風機發(fā)電機知識培訓

1、1西安捷力公司風電客戶服務中心西安捷力公司風電客戶服務中心風力發(fā)電包含了由風能到機械能和由機械能到電能兩個轉(zhuǎn)換過程。風輪在風力的作用下轉(zhuǎn)動，將吸收的動能轉(zhuǎn)化為機械能，再由發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能。當動力機的動力特性不能滿足工作機的需求時，就需要使用特殊性能的傳動裝置對動力機的特性予以改善，以適應工作機的需求。傳統(tǒng)的風力發(fā)電機組中就是以主軸、齒輪箱、彈性聯(lián)軸節(jié)和制動器為傳動裝置，由增速齒輪箱將風能輸入的較低轉(zhuǎn)速增大到發(fā)電機需要的轉(zhuǎn)速，以滿足發(fā)電機工作特性的要求。概述2發(fā)電機作為風力發(fā)電機組將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，它不僅直接影響到輸出電能的品質(zhì)和效率，而且也影響到整個風能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的性能和結(jié)構(gòu)。風

2、能具有波動性，而電網(wǎng)電網(wǎng)要求穩(wěn)定的并網(wǎng)電壓和頻率，風力發(fā)電機組通過機械和電氣控制可以有效解決這一問題，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，向電網(wǎng)輸出滿足要求的電能。因此，選用適合風能轉(zhuǎn)換、運行可靠、效率高、供電性能良好和便于控制的發(fā)電機是風力發(fā)電的重要環(huán)節(jié)。3并網(wǎng)型風力發(fā)電機組常用的發(fā)電機有異步發(fā)電機、雙饋異步發(fā)電機、永磁或電勵磁同步發(fā)電機等類型。異步發(fā)電機按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分有鼠籠式異步發(fā)電機和繞線式異步發(fā)電機。鼠籠式異步發(fā)電機主要用于定槳距風電機組，如早期的300kW、500kW、600kW、750kW機組等1MW以下的機型應用較多。目前主要用于變槳距變頻風電機組的雙饋異步發(fā)電機的是繞線式異步發(fā)電機。4同步發(fā)電機按照勵

3、磁方式的不同，有永磁同步發(fā)電機和 電勵磁同步發(fā)電機兩種，主要用于直驅(qū)型和半直驅(qū)型風力發(fā)電機。直驅(qū)型由于不用齒輪箱增速，簡化了傳動鏈，是目前風里發(fā)電機組的主流技術(shù)之一，有較好的應用前景。5發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單，基本結(jié)構(gòu)由：1個定子（電樞）+1個轉(zhuǎn)子+2個端蓋+2個軸承共同組成，如鼠籠型發(fā)電機；雙饋異步風力發(fā)電機結(jié)構(gòu)：基本型+滑環(huán)+冷卻器（或空空冷卻器）永磁直驅(qū)風力發(fā)電機結(jié)構(gòu)： 基本型外轉(zhuǎn)子 永磁半直驅(qū)風力發(fā)電機結(jié)構(gòu)：基本型+空冷器內(nèi)轉(zhuǎn)子6雙饋異步發(fā)電機的定義： 雙饋異步發(fā)電機是恒頻發(fā)電機的一種，發(fā)電機的定子和轉(zhuǎn)子直接或間接與電網(wǎng)相連，并進行能量交換。 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng)組成如下頁圖所示，圖中省略了

4、變壓器、濾波器等構(gòu)件。其中定子通過并網(wǎng)開關(guān)直接接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子通過變頻器接入電網(wǎng)。轉(zhuǎn)子上裝配有光電編碼器。78工作制： 連續(xù) 相數(shù)： 三相額定功率： 1520 KW額定轉(zhuǎn)速： 1800 r/min轉(zhuǎn)速范圍： 1000-2000 r/min中心高： 500 mm 額定功率下的效率：97%額定功率因數(shù)： 1定子繞組連接方式：三角形定子額定電壓： 690 V定子額定電流： 1064 A定子額定頻率： 50 Hz9l轉(zhuǎn)子類型： 繞線式 l轉(zhuǎn)子繞組接線方式：星型l轉(zhuǎn)子額定電壓： 419 Vl轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)電壓： 2018 Vl最大轉(zhuǎn)子電流： 450 Al絕緣等級： H 級 l結(jié)構(gòu)型式： IM B3l極數(shù)： 4

5、極l冷卻方式： 機殼水泠l繞組溫升限值： 105 Kl轉(zhuǎn)向： 從輸出軸方向觀察為逆時針l防護等級： IP54l重量： 不大于 6350 kg10 當發(fā)電機轉(zhuǎn)速小于定子旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速1500rpm時，發(fā)電機處于亞同步狀態(tài)，此時轉(zhuǎn)子通過變頻器從電網(wǎng)中吸收功率，定子直接饋送電能給電網(wǎng)； 當發(fā)電機轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速1500rpm時，發(fā)電機處于超同步運行狀態(tài)，此時轉(zhuǎn)子通過變頻器饋送電能給電網(wǎng)，定子直接饋送電能給電網(wǎng)； 當發(fā)電機轉(zhuǎn)速等于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速1500rpm時，發(fā)電機作為同步電機運行，轉(zhuǎn)子有功幾乎為零，既不從電網(wǎng)吸收有功率也不向電網(wǎng)饋送有功。變頻器向轉(zhuǎn)子提供接近于直流的無功勵磁電流。

6、當發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子的頻率響應變化，可使定子電流頻率保持恒定不變，即與電網(wǎng)頻率保持一致，實現(xiàn)了變速恒頻控制。111213永濟發(fā)電機裝配有4 個供電電壓為220V 功率為150W 的電加熱器。電加熱器的電源線已引至輔助接線盒中?？刂萍訜崞鞴ぷ鞯臏囟乳_關(guān)（電阻溫度計PT100）位于發(fā)電機定子繞組內(nèi),當發(fā)電機溫度低于10,加熱器開始工作,當發(fā)電機定子繞組溫度高于或等于20,加熱器停止工作。14天元發(fā)電機裝配有2 個供電電壓為220V 功率為300W 的電加熱器。電加熱器的電源線已引至輔助接線盒中?？刂萍訜崞鞴ぷ鞯臏囟乳_關(guān)（電阻溫度計PT100）位于發(fā)電機定子繞組內(nèi),當發(fā)電機溫度低于10,

7、加熱器開始工作,當發(fā)電機定子繞組溫度高于或等于20,加熱器停止工作。15一、維護的目的二、安全預防措施三、必要的整機維護四、軸承與潤滑系統(tǒng)的維護五、定、轉(zhuǎn)子繞組維護六、滑環(huán)和電刷裝置的維護七、除塵裝置維護16確保電機能夠可靠運行，不會產(chǎn)生任何意外的損壞；通過有計劃的定期保養(yǎng)和維護，以盡可能降低停機時間；維護過程中獲取的數(shù)據(jù)有助于制定附加維護操作計劃。17在操作任何電氣設(shè)備之前，必須采取常規(guī)電氣安全預防措施并遵守本地規(guī)章，以防止出現(xiàn)人員傷害事故。應遵守安全人員的指導。在電氣設(shè)備和裝置上執(zhí)行維護操作的人員必須具有高級資格。工作人員必須經(jīng)過培訓，熟悉旋轉(zhuǎn)電機特定的維護程序和測試。18為了確保電機可達

8、到較長的使用壽命，電機外表面應保持清潔并應定期檢查是否存在銹跡、泄漏以及其它缺陷。電機外表面上的污垢會使機座腐蝕，并影響電機的冷卻。根據(jù)電機運行環(huán)境，每年對電機進行一次整體清潔維護；檢查所有緊固件（螺栓、墊圈等）連接是否良好；檢查各引接電纜絕緣是否良好；檢查絕緣電阻是否滿足要求。19204.1軸承保養(yǎng)銘牌v 所有電機都在機座上裝有軸承保養(yǎng)銘牌。軸承保養(yǎng)銘牌提供了軸承潤滑信息，主要包括：v 使用的潤滑脂類型；v 補充潤滑脂間隔時間；v 補充潤滑脂量。v 注意：在使用和維護 電機時，必須按照軸 承保養(yǎng)銘牌上提供的 信息對電機軸承進行 維護！4.2補充潤滑脂補充潤滑脂間隔時間 傳動端2000h，非傳

9、動端2000h。補充潤滑脂量 傳動端120g，非傳動端120g。旋轉(zhuǎn)電氣設(shè)備的所有軸承都需要補充潤滑脂，補充潤滑脂操作可手動執(zhí)行也可通過自動潤滑系統(tǒng)執(zhí)行。214.2.1為軸承手動補充潤滑脂電機配有手動補充潤滑脂油嘴，用帶M101錐形潤滑頭的潤滑油槍注油。設(shè)備運行時手動補充潤滑脂： 檢查使用的潤滑脂類型； 清潔油嘴及周圍區(qū)域； 檢查潤滑通道是否暢通； 將規(guī)定用量的潤滑脂注入軸承； 讓電機運行1 2 小時，以確保所有多余 的潤滑脂都已排出軸承。在此期間軸承溫度可能暫時升高。22電機停機時手動補充潤滑脂。最好在設(shè)備運行時補充潤滑脂：如果不可能，或者認為這種操作具有危險，則必須在電機停機時補充潤滑脂。

10、在此情況下： 檢查使用的潤滑脂類型； 停機； 清潔油嘴及周圍區(qū)域； 檢查潤滑通道是否暢通； 僅將一半規(guī)定用量的潤滑脂注入軸承； 全速運行設(shè)備幾分鐘； 停機； 設(shè)備停止后，將規(guī)定用量的另一半潤滑脂注入軸承； 讓設(shè)備運行1 2 小時，以確保所有多余的潤滑脂都已排出軸承。在此期間軸承溫度可能暫時升高。234.2.2自動潤滑系統(tǒng)潤滑電機配有自動潤滑系統(tǒng)，系統(tǒng)與電機的機械連接、電氣連接以及潤滑間隔時間和加脂量的設(shè)置在電機出廠之前已經(jīng)由電機制造廠商完成。在維護時檢查自動潤滑系統(tǒng)設(shè)定與運行狀況。244.3軸承維護滾動軸承的維護要求特別謹慎并使用專用工具和特殊方法，以確保新裝配的軸承具有較長的使用壽命。在軸承

11、維護過程中，應確保： 維護過程中沒有任何污垢或者碎屑進入軸承；在裝配之前應清洗并干燥軸承，然后加注適當（軸承空間的1/31/2）潤滑脂；軸承的拆卸和安裝不可損壞軸承。軸承必須使用拉拔器拆卸，采用烘箱或感應加熱器加熱安裝，加熱溫度不得超過120。254.4軸承絕緣和軸承絕緣電阻檢查最終裝配和測試過程中的軸承絕緣電阻檢查是一項主要維護操作。在設(shè)備的所有綜合性檢查中也應執(zhí)行該操作。為了消除感應產(chǎn)生的軸電壓形成循環(huán)軸承電流，軸承系統(tǒng)必須具有良好的絕緣性能。軸承的絕緣部分可隔斷軸電流流過軸承，從而避免因軸電流造成軸承電蝕損壞。26本電機采用了絕緣軸承室結(jié)構(gòu)，軸端設(shè)有接地碳刷裝置，在運行過程中通過接地碳刷

12、接地而釋放軸電流。在測量軸承絕緣電阻時要求將電刷拔起，在冷態(tài)下用500 VDC進行測量，絕緣電阻值2M即為合格，測試時間要求持續(xù)1分鐘。若測量值過小，須將軸承加以清潔檢查并在需要時重新進行絕緣檢測。27確定維護時間按照電機運行經(jīng)驗，絕緣電阻測試應每年執(zhí)行一次。其它測試只應在出現(xiàn)問題時執(zhí)行。285.1絕緣電阻測試在執(zhí)行常規(guī)維護過程中，電機首次啟動之前或長期停機后，必須測量定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的絕緣電阻。絕緣電阻測量可提供繞組絕緣材料的濕度和干凈程度的信息。根據(jù)該信息，可確定正確的清潔和干燥操作。對于繞組干燥的新電機，絕緣電阻非常高。但是，如果設(shè)備的運輸或者存儲不當、受潮，或者設(shè)備操作不當都會大大降

13、低電阻。注意: 測量繞組絕緣電阻之后應讓繞組立即接地，以避免觸電。295.1.1常規(guī)問題根據(jù)絕緣電阻測試，在采取任何措施之前應考慮下列方面：如果測量值過低，必須干燥繞組。如果這些措施還不夠，應請求專家?guī)椭?；對于懷疑受潮的電機，無論測量的絕緣電阻值是多少，都應仔細干燥；繞組溫度升高時絕緣電阻值會降低。305.1.2繞組的干燥方法如果可能，可通過烘箱對整機進行加熱，加熱過程中要求卸下空-水冷卻器，加熱溫度控制在75以內(nèi)，具體加熱時間可根據(jù)繞組的受潮程度確定。電機可在空載電動機運行狀態(tài)下進行烘潮處理，運行時間根據(jù)繞組的受潮程度確定。電機還可以通過接通機座內(nèi)安裝的加熱器進行烘潮處理，加熱時間根據(jù)加熱器

14、功率和繞組受潮程度確定。315.1.3絕緣電阻的最低限值熱態(tài)（約75 ）0，69M 冷態(tài)（約20 ）10M 注意: 如果沒有達到此處給定的值，應檢查確定絕緣電阻較低的原因。造成絕緣阻值較低的原因可能是濕度過大或者污垢過多。32注意：如果最小絕緣電阻達不到要求，不要啟動電機。33v 為了能夠比較測量的絕緣電阻值，以75C 為基準溫度。實際測量值必須大于測試溫度下?lián)Q算出的最小絕緣電阻值R（絕緣）。v 在不同溫度下，繞組最小絕緣電阻： R （絕緣）= K R （絕緣75）v 不同溫度的絕緣電阻換算因子K值：5.2定子繞組絕緣電阻值測量使用絕緣電阻測量儀測量絕緣電阻。測試電壓為500 VDC。測試時間

15、持續(xù)1 分鐘，然后記錄絕緣電阻值。在執(zhí)行絕緣電阻測試之前，必須采取下列措施： 檢驗所有電纜引接線是否都已斷開； 檢驗避雷器回路是否與繞組斷開； 測量繞組溫度； 所有電阻溫度傳感器都已接地； 絕緣電阻測量應在接線盒中執(zhí)行。通常整個繞組一起測試，此時測量儀連接在電機機座和繞組之間，機座接地。注意：測量定子繞組絕緣電阻值后，繞組必須立即接地以釋放繞組電壓。345.3轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻測量使用絕緣電阻測量儀測量轉(zhuǎn)子繞組的絕緣電阻，轉(zhuǎn)子繞組的測試電壓為1000 VDC，測量時間要求持續(xù)一分鐘。注意事項及措施： 檢驗所有電纜引接線是否都與電源斷開； 檢驗滑環(huán)裝置連接電纜是否與電源斷開； 檢驗電機機座和定子繞

16、組是否已接地； 軸已接地； 檢查碳刷連接是否處于良好狀態(tài)； 檢查測量裝置； 測量定子繞組溫度，并以其作為轉(zhuǎn)子繞組溫度的參考值。 絕緣電阻測量儀連接在整個轉(zhuǎn)子繞組和電機軸之間（在接線盒中進行）。注意：執(zhí)行轉(zhuǎn)子繞組測量之后，轉(zhuǎn)子繞組必須立即接地以釋放繞組電壓。355.4輔助設(shè)備絕緣電阻測量為了確保設(shè)備保護裝置和其它輔助設(shè)備正常運行，可通過絕緣電阻測試確定其狀態(tài)。其他輔助設(shè)備應為500 VDC，測量時間要求持續(xù)1分鐘。絕緣電阻最低限值R（絕緣 75 ） 0.5M 。36滑環(huán)的保養(yǎng)滑環(huán)的滑動表面應保持光潔。應檢查滑環(huán)并清潔絕緣表面。電刷磨損會產(chǎn)生碳塵，這些碳塵很容易在絕緣表面上積累成電橋?；h(huán)之間可能

17、會放電并出現(xiàn)火花弧，從而導致設(shè)備運行中斷。376.1停機時期如果設(shè)備要開始停機較長時間，應提起電刷。在運輸、存放、安裝或者較長時間的停機過程中，滑環(huán)的滑動表面可能會被污垢等異物弄臟或覆蓋。在重新啟動設(shè)備之前，應檢查并清潔滑動表面。386.2磨損如果滑環(huán)不光滑或者不平坦，應打磨或者在車床上車削,注意滑環(huán)直徑的最小尺寸，滑環(huán)初始直徑為320mm，最小直徑不得小于310mm。整個滑環(huán)直徑的同軸度應0.05 mm。如果滑環(huán)磨損嚴重或者嚴重燒傷，應裝配新的滑環(huán)。使用千分表測量滑環(huán)的同軸度。測量點位于滑環(huán)表面或者電刷外端面上。記錄軸轉(zhuǎn)一圈的最高值和最低值。最大值和最小值之間的差值不應超過0.05 mm。兩

18、個滑環(huán)的外徑差值最好不超過1mm。396.3刷架系統(tǒng)的保養(yǎng)應檢查刷架系統(tǒng)并清潔絕緣表面。電刷磨損會產(chǎn)生碳塵，雖然在滑環(huán)室上方安裝有風機并在滑環(huán)室下部有除塵設(shè)備，但這些碳塵還是很容易在絕緣表面上積累成電橋。清潔刷架系統(tǒng)時碳塵最好使用吸塵器。406.4電刷運行一周后，進行首次檢查。每隔6 個月進行定期檢查。關(guān)停電機，逐個取下電刷并檢查電刷接觸面。正常狀態(tài)下的電刷表面應光滑清潔；檢查電刷高度,注意電刷磨耗和剩余高度（不少于新電刷高度的1/3）。如果電刷監(jiān)控系統(tǒng)報警，請更換所有電刷。更換電刷時，注意用同一廠家，同一型號的新電刷代替。新電刷必須能在刷盒里活動自如，不能有異響。如有響聲，取下電刷檢查刷盒。

19、檢查電刷的同時要檢查滑環(huán)狀態(tài)。尤其要對滑環(huán)、刷握、連線、絕緣和刷架，進行必要的清潔；41更換電刷后要預磨電刷，按以下方法進行：用100 號砂布包住滑環(huán)，砂布寬度=滑環(huán)寬度+兩端余量約200mm，按電機旋轉(zhuǎn)的方向?qū)㈦娝唇M排列預磨。然后用100 號砂布進行精磨。粗磨、精磨只能按電機旋轉(zhuǎn)方向進行。電刷接觸面最少要達到滑環(huán)接觸面的80%。磨完后，用軟布仔細擦拭電刷表面，用手指觸摸電刷，以確認沒有異物；完成磨校之后，仔細清洗電刷刷件，滑環(huán)室和滑環(huán)組件；42在滑環(huán)室的下方有除塵裝置，用來收集滑環(huán)室內(nèi)碳粉，每隔6個月進行清理。清理時拆下過濾網(wǎng)進行清理或更換。43一、機械故障二、電氣故障441、發(fā)電機軸承故

20、障主要故障2、發(fā)電機振動值大3、冷卻風扇故障4、發(fā)電機異響451、軸電流軸電流2、軸對中軸對中 3、機組振動 4、日常維護（潤滑脂補充不及時或過多） 5、配件變形 6、其他原因（意外沖擊損傷）464748 1、軸承故障引起 2、轉(zhuǎn)子動平衡失衡引起 3、冷卻風扇故障引起 4、安裝不良，軸對中超標491、發(fā)電機電樞繞組對地絕緣電阻值低（冷態(tài)、熱態(tài)）2、發(fā)電機電樞繞組三相電阻不平衡3、滑環(huán)故障4、發(fā)電機電樞繞組溫升高50電纜燒損 三相電阻平衡 對地絕緣電阻值合格電纜絕緣層燒損 發(fā)電機斷相 三相電阻不平衡 對地絕緣電阻值=0繞組匝間絕緣短路 三相電阻不平衡 對地絕緣電阻值或合格511、 接地環(huán)磨損、燒損2、 主環(huán)變形（橢圓）、表面粗糙3、 主環(huán)對地絕緣電阻值小、或=05253 1、 空冷器故障空空冷 2、 冷卻器故障水冷 3、 匝