風力發(fā)電機培訓教材

1、第 1 頁 風力發(fā)電機組培訓教材 發(fā)電機部分 第 2 頁 目目 錄錄 1 安裝位置 2 作用與工作原理 3 技術參數(shù) 4 附件 5 運輸、貯存及維護 1安裝位置 第 3 頁 通過聯(lián)軸 器與齒輪 箱高速端 相連。從 驅動端往 發(fā)電機看 控制柜位 于右側。 葉片吸收風能中的動能，將其轉化為機械能 傳給齒輪箱。發(fā)電機將齒輪箱傳輸?shù)桨l(fā)電機主 軸的機械能轉化為電能，通過發(fā)電機定子、轉 子傳送給電網(wǎng)。 發(fā)電機分為同步發(fā)電機（傳統(tǒng)發(fā)電機模式） 和異步發(fā)電機。傳統(tǒng)風力發(fā)電機組模式效率可 達93.2%,而雙饋異步發(fā)電機模式可達96.4%。 作用：作用： 第 4 頁 傳統(tǒng)風力發(fā)電機組能量流圖傳統(tǒng)風力發(fā)電機組能量流

2、圖 93.2% 電網(wǎng)電網(wǎng) 100% 變頻器變頻器發(fā)電機發(fā)電機 4.0% 2.8% 功率損耗功率損耗 功率損耗功率損耗 第 5 頁 變速恒頻發(fā)電機組能量流圖變速恒頻發(fā)電機組能量流圖 77.8% 100% 19.4% 0.8% 能量損耗能量損耗 變頻器變頻器 18.6% 96.4% 電網(wǎng)電網(wǎng) 2.8% 發(fā)電機發(fā)電機 第 6 頁 變速恒頻技術特點變速恒頻技術特點 采用雙饋異步發(fā)電機（采用雙饋異步發(fā)電機（DFIGDFIG） 只在發(fā)電機轉子測使用相當于發(fā)電機容量只在發(fā)電機轉子測使用相當于發(fā)電機容量1/31/3的變頻器的變頻器 風機轉速隨風速變化得到最優(yōu)控制風機轉速隨風速變化得到最優(yōu)控制 消除紊流對機器和

3、設備的影響，大幅提高關鍵部件壽命消除紊流對機器和設備的影響，大幅提高關鍵部件壽命 采用采用IGBTIGBT變頻器，可調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出功率因數(shù)變頻器，可調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出功率因數(shù) 系統(tǒng)損耗小，發(fā)電量高系統(tǒng)損耗小，發(fā)電量高 并網(wǎng)時沖擊小，適合弱電網(wǎng)并網(wǎng)時沖擊小，適合弱電網(wǎng) 第 7 頁 變速恒頻控制結構變速恒頻控制結構 GO: 光纜光纜 IG: 增量編碼器增量編碼器DFIG: 雙饋異步發(fā)電機雙饋異步發(fā)電機 0.690 V 0.17 Hz 濾波器濾波器 3 = = 690 V 50 Hz GO PCCPC IG 3 690 V 50 Hz DFIG 數(shù)字數(shù)字 / 模擬模擬 輸入輸入 / 輸出輸出 Crow

4、Bar dU/dt Filter 控制控制 dU/dt 濾波器濾波器 Crow Bar GO 第 8 頁 變頻器控制電機在亞同步和超同步轉速下都保持發(fā)電狀態(tài)。 亞同步發(fā)電時，通過定子向電網(wǎng)饋送能量、轉子吸收能量產(chǎn) 生制動力矩使電機工作在發(fā)電狀態(tài)。這時脈沖整流器相當于 整流器從電網(wǎng)吸收能量。 定子功率 轉子功率 電網(wǎng)功率 功率與發(fā)電機轉速的曲線圖 第 9 頁 超同步發(fā)電時，通過定轉子兩個通道同時向電網(wǎng)饋送能量，這時 脈沖整流器相當于逆變器將直流側能量饋送回電網(wǎng)。轉速范圍是 10002000rpm，同步轉速是1500rpm。定子電壓等于電網(wǎng)電壓。 轉子電壓與轉差頻率、轉子堵轉電壓成正比 。 定子功

5、率 轉子功率 電網(wǎng)功率 功率與發(fā)電機轉速的曲線圖 第 10 頁 額定輸出1800rpm時1520kW 級數(shù) 4級 速度范圍10002000 功率因數(shù)容性0.95感性0.9 定子電壓690VAC 10% 最高定子電流1300A 定子連接D 轉子連接Y 最高轉子電流500A 頻率50 Hz 10% 效率97%（額定狀態(tài)下） 最大發(fā)電機損 耗 45 kW 轉子開路電壓 2000V 絕緣等級 F級絕緣/H級絕緣 工作壽命 20年 軸承設計壽命 170，000小時 冷卻 水冷，60 l / min 水壓 5 bar 入口水溫度 +50C 發(fā)電機重量 5700kg 防護等級 IP 54 中心高 450mm

6、 涂層顏色 RAL5003 電機安裝方式 IMB3 3.發(fā)電機技術參數(shù) 第 11 頁 3.發(fā)電機技術參數(shù) 第 12 頁 華銳風電科技有限公司 690V，功率因數(shù)為，功率因數(shù)為1，50Hz 3.發(fā)電機技術參數(shù) 尺 寸 圖 第 13 頁 加熱器加熱器 為了使風力發(fā)電機組在低溫環(huán)境下正常運行，發(fā)電機 內(nèi)置了600W的加熱器。在低溫啟動風機時，首先啟動 加熱器，通過排水孔排出冷凝水。加熱器的啟停由PLC 控制。 PT100PT100溫度傳感器溫度傳感器 每個定子繞組、軸承都用2個PT100溫度傳感器來檢測 和監(jiān)控溫度，防止發(fā)電機過熱。如果繞組、軸承溫度 過高，監(jiān)控系統(tǒng)就發(fā)出警報，并降低功率，如果溫度

7、過高變頻器系統(tǒng)關斷。 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 第 14 頁 華銳風電科技有限公司 編碼器編碼器 變頻器系統(tǒng)需要實時監(jiān)測發(fā)電機的轉速進行控制。編 碼器是一種精確的測量設備，記錄與其相連的設備的 角度位置和轉速。因而速度檢測采用分辨率高、性能 穩(wěn)定、安裝方便、抗干擾能力強、體積小、重量輕的 增量型編碼器。發(fā)電機主軸和編碼器主軸的連接用R+W, MK1 020 / 40 XX的彈性聯(lián)軸器。編碼器軸和驅動軸不 能用任何的剛性連接。 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 第 15 頁 編碼器編碼器 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 電壓：電壓：5VDC5VDC； 分度分度 ：25002500線線/ /轉轉 ；

8、 輸出信號輸出信號 ：A, /A,B,/B,N,/NA, /A,B,/B,N,/N 第 16 頁 華銳風電科技有限公司 編碼器編碼器 編碼器軸與發(fā)電機主軸必須絕緣；編碼器軸與發(fā)電機主軸必須絕緣； 編碼器殼體與發(fā)電機殼體必須絕緣；編碼器殼體與發(fā)電機殼體必須絕緣； 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 第 17 頁 接線盒接線盒 定子接線盒 定子為三角形連接，每相通過大約5m長的電纜連接到 變頻器。如下表所示： 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 相 螺紋連接 電纜型號電纜直徑/管截面積 U M50 x1.5 3根，NSSHU-O 24-35mm/150mm VM50 x1.5 3根，NSSHU-O 24-35

9、mm/150mm WM50 x1.5 3根，NSSHU-O24-35mm/150mm 第 18 頁 接線盒接線盒 定子接線盒 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 第 19 頁 接線盒接線盒 轉子接線盒 轉子為Y形連接，轉子電纜為屏蔽電纜且EMC螺紋連接， 防止轉子與變頻器之間的信號干擾、便于變頻器控制。 轉子接線盒的電纜連接如下表所示： 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 相 螺紋連接 電纜型號電纜直徑/管截面積 K M50 x1.5 1根屏蔽NSSHU-O 32-37 mm/240mm LM50 x1.5 1根屏蔽NSSHU-O32-37 mm/240mm MM50 x1.5 1根屏蔽NSSHU-O32

10、-37 mm/240mm PEM50 x1.5 1根，NSSHU-O24-35 mm/150mm 第 20 頁 接線盒接線盒 轉子接線盒 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 第 21 頁 接線盒接線盒 轉子接線盒 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 第 21 頁 冷卻冷卻 雙饋異步發(fā)電機冷卻方式采用水冷的形式。需冷卻部位為集 電環(huán)系統(tǒng)、定轉子繞組（通過機殼水冷卻管道）。冷卻水從 集電環(huán)的后端入水口進入，經(jīng)蛇行的水管從集電環(huán)后端的出 水口流出給機殼上端的入水口，出水口與入水口位于同一軸 向位置。冷卻管道如圖所示： 4.4.發(fā)電機附件發(fā)電機附件 第 22 頁 水冷： 優(yōu)點：發(fā)電機體積小、結構緊湊， 效率高，機

11、艙無需排風扇。 缺點：需要冷卻液。 風冷 優(yōu)點：無需冷卻液，溫度適應范圍廣。 缺點：體積大，效率低，機艙需要增設排 風孔，影響防護。 適應市場及中國風場的多樣化需求，正開發(fā) 多種機型。 第 23 頁 第 24 頁 軸承軸承 發(fā)電機兩端必須是絕緣軸承，且選用品牌過硬、質量最 優(yōu)的SKF或FAG絕緣軸承。 自動潤滑系統(tǒng) 潤滑泵：Kluberplex BEM 41-132 潤滑脂：Lincoln P223 第 25 頁 廢油脂箱廢油脂箱 第 26 頁 接地保護接地保護 第 27 頁 運輸及貯存運輸及貯存 機器在供貨時要用合格的木材包裝。如果機器到達指定地 點之后不能立即安裝并投入使用，必須進行合理的短時間 貯存。在選擇存放位置時必須注意下列事項： 良發(fā)通風、干燥和無震動 要防潮、防凍、防熱、防粉塵和砂子 要防止有害小動物，如嚙齒目動物、翅目昆蟲等等 在不準備投產(chǎn)需要長期貯存時，對機器還要附加專用防腐 措施防止損壞： 發(fā)電機只能裝填冷卻劑混合物來貯存 所有光面都要通過涂適合的物質防腐 5.5.運輸、貯存及維護運輸、貯存及維護 第 28 頁 集電環(huán)單元的操作和維護集電環(huán)單元的操作和維護 集電環(huán)單元是專為風力發(fā)電設備的發(fā)電機開發(fā)的。共4個集 電環(huán)。其中第