Gamesa850kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組介紹

1、Gamesa 850kW機(jī)組介紹機(jī)組介紹目錄目錄l機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)l機(jī)組整體介紹l葉片及變槳機(jī)構(gòu)l傳動系統(tǒng)l液壓系統(tǒng)l偏航系統(tǒng)l電氣系統(tǒng)l變頻變速系統(tǒng)l機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)l中央監(jiān)控系統(tǒng)l設(shè)備日常維護(hù)和修理l日常檢查的主要內(nèi)容l定期維修的主要內(nèi)容機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)l目前國內(nèi)擁有的Gamesa公司產(chǎn)品為G52/58850kW的機(jī)組，lG52/58區(qū)別在于G52適合于具有風(fēng)能資源豐富的地區(qū)（年均風(fēng)速大約在8.5到10m/s），即IEC標(biāo)準(zhǔn)的I和II級。 G58擁有更大的葉輪直徑，適合于具有風(fēng)能資源較豐富的地區(qū)（年均風(fēng)速在7.5m/s以下），即IEC標(biāo)準(zhǔn)的III和IV級。機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)lG52/

2、58機(jī)組為典型的“丹麥設(shè)計”風(fēng)力發(fā)電機(jī)組水平軸三葉片上風(fēng)向主動偏航變槳距功率調(diào)節(jié)變槳距功率調(diào)節(jié)雙饋式變速恒頻控制雙饋式變速恒頻控制機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組示意圖機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)l變槳距調(diào)節(jié)是沿槳葉的縱軸旋轉(zhuǎn)葉片，通過葉片迎風(fēng)角度的變化來控制葉輪吸收的能量，保持在高風(fēng)速情況下輸出功率在限制范圍內(nèi)；l優(yōu)點(diǎn)：機(jī)組起動性能好，高風(fēng)速下輸出功率穩(wěn)定，機(jī)組結(jié)構(gòu)受力小，停機(jī)方便安全；l缺點(diǎn)：增加槳距調(diào)節(jié)系統(tǒng)，增加了故障幾率，設(shè)備造價增加，控制程序比較復(fù)雜。機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)槳距變化示意圖機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)l變轉(zhuǎn)速機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)氣動效率高，對風(fēng)能的利用充分機(jī)械傳動系統(tǒng)的沖擊應(yīng)力小功率輸出相

3、對變化率低機(jī)組結(jié)構(gòu)重量小l變轉(zhuǎn)速機(jī)組缺點(diǎn)功率對電網(wǎng)波動敏感設(shè)備造價高維護(hù)量大，維護(hù)難度高機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)l尖速比葉輪葉尖線速度/設(shè)計額定風(fēng)速l設(shè)計要求的尖速比，是指在此尖速比上，所有的空氣動力學(xué)參數(shù)接近于它們的最佳值，以及葉輪效率達(dá)到最大值l目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般屬于高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，取58。尖速比葉片數(shù)量機(jī)組類型12420低速3438中速5824高速81512高速機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)051 01 52 02 50 . 00 . 10 . 20 . 30 . 40 . 5CpV（m/s） 風(fēng)能利用系數(shù)隨風(fēng)速變化曲線風(fēng)能利用系數(shù)隨風(fēng)速變化曲線轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速r/min051 01 52 02

4、51 081624風(fēng)速（風(fēng)速（m/s）轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化尖速比尖速比051 01 52 02 51 051015機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)01 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 0491419風(fēng)速功率變轉(zhuǎn)速定轉(zhuǎn)速機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)機(jī)組技術(shù)特點(diǎn)l變轉(zhuǎn)速的實(shí)現(xiàn)有雙饋、直驅(qū)、同步機(jī)等多種，l雙饋異步發(fā)電機(jī)l優(yōu)點(diǎn)使用標(biāo)準(zhǔn)繞線式發(fā)電機(jī)變流器容量僅為發(fā)電機(jī)額定容量的30-40%l缺點(diǎn)控制系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)工作量大轉(zhuǎn)速變化范圍相對較小機(jī)組整體介紹機(jī)組整體介紹名稱技術(shù)參數(shù)單位額定功率850kW葉輪直徑52/58m掃風(fēng)面積2642m輪轂中心高度44/55/65m葉輪轉(zhuǎn)速14.5-25

5、.8rpm允許運(yùn)行的環(huán)境溫度-20T+40總重量23(機(jī)艙)+11.5（葉輪）=34.5T機(jī)組整體介紹機(jī)組整體介紹機(jī)組整體介紹機(jī)組整體介紹l葉片與變槳機(jī)構(gòu)l傳動系統(tǒng)l液壓系統(tǒng)l偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)l電氣系統(tǒng)l變頻變速系統(tǒng)葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)長度28.3米材質(zhì)玻璃纖維、聚酯、碳纖維、環(huán)氧樹脂氣動剎車系統(tǒng)全長葉片順槳葉片軸承4點(diǎn)接觸球軸承翼型NACA 63.XXX+FFAW3扭角16.4度葉片最大弦長1.9米葉尖弦長0.4米單只葉片重量2.4噸葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)制作葉片矩形梁葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)外蒙皮制作外蒙皮制作葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)合模合模葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)

6、構(gòu)表面修磨葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)l變槳機(jī)構(gòu)是由液壓動力驅(qū)動的一套復(fù)雜的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將液壓活塞的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為葉片的圓周運(yùn)動，l主要組成部分：液壓缸：產(chǎn)生動力變槳桿：力矩傳遞變槳軸承：旋轉(zhuǎn)與不旋轉(zhuǎn)部件之間的連接部件曲柄連桿機(jī)構(gòu)：力矩方向的轉(zhuǎn)變導(dǎo)向桿：保證運(yùn)動方向鎖定裝置：鎖定動作機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)l液壓缸安裝在齒輪箱后部，雙作用缸l液壓活塞中空，安裝有槳葉角度傳感器部分元件液壓缸角度傳感器葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)l變槳桿從齒輪箱一軸（空心軸）穿過，經(jīng)過主軸伸出，外部有一保護(hù)性導(dǎo)向套管，在主軸出口處有一滑動軸承，變槳桿葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)l由于液壓活塞桿在工作過程

7、中不允許轉(zhuǎn)動，因此必須保證其不隨葉輪轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。變槳軸承葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)變槳軸承剖面圖葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)三角形橫梁鎖定桿導(dǎo)向桿輪轂葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)三角形橫梁連桿葉根軸承葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)輪轂內(nèi)部圖片葉片及變槳機(jī)構(gòu)葉片及變槳機(jī)構(gòu)變槳機(jī)構(gòu)動作示意圖變槳機(jī)構(gòu)動作示意圖傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)l傳動系統(tǒng)包括：主軸：由前后軸承、軸承支撐、傳動軸組成收縮盤：兩段式結(jié)構(gòu)齒輪箱：可選用不同類型的齒輪箱，ISO VG320潤滑油，強(qiáng)制、飛濺混合潤滑方式，強(qiáng)制冷卻，傳動比約61.7:1，聯(lián)軸器：可選用不同類型的聯(lián)軸器，剎車盤及液壓卡鉗：安裝在齒輪箱高速軸上的剎車盤，液壓卡鉗3組

8、，由液壓裝置提供動力，傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)l轉(zhuǎn)速監(jiān)測：葉輪轉(zhuǎn)速傳感器B400:檢測葉輪轉(zhuǎn)速，安裝在主軸前端；Azimuth傳感器S404:未使用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器B401:檢測齒輪箱高速軸轉(zhuǎn)速，安裝在盤式制動器支座上；VOG傳感器B430:為VOG（Vestas過速監(jiān)測模塊）提供獨(dú)立的轉(zhuǎn)速信號；傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)l收縮盤：主軸與齒輪箱連接采用了兩段式收縮盤傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)l安裝與拆卸收縮盤的注意事項(xiàng)：安裝時以正確序列分幾輪依次地鎖緊所有的螺栓，不要依對角線序列緊固螺栓！拆卸時過程類似于安裝，但是順序相反。一致且按順序地松開螺栓。最初每個螺栓僅松開四分之一圈。不要完全卸下螺栓！千斤頂螺母傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)

9、l主潤滑過濾系統(tǒng)：機(jī)械軸輸出，溫度控制冷卻回路；l輔助冷卻系統(tǒng)：電動泵，輔助冷卻；l輔助過濾系統(tǒng)：齒輪油過濾；l冷卻器及風(fēng)扇：雙風(fēng)扇分級冷卻l油加熱器：低溫加熱傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)名稱啟動溫度停止溫度備注機(jī)械泵2無無恒溫閥4560逐漸開啟風(fēng)扇A5550風(fēng)扇B6155輔助冷卻泵195955輔助過濾泵224035加熱器58齒輪油冷卻系統(tǒng)各部件動作值傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)l剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)l液壓系統(tǒng)的功能：驅(qū)動變槳系統(tǒng)，改變?nèi)~片迎風(fēng)角度；驅(qū)動齒輪箱高速軸上的盤式剎車l主要參數(shù)：泵功率：4kW，690V，4極壓力范圍：180200Bar油箱容積：80L工作油量：70L液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)l液壓系統(tǒng)圖示

10、意紅色表示管路中有高的壓力橙色表示管路中有較低的壓力藍(lán)色表示管路中沒有壓力（與油箱壓力相同）紅色虛線表示有壓力的控制管路藍(lán)色虛線表示回流到油箱的控制管路藍(lán)色線圈表示導(dǎo)通的電磁閥線圈，并標(biāo)識電磁閥實(shí)際位置液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)變槳趨向87狀態(tài)液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)變槳趨向5狀態(tài)液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)緊急狀態(tài)液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)停機(jī)狀態(tài)液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)l比例閥是該液壓系統(tǒng)中的核心部件，通過比例閥實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)壓力、流量、方向的無級調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了槳距的平穩(wěn)調(diào)節(jié)；l比例控制是在開關(guān)控制技術(shù)和伺服控制技術(shù)間的過渡技術(shù)，它具有控制原理簡單、控制精度高、抗污染能力強(qiáng)、價格適中等特點(diǎn)。它是在普通液壓閥基礎(chǔ)上，用比例電磁鐵取代閥的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

11、及普通電磁鐵構(gòu)成的。液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)l比例閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)l偏航系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)特有的一隨動伺服系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)力機(jī)機(jī)艙與主風(fēng)向之間發(fā)生偏差時，控制器將控制偏航驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動機(jī)艙,對準(zhǔn)主風(fēng)向。主要有兩大功能:使機(jī)艙主動對準(zhǔn)主風(fēng)向由于主動對風(fēng),機(jī)艙電纜發(fā)生纏繞時,自動解纜偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)l在滿足風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)無故障，風(fēng)速持續(xù)10分鐘達(dá)到偏航風(fēng) 速，電網(wǎng)電壓和頻率持續(xù)10分鐘無異常情況下，可實(shí)現(xiàn)主動對風(fēng)。l首先采樣30s的風(fēng)向，通過30s內(nèi)風(fēng)向在某一方位的頻率來判斷風(fēng)力機(jī)是否已對風(fēng)，或是需要順時針偏航或逆時針偏航。 偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)l當(dāng)控制器收到

12、順/逆時針偏航位置開關(guān)信號時，執(zhí)行自動解纜；l解纜過程中，根據(jù)位置信號確定逆/順時針解纜方向，當(dāng)收到中間位置開關(guān)信號時偏航制動，自動清除故障信息，返回自動偏航過程。偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)偏航減速器小齒輪外齒圈小齒輪偏航減速器偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)機(jī)艙卡鉗螺栓底部滑塊偏航段頂部滑塊外齒圈碟簧徑向滑塊偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)偏航（對風(fēng)）系統(tǒng)電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l電氣系統(tǒng)主要由傳感器、控制器和電氣執(zhí)行回路三部分組成；l傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測對象狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，如風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、轉(zhuǎn)速、角度、振動及部分開關(guān)位置信號等；l控制器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)計算，并輸出；l電氣執(zhí)行負(fù)責(zé)將計算結(jié)果

13、執(zhí)行與傳遞；電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l傳感器種類主要為：風(fēng)速、風(fēng)向傳感器溫度傳感器油位傳感器振動傳感器轉(zhuǎn)速傳感器扭纜傳感器位移傳感器（槳葉角度）壓力傳感器光電編碼器電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l風(fēng)速、風(fēng)向傳感器電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)lIcefree III風(fēng)速儀：旋轉(zhuǎn)一四極磁鐵，在一低阻抗線圈中產(chǎn)生一與風(fēng)速成比例的交流正弦輸出；對應(yīng)關(guān)系：m/s=(Hz0.572)+1輸出輸出電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l風(fēng)向儀原理：半環(huán)隨著風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)動而擺動;根據(jù)兩個成90布置的光電管通斷的不同百分比，可以判斷機(jī)艙與實(shí)際風(fēng)向的偏差。實(shí)際給出的時偏差值而不是風(fēng)的方向，同時由于風(fēng)的不穩(wěn)定性，有一較長的延時；電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l扭纜傳感器電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)

14、電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l位移傳感器（槳葉角度）為一磁致收縮位置傳感器，變槳角度的位置傳感器是一長度的線性測量。測量長度通過在保護(hù)管內(nèi)部波導(dǎo)管內(nèi)傳輸?shù)囊浑娏髅}沖完成；l波導(dǎo)管是一種波導(dǎo)物質(zhì)邊界裝置，形狀是一根固體電介質(zhì)桿或充滿電介質(zhì)的管狀導(dǎo)體，可導(dǎo)引高頻電磁波l磁致伸縮指一些金屬（如鐵或鎳），在磁場作用下具有伸縮能力，電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l磁致伸縮的原理是利用兩個不同的磁場相交時產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖信號，然后計算這個信號被探測的時間周期，從而換算出準(zhǔn)確的位置。這兩個磁場一個來自活動磁鐵，另一個來自傳感器頭的電子部件產(chǎn)生的電流脈沖。這個詢問信號脈沖沿著傳感器內(nèi)以磁致伸縮材料制成的波導(dǎo)管，以聲音的速度運(yùn)行。當(dāng)兩個

15、磁場相交時，波導(dǎo)管產(chǎn)生磁致伸縮現(xiàn)象，產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖（也稱“波導(dǎo)扭曲”，或簡稱“返回”脈沖）。這個返回信號脈沖很快被電子頭的感測電路探測到。從產(chǎn)生詢問信號的一刻到返回信號被探測到所需的時間周期乘以固定的聲音速度，便能準(zhǔn)確的計算出磁鐵的位置變動。這個過程是連續(xù)不斷的，所以每當(dāng)活動磁鐵被帶動時，新的位置就會被很快的感測出來。電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l編碼器：電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l增量型編碼器 (旋轉(zhuǎn)型)工作原理:l由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差（相對于一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A

16、、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。l由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l控制系統(tǒng)組成部分：底部CCU（AK9330）頂部的PLC模塊顯示屏通訊模塊電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l地面控制器（CCU或者AK9330）功能將設(shè)備連接到電網(wǎng)；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子母線電壓；測試初始電機(jī)相角；使發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間保持同步；控制發(fā)電機(jī)的定子功率；計算和記錄電網(wǎng)的電流、電壓、頻率和電機(jī)輸出功率；電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)偏航系統(tǒng)的控制運(yùn)行狀態(tài)控制液壓組件控制統(tǒng)計峰值記錄和計算溫度計數(shù)器記錄和計算風(fēng)速日志記錄

17、控制冷卻風(fēng)扇與電網(wǎng)連接/斷開連接發(fā)電機(jī)過速保護(hù)初始電極測試系統(tǒng)通信管理發(fā)電機(jī)運(yùn)行于星形或者三角形連接變槳控制整流器/倒換器連接/斷開連接控制參數(shù)計算控制參數(shù)的修改接口lPLC模塊功能電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)BH2001BH2102BH2502BH2501BH2311BH2331BH2351BH241224V電源 處理器 光纖通信模塊 通信模塊 數(shù)字量輸入模塊 數(shù)字量輸出模塊 模擬輸入模塊 計數(shù)器卡電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)l發(fā)電機(jī)出線為Y/接可變化方式；l在低功率狀況下發(fā)電機(jī)Y接，速度變化范圍大，且減少了損耗，但輸出功率受限；l高功率時發(fā)電機(jī)接，轉(zhuǎn)速變化范圍?。ㄔ试S的最低轉(zhuǎn)速高）

18、，輸出功率可達(dá)到額定功率；l在Y/接切換過程中，風(fēng)力機(jī)功率需要跳變?yōu)榱?，但轉(zhuǎn)速變化為連續(xù)變化。電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)Y形直接同步900rpm形直接同步1400rpmY形到形的同步切換1600rpm形到Y(jié)形的同步切換1200rpm額定功率1600rpmlY/ 接之間切換主要受發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，為避免突然跳變，用+28rpm/s的加速和-15rpm/s的減速進(jìn)行了平滑過渡；變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)lGamesa G52/58機(jī)組的變速控制采用了雙饋調(diào)速技術(shù)，由于定子與轉(zhuǎn)子兩側(cè)都有能量的饋送, 所以稱為雙饋調(diào)速，是目前風(fēng)力發(fā)電中常用的調(diào)速技術(shù)之一；變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)l雙饋調(diào)速技術(shù)采用普通異步繞線式電機(jī)

19、，在電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子三相繞組分別接入兩個獨(dú)立的三相對稱電源，定子繞組接入工頻電源，轉(zhuǎn)子繞組接入頻率、幅值、相位都可以按照要求進(jìn)行調(diào)節(jié)的交流電源，即采用交直交或交交變頻器給轉(zhuǎn)子繞組供電的結(jié)構(gòu)。變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)l實(shí)際結(jié)構(gòu)多采用交直交變頻器供電的結(jié)構(gòu)，l交交 式變頻器輸 出 電 流 諧 波 成 分 較 高 而 且 輸 出 頻 率 受 到 限 制；變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)l當(dāng)在轉(zhuǎn)子繞組中串入頻率與其感應(yīng)電勢的頻率相同、相位與幅值可調(diào)電壓后,通過改變串入電壓與轉(zhuǎn)子電動勢相角關(guān)系及其幅值大小,即可將異步發(fā)電機(jī)調(diào)整為超同步發(fā)電機(jī)、亞同步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)三種狀態(tài)。其中,適當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)子外加電壓與轉(zhuǎn)子電動勢

20、的相位關(guān)系時可提高電機(jī)的功率因數(shù)、改善電網(wǎng)特性。變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)l在忽略電機(jī)部分損耗時,異步電動機(jī)運(yùn)行中功率關(guān)系如下:Pem = m1U1I1cos1Pmec = (1 - S) PemPs = S PemPem = Pmec + Ps式中Pem 電磁功率;Pmec 機(jī)械功率;Ps 轉(zhuǎn)差功率。變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)l根據(jù)以上關(guān)系式,分析雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率傳遞關(guān)系如下:l(1) 亞同步發(fā)電區(qū)(1 S 0) :此時的電磁功率Pem 0 ,由電機(jī)定子繞組饋入電網(wǎng),轉(zhuǎn)差功率Ps 0 ,由電網(wǎng)通過變頻器提供給轉(zhuǎn)子繞組,電機(jī)實(shí)際發(fā)電功率為(1 - S) Pem 。變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)l(2

21、) 超同步發(fā)電區(qū)( S 0) :此時的電磁功率Pem 0 ,由轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)變頻器將其饋入電網(wǎng),電機(jī)實(shí)際發(fā)電功率為(1 + | S| ) Pem ,如圖4。l(3) 同步運(yùn)行區(qū):此時, S = 0 , Pem = Pmec ,機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為電能并通過定子繞組饋入電網(wǎng),轉(zhuǎn)子繞組僅提供電機(jī)勵磁。變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)l變頻器容量的選擇：根據(jù)實(shí)際風(fēng)速的要求和風(fēng)力機(jī)效率的要求，G52/58機(jī)組的電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定為0.61.07 倍額定轉(zhuǎn)速（9001600），即電機(jī)轉(zhuǎn)差功率在407% Pem之間。轉(zhuǎn)差功率大小決定了變頻器容量的大小，變頻器容量為780056，實(shí)際值為63kVA，設(shè)計裕度偏小，同型機(jī)組選擇了7

22、5kVA，但仍遠(yuǎn)小于額定功率。變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)l變頻器內(nèi)部主要元件變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)lCrowbar的結(jié)構(gòu)：見圖示lCrowbar的作用：當(dāng)直流電壓過高、轉(zhuǎn)子電流過大、轉(zhuǎn)子電壓過高時，起到過壓、過流保護(hù)措施，從而保護(hù)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器和轉(zhuǎn)子繞組；ACB變頻變速系統(tǒng)變頻變速系統(tǒng)lCrowbar的工作原理：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，電網(wǎng)電壓跌落，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子側(cè)過流，同時由于轉(zhuǎn)子電流的上升使直流側(cè)電壓升高，為保護(hù)變流器，當(dāng)直流側(cè)電壓達(dá)到允許最大值時，可控硅導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子側(cè)短路；同時轉(zhuǎn)子回路與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器斷開，與Crowbar回路連接，保持短路狀態(tài)，直到定子回路與電網(wǎng)斷開為止。機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)lG5

23、2/G58風(fēng)力發(fā)電機(jī)有三種運(yùn)行模式：正常運(yùn)行模式維修運(yùn)行模式測試菜單模式l在正常運(yùn)行模式和維修運(yùn)行模式下，有5種運(yùn)行狀態(tài)：緊急停止暫停運(yùn)行并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)l運(yùn)行狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換:要從低的運(yùn)行狀態(tài)上升到更高的運(yùn)行狀態(tài)，必須通過所有中間狀態(tài)一級一級改變，而降低運(yùn)行狀態(tài)時，可以從一個運(yùn)行狀態(tài)直接跳到任何較低的狀態(tài)，機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)緊急緊急停止停止暫停暫停運(yùn)行運(yùn)行并網(wǎng)運(yùn)行并網(wǎng)運(yùn)行VOG有效有效有效有效有效剎車系統(tǒng)有效無效無效無效無效齒輪箱加熱無效有效有效有效有效液壓單元無效有效有效有效有效油冷卻風(fēng)扇和泵無效有效有效有效有效偏航系統(tǒng)無效無效有效有效有效變槳系統(tǒng)無效無效有效有效有效速

24、度調(diào)節(jié)無效無效無效有效有效功率調(diào)節(jié)無效無效無效無效有效中央監(jiān)控系統(tǒng)中央監(jiān)控系統(tǒng)PC公眾電話交換網(wǎng)公眾電話交換網(wǎng)ModemModem遠(yuǎn)控遠(yuǎn)控 PC業(yè)主業(yè)主串口串口 #1RS-232, V.90串口串口 #1RS-232, V.90串口串口 #2RS-232, V.24AK9072AK9073WTGsPLC(機(jī)艙內(nèi)機(jī)艙內(nèi))塑膠光纖塑膠光纖石英光纖石英光纖62,5/125微米微米AK9073PLCAK9073PLC風(fēng)場風(fēng)場.PC 和和 WTGs之間的連接之間的連接62,5/125 石英光纖石英光纖: 1 對對, ST 插頭插頭接口裝置接口裝置AK9072 電電 / 光轉(zhuǎn)換器光轉(zhuǎn)換器AK9073 光光

25、/ 電電 / 光光 信號交換信號交換中央監(jiān)控系統(tǒng)中央監(jiān)控系統(tǒng)AK9072AK9073DB9 插座插座(RS-232)從從 PC發(fā)出的數(shù)據(jù)請求發(fā)出的數(shù)據(jù)請求從從WTGs返回的回答返回的回答RX 接受接受TX 發(fā)送發(fā)送TXRXST 連接器連接器TXRX光纖光纖#1光纖光纖#2Fiber#1Fiber#2Fiber#2Fiber#1TXRX上一臺風(fēng)力機(jī)來光纖上一臺風(fēng)力機(jī)來光纖去下一臺風(fēng)力機(jī)光纖去下一臺風(fēng)力機(jī)光纖TXRX塑膠光纖塑膠光纖PLC(機(jī)組頂部機(jī)組頂部)設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理l設(shè)備的日常維護(hù)和檢修是保證設(shè)備的性能指標(biāo)和可靠性，提高設(shè)備使用壽命，維持生產(chǎn)，提高設(shè)備使用效能的重要途徑

26、；l作為風(fēng)電設(shè)備，自動化程度高、設(shè)備系統(tǒng)種類多，設(shè)備工作環(huán)境惡劣，要達(dá)到一個高的可靠性要求，設(shè)備設(shè)計制造水平固然重要，日常維護(hù)和檢修的水平是至關(guān)重要的因素；l有數(shù)據(jù)顯示，相同地區(qū)的同類型機(jī)組，可利用率分別為88和96，相差到8；設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理l日常維護(hù)是對設(shè)備進(jìn)行清掃、檢查、清洗、潤滑、緊固、調(diào)整和測試等一系列工作的總稱，又稱日常保養(yǎng)；l修理是指設(shè)備出現(xiàn)故障或技術(shù)狀況劣化到某一臨界狀態(tài)時，為恢復(fù)其規(guī)定的技術(shù)性能和完好的工作狀態(tài)而進(jìn)行的一切技術(shù)活動；l由于修理往往以設(shè)備檢查結(jié)果為依據(jù)，在工作中又與檢查相結(jié)合，所以又稱檢修；設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理l維護(hù)和修理的方

27、式維修預(yù)防維修定期維修事后維修狀態(tài)監(jiān)測維修計劃維修定時維修應(yīng)急維修日常維修一般事后維修設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理l風(fēng)電設(shè)備的日常維護(hù)一般執(zhí)行計劃檢修，主要由定期的維修（“定檢”）和日常維護(hù)相結(jié)合的模式；l修理則由于設(shè)備單機(jī)容量小等因素，故障多屬于偶然性且規(guī)律不清楚，多采用的是一般事后維修（又稱“故障維修”）的方式；設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理l狀態(tài)檢修：基于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測基礎(chǔ)上的維修簡稱狀態(tài)檢修，即根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況來確定維修的時機(jī)和內(nèi)容；l通常設(shè)備狀況由監(jiān)測和診斷裝置預(yù)報，按照監(jiān)測得到的狀況來實(shí)施維修，該種方式是一種最有效的維修方式，有效的避免了維護(hù)不足和過度維修現(xiàn)象的發(fā)生；

28、l風(fēng)電設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修的關(guān)鍵是如何對設(shè)備狀況實(shí)施有效的監(jiān)測和診斷；設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理l設(shè)備日常維護(hù)內(nèi)容：檢查：對設(shè)備的運(yùn)行狀況、運(yùn)行參數(shù)、潤滑、振動、聲音、溫度等進(jìn)行檢查，以個人感官或簡單儀表進(jìn)行檢查，可通過查閱設(shè)備運(yùn)行參數(shù)記錄對設(shè)備狀況進(jìn)行詳細(xì)了解；潤滑：檢查設(shè)備的潤滑狀況，潤滑油脂的溫度、壓力、潤滑油的顏色變化、液面高低、油路是否正常、有無滲漏，對潤滑油（尤其是齒輪油）定期化驗(yàn)，添加補(bǔ)充潤滑油脂；清潔：對設(shè)備及周邊環(huán)境進(jìn)行清掃，使設(shè)備保持原有面目和光澤；緊固：對設(shè)備的緊固螺栓進(jìn)行力矩抽檢，重要部分螺栓進(jìn)行100的檢查；設(shè)備日常維護(hù)和修理設(shè)備日常維護(hù)和修理l在設(shè)備維護(hù)過程中

29、注意的幾點(diǎn)：定時定量：根據(jù)設(shè)備的實(shí)際狀況和結(jié)構(gòu)，妥善安排檢查時間和檢查的內(nèi)容；定標(biāo)準(zhǔn)：確定統(tǒng)一的工作標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)備維護(hù)的質(zhì)量能夠統(tǒng)一；定記錄：風(fēng)電設(shè)備數(shù)量多，工作人員相對不固定，因此設(shè)備記錄的重要性尤其重要；設(shè)備清掃：設(shè)備的清掃在保證設(shè)備良好狀況前提下，也同時是對設(shè)備的一次詳細(xì)檢查，有助于發(fā)現(xiàn)一些不易察覺的隱患和泄漏情況；日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l基礎(chǔ)與接地部分基礎(chǔ)外露部分混凝土是否風(fēng)化腐蝕，接地扁鐵的防腐是否良好，搭接焊縫是否正常，與基礎(chǔ)環(huán)相接部分混凝土有無裂紋，大風(fēng)后檢查基礎(chǔ)周邊土層有無不正常的裂縫出現(xiàn)，日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l塔架部分檢查電纜支架和電纜表面有無磨損

30、和薄弱環(huán)節(jié)，檢查梯子、平臺、門、燈的安裝支架，仔細(xì)檢查塔門、中門和塔壁焊接情況，如果發(fā)現(xiàn)有裂紋、腐蝕和銹跡說明開始發(fā)生斷裂。必須在“檢查報告”中記錄，以便迅速控制焊接質(zhì)量，檢查并測試安全裝置，檢查塔架內(nèi)外的防腐層，如有必要進(jìn)行修復(fù)或記錄以便以后處理，檢查并清潔梯子表面的污物，日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l控制柜部分檢查觸摸屏狀態(tài)，清潔表面痕跡，檢查風(fēng)力機(jī)狀態(tài)，檢查電網(wǎng)參數(shù)，檢查各輸入、輸出信號，檢查各接線端子有無松動，檢查加熱器和風(fēng)扇工作情況檢查動力電纜和銅排有無發(fā)熱痕跡日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l機(jī)艙電氣部分測試緊急按鈕工作是否正常，檢查各輸入、輸出信號，檢查各接線端子有無

31、松動，檢查加熱器和風(fēng)扇工作情況，檢查動力電纜和銅排有無發(fā)熱痕跡，檢查光纖接頭連接狀況， 日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l主軸部分主軸軸承潤滑脂無較多泄漏，油脂也顏色正常與輪轂連接螺栓正常，旋轉(zhuǎn)時無異常聲音，日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l齒輪箱部分齒輪箱油位在合適位置，齒輪箱及油循環(huán)系統(tǒng)無泄漏，油管無老化、裂紋，檢查、清潔齒輪箱油冷卻風(fēng)扇及其電機(jī)，齒輪箱油泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常 ，濾清器指示器正常，檢查齒輪轉(zhuǎn)動時有無異常聲音 ，箱體有無擺動，必要時檢查齒面，提取齒輪油樣，日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l剎車部分剎車盤無劃痕、裂紋、色變、磨損等缺陷，剎車盤無軸向位移，厚度不小于20mm，曲

32、度最大不得超過0.2mm。剎車片無裂紋、信號線脫落等缺陷，剎車片最小厚度不小于3mm，剎車片與剎車盤兩側(cè)的間隙之和小于0.8mm，剎車蹄應(yīng)無晃動、裂紋等缺陷，日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l聯(lián)軸器部分外觀檢查 ，軸承無位移潤滑油脂無泄漏低速旋轉(zhuǎn)時無噪音，檢查時必須注意不能戴手套，并防止衣物絞入，日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l發(fā)電機(jī)部分發(fā)電機(jī)電纜無磨損接線端子無發(fā)熱痕跡，后部濾網(wǎng)清潔，碳刷高度合理，必要時更換，后部編碼器聯(lián)軸器無磨損、晃動，接地良好，風(fēng)扇噪音正常，前后軸承無異常聲音，潤滑良好，日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l偏航部分偏航減速器無滲漏油、偏航時聲音正常，各滑塊狀

33、態(tài)正常，無竄動，各潤滑表面潤滑良好，必要時補(bǔ)充潤滑，各滑動面無劃痕、磨損，大齒圈和小齒輪嚙合良好，無點(diǎn)蝕出現(xiàn)，日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l液壓部分液壓管路無泄漏，液壓油位正常，閥體、集成塊表面清潔油跡，液壓泵無頻繁啟動，工作聲音正常，各閥體上的電纜無腐蝕現(xiàn)象，液壓單元固定良好，無較大的晃動，建議條件允許時在檢查過程將系統(tǒng)壓力降低至0，日常檢查的主要內(nèi)容日常檢查的主要內(nèi)容l葉輪部分目視檢查葉片表面、邊緣應(yīng)無裂紋和破損，如有及時修補(bǔ)，葉片旋轉(zhuǎn)時無大的哨音，導(dǎo)風(fēng)罩上應(yīng)無裂紋，支架固定牢靠，葉根軸承潤滑油脂無大的泄漏，及時清理多余油脂，油脂顏色正常，葉片與輪轂連接螺栓定期抽查，尤其輪轂內(nèi)部螺栓，變槳機(jī)構(gòu)的潤滑情況檢查，各滑動表面無明顯劃痕，進(jìn)入輪轂檢查必須機(jī)械鎖定變槳機(jī)構(gòu)，定期維修的主要內(nèi)容定期維修的主要內(nèi)容l定期維修實(shí)際是對設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)保養(yǎng)，即在對設(shè)備的系統(tǒng)檢查的基礎(chǔ)上（即全部的日常檢查