雙饋型風力發(fā)電機旋轉方向與定子和轉子相序的關系

1、雙饋型風力發(fā)電機旋轉方向與定子和轉子相序的標定楊舉 張弛摘要:雙饋型風力發(fā)電機組由雙饋型發(fā)電機、雙饋型變流器、并網開關等部件組成,發(fā)電機的轉子側與雙饋型變流器相連接,定子通過并網開關與電網聯接。風輪機旋轉方向為順時針(CW,風輪機通過增速齒輪箱與發(fā)電機驅動軸相連,發(fā)電機旋轉方向可能與風輪機旋轉方向一致,也可能相反。當發(fā)電機的定子、轉子相序標定和發(fā)電機實際旋轉方向不一致時會影響并網。本文探討,當發(fā)電機旋轉方向變化時,如何標定定子和轉子相序,以避免風機調試時調整相序的問題。關鍵詞:雙饋型風力發(fā)電機、雙饋型變流器、并網、相序、發(fā)電機轉向正文:雙饋型風力發(fā)電機組描述雙饋型風力發(fā)電機組(圖1因為其能能夠

2、實現定子和轉子同時發(fā)電而得名,轉子通過風力發(fā)電變流器連接到電網,定子通過并網開關連接電網。定子連接到電網的操作稱為并網。目前風力發(fā)電機組輪機的旋轉方向為順時針旋轉(CW,風輪機通過增速齒輪箱將發(fā)電機轉速升高,我們以普通2對極電機為例,發(fā)電機同步轉速為1500rpm,則發(fā)電機并網轉速范圍通常為1050rpm-1950rpm。發(fā)電機的旋轉方向跟齒輪箱結構有關系,如果發(fā)電機轉向與風輪機方向相同為CW,相反為CCW,如果使用德國Rexroth 公司推出的行星差動分流式增速箱(圖3,發(fā)電機轉向與風輪機轉向相反。發(fā)電機并網條件如圖2,發(fā)電機并網前需要完成發(fā)電機的定子和電網的同步,同步即電壓頻率、幅值、相位

3、和電網電壓保持一致。為了清晰描述同步過程,以690V 50Hz 電網為例,發(fā)電機定子需要感應出690V,50Hz,并且相序與電網一致的電壓。定子感應頻率是轉子實際旋轉頻率與發(fā)電機旋轉磁場頻率之和,比如此時發(fā)電機轉速為1200rpm,既40Hz,轉子側變流器需輸出大小為10Hz且方向和轉子旋轉方向相同的磁場,就可以滿足50Hz頻率輸出。發(fā)電機轉向和定、轉子相序標定但是如何保證發(fā)電機旋轉頻率是40Hz而非-40Hz(頻率相同,轉向相反。IEC 標準關于發(fā)電機轉向的規(guī)定,從電機驅動軸(DE向非驅動軸方向看,順時針(CW旋轉為正方向,即與風輪機旋轉方向相同。定子U V W端子按照順時針方向進行標定。轉

4、子側K L M側的標定相序對應于定子的U V W。該標準同樣適用于只允許CCW方向旋轉的發(fā)電機。該標準可以理解為:如果將雙饋電機轉子短接,當作異步電動機使用,定子按照U V W與電網聯接,電機將按順時針方向旋轉。按照該標準規(guī)定,發(fā)電機U V W ,K L M和電網L1 L2 L3都應該按照CW方向進行標定的。發(fā)電機轉向變化時的具體接線參考ABB和VEM發(fā)電機手冊,U V W 和K L M的定義符合IEC 60034-8之規(guī)定。并且明確指出如果發(fā)電機方向為逆時針時需要將定子電纜U V W 調整為V U W,轉子電纜K L M 調整為L M K。即電網L1 L2 L3 接V U W,變流器輸出U1

5、 V1 W1接L M K。當然有些電機沒有按照IEC標準進行相序標定,或是根據具體客戶的要求進行了修改,但在發(fā)電機的使用手冊中應標明定子U V W和轉子K L M的標定方法,以及一定旋轉方向條件下對應的定、轉子接線要求。 圖1:雙饋型風力發(fā)電機組示意圖圖2:定子和電網同步檢測 圖3:行星差動分流式傳動原理及結構參考文獻:IEC 60034-81.Direction of rotation;2.Relation between terminal markings and direction of rotation;ABB雙饋型風力發(fā)電機1.Main power cables2.Secondary cables for slip ring connec