齒輪箱吸油并向系統(tǒng)供油，潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)過(guò)濾器FL01過(guò) 濾后其中OUT1直接經(jīng)過(guò)冷卻風(fēng)扇進(jìn)入齒輪箱分配器。另一路至 出口閥塊，出口閥塊中的溫控閥TV01根據(jù)油溫控制油液流出 OUT2油口的比例。當(dāng)油溫低于45時(shí)，OUT2油口全開(kāi)。潤(rùn)滑油 經(jīng)過(guò)濾后不經(jīng)過(guò)冷卻器直接進(jìn)入齒輪箱分配器。當(dāng)油溫達(dá)到 45且繼續(xù)升高。溫控閥會(huì)隨著油溫的升高，逐漸關(guān)閉OUT2油 口，減少潤(rùn)滑油流出流出OUT2油口的比列。當(dāng)油溫高于60時(shí)， OUT2油口全部關(guān)閉，潤(rùn)滑油通過(guò)冷卻器OL01冷卻后再進(jìn)入分配 器。原理圖及冷卻風(fēng)扇控制圖如下： 塔筒采用容性塔筒設(shè)計(jì)，采取上端 圓錐下端圓柱的形式，分4節(jié)設(shè)計(jì)，各 節(jié)