湘電風(fēng)機(jī)培訓(xùn)

1、 華能吉林四平鑫豐風(fēng)場華能吉林四平鑫豐風(fēng)場湘電風(fēng)能風(fēng)機(jī)培訓(xùn)湘電風(fēng)能風(fēng)機(jī)培訓(xùn) 一一 培訓(xùn)目的培訓(xùn)目的 使業(yè)主掌握湘電風(fēng)能使業(yè)主掌握湘電風(fēng)能XE82-2000風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)械結(jié)構(gòu)、技術(shù)參風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)械結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、安全措施、控制系數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、安全措施、控制系統(tǒng)、安全鏈系統(tǒng)以及維護(hù)知識等，統(tǒng)、安全鏈系統(tǒng)以及維護(hù)知識等，保證人員安全以及湘電風(fēng)能風(fēng)機(jī)的保證人員安全以及湘電風(fēng)能風(fēng)機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。安全穩(wěn)定運(yùn)行。 二二 培訓(xùn)內(nèi)容培訓(xùn)內(nèi)容 （1）XE82-2000的機(jī)械結(jié)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 2022-5-15湘電風(fēng)能有限公司4（2）XE82-2000的主要數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù) （3 3）XE82-20

2、00XE82-2000的運(yùn)行控制數(shù)據(jù)的運(yùn)行控制數(shù)據(jù) （4）XE82-2000的安全概述的安全概述 每一個進(jìn)入風(fēng)機(jī)的人都必須遵守安全條款。風(fēng)機(jī)是一個危險的設(shè)備，只有專業(yè)人員才能獲準(zhǔn)進(jìn)入風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)內(nèi)部工作只允許穿合身的緊身衣服，并佩戴安全帽，穿密封良好的鞋子，有的地方還要佩戴防噪音耳罩。 以下特定的條款也應(yīng)該遵守：u當(dāng)風(fēng)速超過20米/秒時，嚴(yán)禁在風(fēng)機(jī)葉輪里呆的時間超過10分鐘。u當(dāng)溫度低于0攝氏度時，必須佩戴手套才能攀登風(fēng)機(jī)樓梯。u雷電天氣嚴(yán)禁進(jìn)入風(fēng)機(jī)。u維修人員必須熟悉風(fēng)機(jī)功能操作以及工作安全體系。u攀爬風(fēng)機(jī)時，確保安全帶已固定好，同時關(guān)閉身后的升降口蓋子。u當(dāng)風(fēng)機(jī)處在自動運(yùn)行狀態(tài)下，嚴(yán)禁在風(fēng)

3、機(jī)內(nèi)部進(jìn)行任何作業(yè)。u當(dāng)葉輪沒有被鎖緊裝置鎖死時，禁止在葉輪里或者是靠近葉輪的地方作業(yè)。u當(dāng)在機(jī)艙外作業(yè)時，任何時候都必須佩戴合格的安全帶。u每一次進(jìn)入風(fēng)機(jī)的活動必須記錄于維修日志中，或者是記錄于維修報告中。u在維護(hù)和檢測作業(yè)中,出于安全考慮，必須同時有兩名工作人員在場。u嚴(yán)禁未戴安全帽進(jìn)入風(fēng)機(jī)。 （5）XE82-2000的控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)1) XE82-2000的控制系統(tǒng)的硬件部分的控制系統(tǒng)的硬件部分主控制柜：安裝在塔筒底部，主要功能是實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的啟動、停車、偏航控制、變頻器控制、輔助控制、保護(hù)、監(jiān)控。機(jī)艙控制柜：安裝在機(jī)艙內(nèi)，主要處理機(jī)艙的I/O信號，控制偏航動作、液壓站動作、自動潤滑系統(tǒng)

4、動作及其他輔助控制動作、承擔(dān)塔筒加速度監(jiān)控及發(fā)電機(jī)及主軸承溫度監(jiān)控。輪轂控制柜及蓄電池箱：安裝在輪轂內(nèi)，主要處理輪轂I/O信號、執(zhí)行變槳控制動作、緊急狀態(tài)下變槳、偏航軸承自動潤滑及其他輪轂輔助控制動作。輪轂蓄電池供電的緊急變槳保護(hù)系統(tǒng)與正常的PLC控制系統(tǒng)完全獨(dú)立，能保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)在正常保護(hù)動作反應(yīng)出現(xiàn)故障的情況下（如電源斷電、PLC死機(jī)或程序執(zhí)行紊亂、軟件超速保護(hù)失效同時硬件檢測到超速信號）快速收槳實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)氣動停車，保證風(fēng)機(jī)的安全。 風(fēng)機(jī)主控制柜通過一根光纖與機(jī)艙控制柜進(jìn)行連接，此光纖具有抗電磁干擾特性，傳輸速度以微秒計，與PLC背板總線傳輸時間基本差不多，保證了控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速度及可靠性

5、。 機(jī)艙控制柜與輪轂控制柜的連接通過滑環(huán)，使用一根帶屏蔽的多芯銅電纜，采用CANopen通訊協(xié)議，通訊速率為500Kbit/s 。 主控制柜與變頻器之間同樣采用CANopen的方式進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)主控制柜對變頻器的控制及相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測。同時主控制柜也采用硬接線的方式與變頻器進(jìn)行連接，以保證變頻器急停鏈路串聯(lián)到整個風(fēng)機(jī)的急停鏈路中。 2) XE82-2000的控制系統(tǒng)功能的控制系統(tǒng)功能 基于BACHMANN PLC的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計主要為了實(shí)現(xiàn)以下功能：l自動和手動啟動和停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)l葉片變槳系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)的功率控制和輪轂轉(zhuǎn)速限制l偏航控制以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)自動對風(fēng)l風(fēng)速、風(fēng)向監(jiān)控l風(fēng)機(jī)保護(hù)系統(tǒng)l

6、緊急保護(hù)系統(tǒng)及周期性的緊急保護(hù)系統(tǒng)功能性自檢l各種監(jiān)控功能l與變頻器控制系統(tǒng)的通訊及控制 l輔助控制功能 l與本地人機(jī)界面的通訊 l與SCADA系統(tǒng)的通訊 3) XE82-2000的運(yùn)行邏輯條件的運(yùn)行邏輯條件l風(fēng)機(jī)起動 l風(fēng)機(jī)在滿足下列條件時可以手動或自動起動l切入風(fēng)速10分鐘平均風(fēng)速25m/s或者3s平均風(fēng)速35m/sl接收到扭纜請求 l發(fā)生故障（主控制系統(tǒng)或變頻器發(fā)生故障） l緊急系統(tǒng)故障（如正常變槳系統(tǒng)失效、獨(dú)立的超速繼電器發(fā)出超速信號、系統(tǒng)掉電等）l緊急系統(tǒng)自測試（每96小時進(jìn)行一次測試，測試時風(fēng)速小于10m/s） l在手動停車、高風(fēng)速、電纜扭纜請求或故障發(fā)生情況下，由正常變槳系統(tǒng)將葉

7、片變到順槳位置 6) 與與XE82-2000載荷設(shè)計有關(guān)的故障事件如下：載荷設(shè)計有關(guān)的故障事件如下：u輪轂軟件超速u風(fēng)向標(biāo)錯誤（2個風(fēng)向標(biāo)信號差值大于15度）u偏航超時：偏航事件超過5倍設(shè)定時間u不平衡：機(jī)艙加速度測量SQRT(accx2+accy2)=1.75m/s2，100ms延時u在發(fā)生緊急系統(tǒng)故障或緊急系統(tǒng)測試時，變槳電機(jī)通過電池供電使葉片快速順槳到故障停車位置 7) 與與XE82-2000載荷設(shè)計有關(guān)的緊急故障如下：載荷設(shè)計有關(guān)的緊急故障如下：n硬件超速門檻到達(dá)n葉片角度誤差太大（任意2個葉片5秒內(nèi)差值超過1度）n葉片角度測量值超過允許范圍（葉片角度小于-10度或大于100度）n伺服

8、變槳系統(tǒng)故障或超時n系統(tǒng)掉電 如果在1個小時內(nèi)，同樣的故障檢測到最大配置數(shù)時，自動重啟被禁止，在維護(hù)人員評估并解決問題后，風(fēng)機(jī)才能復(fù)位并在符合起動條件下起動。如果沒達(dá)到配置數(shù)，則風(fēng)機(jī)可以在滿足起動條件下起動。 8) XE82-2000風(fēng)機(jī)內(nèi)部和外部運(yùn)行狀況監(jiān)控風(fēng)機(jī)內(nèi)部和外部運(yùn)行狀況監(jiān)控 在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中，有大量的內(nèi)部和外部參數(shù)，運(yùn)行值需要連續(xù)監(jiān)控，一些監(jiān)控值是與風(fēng)機(jī)安全相關(guān)的，根據(jù)觸發(fā)條件不同，XE82-2000可能觸發(fā)下面停機(jī)狀態(tài)：l正常停車l緊急停車l暴風(fēng)停車 9) XE82-2000具體監(jiān)控參數(shù)描述如下：具體監(jiān)控參數(shù)描述如下：風(fēng)況監(jiān)控風(fēng)況監(jiān)控 XE82-2000風(fēng)力發(fā)電機(jī)在機(jī)艙尾部安裝了

9、1個風(fēng)速計和2個風(fēng)向標(biāo)用于測量風(fēng)速和風(fēng)向，風(fēng)速計信號不但作為風(fēng)機(jī)起動信號，同時也是觸發(fā)風(fēng)機(jī)切出和暴風(fēng)停車的信號，風(fēng)向標(biāo)信號則是風(fēng)機(jī)偏航主要的信號之一 。l當(dāng)風(fēng)機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，如果風(fēng)速超過偏航激活的所需風(fēng)速或者切入風(fēng)速，風(fēng)機(jī)開始自動偏航并可以手動或自動起動 l當(dāng)風(fēng)速大于切出風(fēng)速或者暴風(fēng)停車風(fēng)速，風(fēng)機(jī)正常停車或觸發(fā)暴風(fēng)停車 風(fēng)機(jī)環(huán)境狀況監(jiān)控風(fēng)機(jī)環(huán)境狀況監(jiān)控l安裝了外部溫度傳感器 ，如環(huán)境溫度超過設(shè)定值，風(fēng)機(jī)觸發(fā)正常停車，當(dāng)環(huán)境溫度回到遲滯范圍以內(nèi)且其它風(fēng)機(jī)起動條件滿足，則風(fēng)機(jī)自動重啟。l機(jī)艙內(nèi)部安裝了煙霧探測器，當(dāng)風(fēng)機(jī)發(fā)生火災(zāi)時觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停車。 振動監(jiān)控振動監(jiān)控 在風(fēng)機(jī)的機(jī)艙內(nèi)安裝了一個加速度檢

10、測儀，可以持續(xù)監(jiān)控塔筒頂部2個相互垂直方向的加速度值，如果檢測到塔筒加速度矢量和超過設(shè)定值，將觸發(fā)風(fēng)機(jī)緊急停車。 輸出功率監(jiān)控輸出功率監(jiān)控 XE82-2000風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出到電網(wǎng)的功率可以通過變頻器計算出來，如果得到的結(jié)果達(dá)到設(shè)定值將觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停機(jī)：l如果風(fēng)機(jī)5s持續(xù)輸出功率大于設(shè)定值P1，風(fēng)機(jī)正常停車l如果風(fēng)機(jī)10min內(nèi)持續(xù)功率大于設(shè)定值P2，風(fēng)機(jī)正常停車l電網(wǎng)及電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控l風(fēng)機(jī)控制器可以通過變頻器監(jiān)控電網(wǎng)電壓和頻率，電網(wǎng)掉電或頻率值超過設(shè)定值會觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停機(jī)或緊急停機(jī)l發(fā)電機(jī)發(fā)生短路可以通過變頻器檢測到，到檢測到發(fā)電機(jī)短路時將觸發(fā)正常停機(jī) 輪轂速度監(jiān)控輪轂速度監(jiān)控 XE82-200

11、0風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在輪轂內(nèi)安裝了2個輪轂轉(zhuǎn)速傳感器，一個是增量傳感器，安裝在滑環(huán)內(nèi)部，該信號傳輸?shù)娇刂破骼锩娌⒈豢刂破魈幚?，?dāng)該傳感器檢測到信號超過軟件超速限定值時將觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停車。另外一個傳感器為接近開關(guān)，安裝在輪轂滑環(huán)表面，通過一根屏蔽電纜與超速繼電器進(jìn)行連接，超速繼電器通過檢測滑環(huán)轉(zhuǎn)動部分的齒數(shù)得到輪轂的轉(zhuǎn)速，它完全獨(dú)立于風(fēng)機(jī)控制器運(yùn)行，當(dāng)超速繼電器檢測到輪轂轉(zhuǎn)速超過其硬件設(shè)定值時，觸發(fā)風(fēng)機(jī)緊急停車系統(tǒng)動作，風(fēng)機(jī)緊急停車。 變頻器控制系統(tǒng)自動計算的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降反饋到風(fēng)機(jī)控制器中，如果輪轂的增量傳感器檢測到的轉(zhuǎn)速與變頻器計算值不一致將觸發(fā)風(fēng)機(jī)的正常停車。 變槳系統(tǒng)監(jiān)控變槳系統(tǒng)監(jiān)控 l變槳角度

12、、變槳速度 在輪轂每個變槳軸上安裝了一個速度傳感器和一個角度位置編碼器，一個安裝在變槳電機(jī)內(nèi)用于測量變槳速度，一個安裝在變槳電機(jī)尾部軸上用于測量變槳角度。這些信號不僅用于變槳控制的反饋，同時也是檢測風(fēng)機(jī)3個葉片偏差的信號，這些信號錯誤或者超過設(shè)定值都會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)緊急停車。 l限位開關(guān) 在每個葉片軸上都安裝了2個限位開關(guān)，分別安裝在90度和93度，它可以在正常停車或者緊急停車的時候斷開變槳電機(jī)的電源供應(yīng)（驅(qū)動器或蓄電池）并停止風(fēng)機(jī)，如果第一個限位開關(guān)失效，第2個限位開關(guān)將起作用。 l緊急變槳蓄電池緊急變槳蓄電池組的電池電壓被持續(xù)監(jiān)控，如果檢測到蓄電池電壓低于某一個設(shè)定值，會觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停機(jī)。除此之

13、外，緊急變槳電池還會定時檢查測試。 l變槳電機(jī)溫度每臺變槳電機(jī)的溫度被持續(xù)監(jiān)控，如果某個電機(jī)的溫度超過限定值，將觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停車。 機(jī)械剎車監(jiān)控機(jī)械剎車監(jiān)控 風(fēng)機(jī)維護(hù)剎車和偏航剎車都是通過液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，因此在正常發(fā)電情況下，風(fēng)機(jī)液壓系統(tǒng)的壓力是持續(xù)監(jiān)控的，如果液壓系統(tǒng)的壓力低于設(shè)定值，將會觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停車。 偏航系統(tǒng)監(jiān)控偏航系統(tǒng)監(jiān)控 l機(jī)艙對風(fēng) 在機(jī)艙內(nèi)安裝了一個檢測機(jī)艙方位的傳感器，這個傳感器通過一個塑料齒輪與偏航軸承齒輪嚙合，通過它測量的信號和風(fēng)向信號，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的對風(fēng) l硬件扭纜開關(guān)在發(fā)生機(jī)艙方位傳感器錯誤或者機(jī)艙旋轉(zhuǎn)位置超過最大值時將觸發(fā)硬件扭纜開關(guān)信號，該信號將觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停機(jī)

14、冷卻系統(tǒng)監(jiān)控冷卻系統(tǒng)監(jiān)控 XE82-2000風(fēng)力發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)包括變頻器冷卻和發(fā)電機(jī)冷卻。變頻器冷卻采用冷卻液進(jìn)行冷卻，在變頻器冷卻系統(tǒng)的入口和出口都安裝了溫度傳感器和壓力傳感器 l當(dāng)檢測到冷卻系統(tǒng)入口溫度和出口溫度過高或差值過大，將觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停車。l當(dāng)檢測到冷卻系統(tǒng)冷卻液入口壓力過低或出入口壓差過小將觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停車。 發(fā)電機(jī)冷卻采用空氣冷卻，除了發(fā)電機(jī)外部的散熱槽外，在機(jī)艙內(nèi)還安裝了一個冷卻風(fēng)機(jī)，當(dāng)機(jī)艙溫度超過設(shè)定值時，風(fēng)機(jī)自動起動。 控制器功能監(jiān)控控制器功能監(jiān)控 l看門狗在控制系統(tǒng)中，有一個看門狗信號監(jiān)控風(fēng)機(jī)控制程序是否正常運(yùn)行，當(dāng)控制器發(fā)生故障或控制程序進(jìn)入死循環(huán)，將導(dǎo)致看門狗信號

15、丟失，這會觸發(fā)風(fēng)機(jī)緊急停機(jī)，并觸發(fā)控制器重新起動。 l控制器通訊監(jiān)控塔筒控制柜和機(jī)艙控制柜采用光纖通訊，機(jī)艙控制柜與輪轂控制柜采用CANopen通訊，控制器實(shí)時監(jiān)控風(fēng)機(jī)與機(jī)艙和輪轂的通訊，當(dāng)與輪轂的通訊發(fā)生故障中斷時，觸發(fā)風(fēng)機(jī)緊急停機(jī)。 風(fēng)機(jī)其他部件監(jiān)控風(fēng)機(jī)其他部件監(jiān)控 除了上面重要部件的監(jiān)控外，XE82-2000風(fēng)力發(fā)電機(jī)還對其他很多部件參數(shù)進(jìn)行了監(jiān)控，但這些參數(shù)與風(fēng)機(jī)的安全沒有直接關(guān)系。 l主軸承主軸承上安裝了2個溫度傳感器，對主軸承溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)溫度超過設(shè)定值，觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停機(jī)。l發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)定子上安裝6個溫度傳感器，在發(fā)電機(jī)氣隙中安裝了2個溫度傳感器，對發(fā)電機(jī)定子及氣隙溫度進(jìn)行

16、實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)溫度值超過設(shè)定值將觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停機(jī)。 l風(fēng)機(jī)輔助部件 主軸承油脂泵、偏航軸承油脂泵、變槳軸承油脂泵、變槳齒輪油脂泵的液位和流量進(jìn)行監(jiān)控，這些信號不會觸發(fā)停車，但應(yīng)引起維護(hù)人員注意。l輪轂機(jī)艙溫度監(jiān)控輪轂溫度及機(jī)艙溫度高于或低于設(shè)定值將觸發(fā)風(fēng)機(jī)正常停機(jī)。 (6) XE82-2000的安全系統(tǒng)的安全系統(tǒng)1）2個安全停車系統(tǒng)個安全停車系統(tǒng) 安全系統(tǒng)的主要功能是維持風(fēng)機(jī)在一個安全條件下，它阻止風(fēng)機(jī)超速并且在發(fā)生故障、外部條件達(dá)到運(yùn)行極限、自動重啟或者按下緊急停車按鈕時使葉片快速回到順槳位置。 XE82-2000風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用2個完全獨(dú)立的安全裝置。對于XE82-2000風(fēng)機(jī)，2個安全系統(tǒng)都

17、是基于全范圍變槳控制系統(tǒng)，在變槳電機(jī)的軸上均安裝了機(jī)械剎車。每個葉片使用一個直流伺服電機(jī)（或直流電機(jī)）和一個減速齒輪箱作為變槳驅(qū)動裝置。 第一個安全系統(tǒng)使用直流伺服驅(qū)動器驅(qū)動變槳電機(jī)，而第二個安全系統(tǒng)使用蓄電池直接驅(qū)動直流變槳電機(jī)。 XE82-2000安全系統(tǒng)示意圖安全系統(tǒng)示意圖 2個安全系統(tǒng)的切換通過采用安全繼電器、脈沖監(jiān)控繼電器(看門狗脈沖周期為300ms)組合，及相應(yīng)的切換開關(guān)（繼電器及直流接觸器）。一旦連續(xù)5個周期脈沖信號丟失，硬件超速檢測到或輪轂掉電時，這個開關(guān)（接觸器）就會激活，蓄電池直接向變槳電機(jī)供電，以6度/s的變槳速度緊急收槳。 在以下情況下第2個安全系統(tǒng)激活： lPLC程序進(jìn)入死循環(huán)或沒有反應(yīng)l變槳伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障，包括角度編碼器故障、伺服驅(qū)動器故障或者葉片位置偏差過大、變槳超時l輪轂供電故障l緊急停車按鈕按下l緊急系統(tǒng)測試 只需要2個葉片變槳到順槳位置就能夠保證風(fēng)機(jī)在任何工況下都安全，即使第3個葉片由于某種原因無法收槳。激活安全系統(tǒng)大部分風(fēng)況下都不會導(dǎo)致輪轂靜止，輪轂仍然會以很低的速度旋轉(zhuǎn)（空轉(zhuǎn)2rpm） 。 為保證第2個安全系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會定期對第2套系統(tǒng)進(jìn)行周期性功能測試，保證第2套系統(tǒng)的可靠性。一般