東汽FD70A型風機技術(shù)描述和技術(shù)數(shù)據(jù)匯總

1、FD70A型風機技術(shù)描述和技術(shù)數(shù)據(jù)匯總FD70A型風機主要技術(shù)特征:靈活的發(fā)電機變轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)4極雙饋異步發(fā)電機+配有脈寬調(diào)制的IGBT模塊的變頻器每只葉片有獨立的變槳距電器系統(tǒng).-“失效保護”軸線傾斜和風輪圓錐角概念負荷能力裕量及高安全性 一 A 與常規(guī)火電站等同的電力輸出特性 、 .齒輪箱的高可靠性1 .技術(shù)描述設(shè)計理念FD70A風力發(fā)電機組的設(shè)計理念是基于600到750千瓦的風機成功經(jīng)驗并采用兆瓦級要 求設(shè)計研制的。在設(shè)計過程中強調(diào)了創(chuàng)新性。設(shè)計者更多地把重點放在優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，增加 適用性方面。這些設(shè)計的靈感直接來源于生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和長期對不同型號風機的大量測試數(shù) 據(jù)的收集和分析。FD70

2、A型風機建立了第二代兆瓦發(fā)電廠的新標準，從經(jīng)濟和可靠性方面它都是這種級別 的典型。這是一種集長期工程和零部件高級技術(shù)于一體的發(fā)電裝置。模塊結(jié)構(gòu)允許產(chǎn)品系列繼續(xù)改進。在現(xiàn)場和不同工作環(huán)境下，可以選擇不同風輪直徑、 輪轂高度、電氣系統(tǒng)以及控制理念和操作方式來滿足具體的工作要求。風輪風輪在轉(zhuǎn)速范圍為10.6到19 rpm的條件下進行變速運行。它與變槳距控制系統(tǒng)相連， 能夠提供最佳的可能能量產(chǎn)出，同時優(yōu)選匹配的電網(wǎng)要求和達到最低的噪聲干擾。葉片的外形，優(yōu)選符合最新的空氣動力學研究結(jié)果，并且制造時采用高精度。輪轂通過 接口與葉片和傳動系統(tǒng)連接。風輪葉片直接用螺栓連接在風輪輪轂上。變槳距傳動裝置的法 蘭面

3、和相應的控制裝置也是一體化的。風輪輪轂是按照帶有星型和球型相結(jié)合的鑄造結(jié)構(gòu)來 生產(chǎn)的。這種風輪輪轂的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了最佳的負荷分配，并且同時保證零部件重量輕以及外部 尺寸緊湊。高等級球墨鑄鐵材料GGG 40.3集合了優(yōu)良的機械性能和延展性等優(yōu)點?？刂坪桶踩砟钤诎踩苑矫妫荒苊半U。當風機工作時，葉片槳距和風輪速度控制裝置共同工作以實 現(xiàn)最大產(chǎn)量和最小負載間的理想平衡狀態(tài)。在部分負載工作情況下，處于低風速，風機在恒定的葉片槳距和可變的轉(zhuǎn)速下驅(qū)動，使 其在最佳風輪空氣動力學范圍內(nèi)連續(xù)工作并達到最佳的風機效率。在低風速下的低轉(zhuǎn)速讓視 覺比較舒服并保持最低限度的噪聲傳播。在額定功率下工作，風速較高，速度控

4、制系統(tǒng)和變槳距控制系統(tǒng)一起工作以保持風輪在 恒定的功率輸出下工作。陣風導致風輪加速，但隨后對葉片變槳距的緩慢調(diào)節(jié)會重新使其減 速。這種先進的控制理念使得風機上的負載大大降低，與此同時，功率被提供給電網(wǎng)，并實 現(xiàn)高度的兼容性。風輪葉片通過雙列、四點接觸滾株軸承連接到風輪輪轂上并能夠進行獨立調(diào)節(jié)。直流電 動機通過行星齒輪減速后帶動小齒輪，該小齒輪與與四點接觸軸承的內(nèi)齒嚙合，驅(qū)動葉片旋 轉(zhuǎn)。使用非常精確的響應同步控制器來實現(xiàn)葉片機組的同步。為了在萬一遇到變槳距電源或控制機組中電網(wǎng)損耗或發(fā)生故障的情況下仍能保持葉片變 槳距，各風輪葉片有其自身的備用電池，該電池與葉片一起旋轉(zhuǎn)。變槳距傳動裝置、電池充 電

5、器和控制系統(tǒng)固定在風輪輪轂上以便被完全遮蔽保護起來。這種方式提供了對天氣影響或 雷電襲擊最大程度的保護。除了控制功率輸出以外，變槳距機構(gòu)也起到主要安全系統(tǒng)的作用。在正常制動操作時， 葉片的進氣邊旋轉(zhuǎn)進入風中。各葉片的變槳距機構(gòu)獨立工作。這樣的話，如果有兩葉片上的 變槳距傳動裝置失靈，第三塊葉片仍然能在數(shù)秒內(nèi)將風輪從各種可能的不正常情況下恢復到 安全轉(zhuǎn)速條件。這提供了一個帶有三重余度的安全系統(tǒng)。傳動鏈傳動鏈中荷載轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)型采用了 “傾斜圓錐”原理并具有專利保護。它將風輪 的載荷用最佳方式轉(zhuǎn)移進入塔架并使得零部件的設(shè)計能保證高效的荷載轉(zhuǎn)移。傳動系統(tǒng)被塔 架主法蘭正上方的三個支點所支撐。風輪

6、轉(zhuǎn)軸的傾斜度和風輪的錐度共同縮短了風輪中心和山東魯能榮成風力發(fā)電有限公司一期工程風力發(fā)電機組設(shè)備合同附件 塔架軸之間的外伸量也因此削減了由于大的前傾量而需要的大量材料。轉(zhuǎn)子的載荷通過三點支撐裝置轉(zhuǎn)移到機架。風輪側(cè)的自位滾柱軸承作為固定支承直接安 裝在機架上?？梢苿虞S承系統(tǒng)整合在齒輪箱內(nèi)，該齒輪箱通過一個收縮套與風輪軸相連接。 齒輪箱上工作的軸承載荷通過彈性支撐的扭力臂轉(zhuǎn)移到機架。風輪側(cè)的自位滾柱軸承由一個與風輪鎖定裝置整合為一體的專用軸承座來支撐，這樣能 使轉(zhuǎn)子在維修過程中被螺栓固定得很牢固。軸承座采用球墨鑄鐵GGG40.3材料。自位滾柱軸 承潤滑需要的油脂能有效地通過迷宮式密封和V型環(huán)來保護

7、其不受外界因素影響。帶有風輪法蘭的風輪軸采用30CrNiMo8合金鋼鍛件。轉(zhuǎn)子軸的端部直接插入齒輪箱的行 星齒輪架上并通過收縮套安全可靠地與齒輪箱連接在一起。三級齒輪箱帶有一級行星齒輪和兩級正齒輪。齒輪箱中的齒的嚙合優(yōu)選高的效率和低的 噪音。彈性襯套與齒輪箱懸置設(shè)備中的扭矩支承元件整合在一起，并反過來通過機架的支撐 件完成安裝。齒輪箱上的彈性懸置裝置不僅運用了活動支承，同時也非常有效地隔離了聲音 和振動從齒輪箱到機架的傳遞。特別要注意在彈性體軸襯中使用的材料的質(zhì)量以便延長其使 用壽命。在齒輪箱和發(fā)電機之間的聯(lián)接器上安裝了一個制動裝置。如果遇到緊急停機情況，該制 動裝置擁有較大的補償能力。此聯(lián)接

8、器補償了齒輪箱和發(fā)電機之間的位移，而該位移是由于 齒輪箱的彈性懸置而產(chǎn)生的結(jié)果。此外，在聯(lián)接器上還裝有一個安全離合器用于防止在可能 發(fā)生的發(fā)電機短路的突發(fā)情況下阻止出現(xiàn)瞬時力矩轉(zhuǎn)移到輪箱，以保護齒輪箱不受損壞。機械盤片制動器可以起到附加安全系統(tǒng)的作用。它只在其中一個主要的安全系統(tǒng)（葉片 變槳距機構(gòu)）發(fā)生故障的情況下啟動并產(chǎn)生除了三個獨立變槳距系統(tǒng)外的第四安全措施。此 盤片制動器也設(shè)定成為自動防故障裝置。它通過彈簧彈力啟動并通過液壓解除。所有的傳動系統(tǒng)零件都是來自知名的、長期從事該行業(yè)的供應商，他們的產(chǎn)品以高質(zhì)量 和可靠性著稱。正如對于其他設(shè)備零件同樣適用一樣，他們具備完全符合圖紙設(shè)計要求的腐

9、蝕保護。所有主要零件在發(fā)貨前都要經(jīng)過全面的測試。電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)是用于獲得最佳能量產(chǎn)出和一流的電網(wǎng)供應質(zhì)量的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。雙饋異步發(fā)電機 使得風機在可變的轉(zhuǎn)速下工作，卻不需要通過大功率變頻器將全部功率轉(zhuǎn)送出來。因此，它 提供了用于此模式下操作的最有效情況。低的風力特性（低起動風速、高效率），低噪音傳播， 特別是低風速以及電網(wǎng)供電特性都得到了明顯改善。變速發(fā)電機提供了在部分載荷條件下相當大的功率波動濾波以及在額定功率工作條件下的幾乎完全濾波。這可使風機運轉(zhuǎn)時的噪音明顯減小并大大降低了該結(jié)構(gòu)上的動力載荷。陣 風通過風輪的加速得到緩沖而能夠平穩(wěn)地進入電網(wǎng)。傳送入電網(wǎng)的電壓和頻率保持絕對的恒 定。此外，變

10、頻器控制系統(tǒng)能被調(diào)節(jié)到電網(wǎng)的整個范圍并且甚至能夠支持較弱的電網(wǎng)。這是 能證明在選擇電力供應受限時需要的系統(tǒng)的決定因素并能在電網(wǎng)連接成本方面得到大幅度改 善的優(yōu)點。該發(fā)電機采用完全封閉式包裝并保護其不受大氣效應的影響（保護等級IP 54）。廢熱通 過消聲通道傳到空氣-空氣熱交換器中。變頻器配備有最新的IGBT技術(shù)并通過使用脈沖寬度調(diào)制電子微處理器來控制。接近無閃 動的電源，可調(diào)節(jié)的反應功率管理，低失真和最低諧波含量提供一個新的高質(zhì)量“風力”定 義。較低的短路功率使可用的柵極電容得到更好的應用并能避免在某些情況下的昂貴電網(wǎng)放 大措施。機架和機艙罩位于合法保護的“傾斜圓錐”結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳動系統(tǒng)三點軸承支

11、撐（帶有一個中心、前風輪 軸承和兩個支撐齒輪箱的合成像膠支承）需要機架具有一個十分緊湊和輕巧的結(jié)構(gòu)。因為它 是一個鋼制的焊接組裝件，因此表現(xiàn)出極高的剛度。由于剛性機架具有很高的阻抗，齒輪箱 中的結(jié)構(gòu)聲發(fā)散隔離就非常有效。機艙罩集合了緊湊的外部尺寸，精致和有吸引力的設(shè)計等優(yōu)點。設(shè)備中的制冷和風道已 經(jīng)被不顯眼地整合在機艙外形內(nèi)，盡管他們具有理想的外形尺寸?；顒涌臻g尺寸設(shè)計時有充 分考慮，所以輪轂中的變槳距裝置能直接從機艙進入以方便維修。整個機艙罩都采用隔音設(shè) 計以便保證達到吸聲的目的。偏航系統(tǒng)FD70A風機配有兩個風向標，它們通過交互核對保證信號的真實性并能非常準確地判定 瞬時風向。風輪對風的確

12、切校準非常重要，因為它能保證最大的能量產(chǎn)出并同時避免由于傾 斜入流引起的附加負載。機艙底架通過帶有外齒輪的四點軸承連接到塔架上。機艙的偏航系統(tǒng)通過四個齒輪電動 機完成。在機艙的偏航運動采用十個偏轉(zhuǎn)制動器，以便偏航軸承環(huán)不承受外部偏航力。在偏 航運動過程中，制動壓力只是減小，以便防止在移動過程中出現(xiàn)嚙合變化從而起到保護機構(gòu)的 作用。偏航制動裝置通過液壓裝置提供必要的制動壓力，就如同傳動系統(tǒng)中的安全制動裝置一 樣。為了在各種情況下保證安全操作，液壓系統(tǒng)配有多個壓力容器，這些容器能保證在萬一 出現(xiàn)電力供應故障的情況下仍具有必要的制動壓力。塔架塔架采用的形式是錐形鋼圓筒結(jié)構(gòu)塔架，65m高塔架由三段組成

13、。在塔架的底部開有一 扇門，它能使塔架內(nèi)部的梯子配備防風雨保護裝置。各塔段配有平臺和應急照明裝置。用于變頻器的控制系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)和主電源的裝置安裝在塔架底部的獨立平臺上， 安裝在入口門位置。這使得可以在不需要任何攀爬操作的條件下就對重要設(shè)備的功能進行控 制。發(fā)電機的電能通過提供最佳遮蔽的動力軌道傳送到塔架底部。安裝光纖以便所有控制信 號能從操作計算機傳送到塔架頂部。塔架通過多層噴涂來達到最佳的防腐蝕效果。所有的金屬板和焊縫都采用超聲波和X光 進行過探傷測試?？刂葡到y(tǒng)風機的所有功能都是通過微處理器控制系統(tǒng)來進行控制的，該控制系統(tǒng)使用多處理器機 構(gòu)以實時方式進行工作。它通過光纖連接到很多控制傳

14、感器上。這保證了在最高安全性下達 到最大的可能信號傳輸速度，同時還能保護它不受雜散電壓或雷擊破壞。操作計算機確定風 輪轉(zhuǎn)速的設(shè)定值和葉片變槳距并作為管理控制系統(tǒng)用于電力系統(tǒng)和輪轂上的變槳距機構(gòu)的分 布式控制?？刂扑惴ǖ倪\算是根據(jù)“MPP（最大功率點）跟蹤”原理，并優(yōu)選設(shè)備上不會強加 不必要的動荷載的能量產(chǎn)出。柵極電壓/頻率/相位、風輪/發(fā)電機轉(zhuǎn)速，不同溫度、振動級、油壓、制動襯里磨損以及 電力電纜纏繞等都被持續(xù)監(jiān)控，就像這些都是氣象資料一樣。對于關(guān)鍵的缺陷探測功能檢測 是通過內(nèi)置冗余來實現(xiàn)的。遇到緊急情況時，可以通過硬接線的安全環(huán)觸發(fā)設(shè)備迅速停機， 即使在沒有操作電腦和外部電源的情況下也能保證

15、迅速停機。所有的操作數(shù)據(jù)可以通過電話線從家里的PC機進行查詢，可以在任何時候向操作者和維 修小組提供關(guān)于設(shè)備狀況的詳盡信息。此操作也提供了不同等級的密碼保護。通過適當?shù)脑L 問權(quán)限，他們允許對設(shè)備進行遠程控制。1ECHMCAL DA L AJA1AA.43 diilaL inputs24V DC opto insulatedOEF5VDCON15VDCTmnt mnflidnrp.?00ohm4 thetToistoi- inputsopto insulated.OFF1(X)0ohmON3000ohmThRTmiGrn-T iTIiTTPtlt1.6mA4 high speed inputso

16、pto msuhted-0.0110D00HzInnut imoerWelx rNPNTXPI 3x NN陽NPl1200-dIhh11 ceneiaairE input:crrto izsulated ooi tbe ccaupiitei-302：14 mdcg inputs呷凸 insuLated from the ccoiipiitar0T010V4- 2&niAiS-De)fl20mA3 cult eat inputs via externa current trfo. e.g (1000:1 500:1)Cla55 101000mA AC3 whaEE inputs vis exte

17、nul Foltage tnfo, e. s (22.2:1)Claris 1024V AC24 Teh霽曲&aking capacity ohmic loadAC1250VADC50-330WbraakiaH wltase25CV1 azzj】Qg cutpni (S bitcroto msuh.ted010V020mA1 azlc-s coTtuilt f8 bittcjrto izuhied020mACcEMwkaHg(RS232j,ES4S5?,RS422/Cunieiit iDcpTibreoptic) OPTION120019200Baud(all qpto insulated；

18、RS232120038400Baud(RS232/TtS4S5.RS422/Cuniit iDopTihreapbc) OPTION120019200Baud(KS 叫 2.於 4MBnQt Icot 三血仙*曲 OPTION120038400BaudCable length tn kEj-pzdtt:P3!059fl2.1mCab2e length idWP30500100mPituvet Siipplie;Teiwinal No. 156-15724TOC - - 10% 1A (max).Teiwmal No. 15&-15924VAC - - 10% 4SVATeiwmaL No. 2

19、4&24924 VDC H- 10% 24VDC 0 S A.max.TenpEratuiiepCDUtiuuous qpgtLnn-20-5CaCstock-20475KWeiEht6060keHeightStX)BOOinniWidth600600mmDepth300JOOnimWP3QOO GRID SURVEY STATION2.1.1 General Structure of the Data AcquEsition NetwoB kWindParkFig. 2: Data acquisition networkThe hole data acquisition network is

20、 based on VPN-connection. The main server is located in them ULTRASONICWIND DIRECTIONWIND SPEED 1I jX WIND SPEED 2SUPPL 回 BF MITA-TEKNIKTECHNICAL DATAMIX.MAX.RESOmiONUNITCc-nimuuicatioi;: M-Net bit. uc polity)CcmmuiiKJTijiiOptic fibre niultimodf 62.5,;125|in1200. 2401. 48u0.96C-CBAUD(RS4S5 OPTION)14

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