華銳15MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組培訓(xùn)(電氣部分)

*1概述*2主要內(nèi)容電控部分主要由以下幾個(gè)方面組成：Training1500ControlTraining1500YawTraining1500BrakeTraining1500OilTraining1500WaterTraining1500ConverterTraining1500pitchTraining1500BatteryTraining1500SafetyChainTraining1500Other*3Control控制系統(tǒng)主要分為兩部分：通訊回路控制面板遠(yuǎn)程PWM 遠(yuǎn)程PWM軟件的操作方法和現(xiàn)場(chǎng)的控制面板根本一致，建議在掌握控制面板的運(yùn)用方法后，再學(xué)習(xí)PWM軟件的運(yùn)用。*4Control－通訊回路*5Control－通訊回路*6Control－控制面板優(yōu)點(diǎn)只需一個(gè)接口 位于控制柜NCC310柜門 銜接到主站PLC 位于控制柜TBC100柜門 銜接到塔基PLC不需求額外的操作軟件簡(jiǎn)單、運(yùn)用、可靠*7Control－控制面板可以操作的對(duì)象：風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停頓變槳的啟動(dòng)、停頓剎車的啟動(dòng)、停頓變頻器的相關(guān)操作偏航的操作油冷系統(tǒng)的操作水冷系統(tǒng)的操作加熱系統(tǒng)的操作*8Control－控制面板可以查看的參數(shù)信息風(fēng)機(jī)所處的形狀例如：運(yùn)轉(zhuǎn)、停機(jī)、缺點(diǎn)查看即時(shí)的缺點(diǎn)信息例如：缺點(diǎn)代碼、簡(jiǎn)單描畫各個(gè)設(shè)備的即時(shí)參數(shù)例如：溫度、電壓、角度各個(gè)設(shè)備所處的形狀例如：?jiǎn)?dòng)、停頓信息的記錄例如：發(fā)電量、發(fā)電時(shí)間、耗電量*9Control－控制面板*10Control－菜單內(nèi)容*11Control－WPM遠(yuǎn)程的WPM操作有Server、Local組成Server用于整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的管理Local用于單個(gè)風(fēng)機(jī)的管理其操作方法和運(yùn)用控制面板根本一致control*12主程序界面*13群操作*14風(fēng)機(jī)形狀發(fā)電形狀不在線形狀缺點(diǎn)形狀*15查看某臺(tái)風(fēng)機(jī)的詳細(xì)信息單擊主界面內(nèi)某臺(tái)風(fēng)機(jī)即可*16某臺(tái)風(fēng)機(jī)主界面*17命令欄詳細(xì)信息*18實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)POWER一分鐘有功功率WINSPE一秒鐘平均風(fēng)速IWINFIL五分鐘平均風(fēng)速*19Spe.Con發(fā)電機(jī)檢測(cè)速度Spe.Rot輪轂檢測(cè)速度速度*20變槳Ihub１ＨubTor變槳１電機(jī)力矩Ihub２ＨubTor變槳２電機(jī)力矩Ihub３ＨubTor變槳３電機(jī)力矩HubPos001 葉片1角度HubPos002 葉片2角度HubPos003 葉片3角度*21溫度*22歷史數(shù)據(jù)-缺點(diǎn)*23歷史數(shù)據(jù)-缺點(diǎn)*24歷史數(shù)據(jù)-總計(jì)數(shù)器*25歷史數(shù)據(jù)-功率曲線風(fēng)頻發(fā)電量*26任務(wù)概略SL1500風(fēng)力發(fā)電機(jī)組目前運(yùn)用的是超聲波風(fēng)速風(fēng)向測(cè)試儀。風(fēng)速儀可以丈量風(fēng)速、風(fēng)向、和外界溫度。經(jīng)過防雷模塊、串行通訊數(shù)據(jù)線傳給從站PLC。經(jīng)過對(duì)風(fēng)向的測(cè)試，確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與正風(fēng)向之間的夾角。經(jīng)過對(duì)風(fēng)速的檢測(cè)，從而限制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的任務(wù)形狀*27任務(wù)概略風(fēng)速范圍 0～65m/s風(fēng)向范圍 0～360°溫度范圍 -40～+70°C加熱功能*28任務(wù)原理風(fēng)速和風(fēng)向的丈量丈量結(jié)果處置為瞬時(shí)風(fēng)速、5min的平均風(fēng)速*29信號(hào)采集和通訊協(xié)議風(fēng)速風(fēng)向儀與RS232/RS485轉(zhuǎn)換設(shè)備的RS485接口銜接根據(jù)轉(zhuǎn)換接口撥碼設(shè)置不同，銜接方式也不同。PLC與風(fēng)速儀間數(shù)據(jù)傳輸遵照RS232協(xié)議風(fēng)速儀信號(hào)有RXD＋、RXD－、TXD＋、TXD－、24V電源。6〔RXB〕53〔TXB〕47〔RXA〕24〔TXA〕1雙工方式〔8、9off〕6〔RXB〕4＋57〔RXA〕1＋2單工方式〔8、9on〕RS422接口端子風(fēng)速儀接口端子任務(wù)方式單工雙工運(yùn)用中*30偏航變頻器偏航變頻器與從站PLC銜接，PLC經(jīng)過CAN總線與偏航變頻器通訊。偏航變頻器內(nèi)部有獨(dú)立的程序。PLC內(nèi)對(duì)偏航變頻器有設(shè)置程序。偏航變頻器需求380VAC，經(jīng)過PLC的程序要求，控制偏航變頻器動(dòng)作。*31偏航用變頻器為開環(huán)系統(tǒng)。硬件上，偏航用變頻器采用了一拖多的控制拓?fù)錁?gòu)造：即一臺(tái)變頻器控制四臺(tái)電機(jī)。軟件上，變槳用變頻器采用開環(huán)控制，由PLC接受凸輪的位置反響信號(hào)，并向變頻器發(fā)出速度控制指令、啟動(dòng)時(shí)間等信息，從而調(diào)理了偏航角度。偏航變頻器*32偏航變頻器偏航變頻器存在以下兩種操作方式：PLC方式偏航變頻器在PLC方式下任務(wù)，由PLC經(jīng)過CANopen將相關(guān)頻率和啟動(dòng)/停頓命令傳送給偏航變頻器。 命令信號(hào)也決議了偏航的方向。手動(dòng)方式手動(dòng)方式經(jīng)過銜接手動(dòng)控制盒銜接完成。在手動(dòng)方式下，偏航變頻器經(jīng)過手動(dòng)操作盒上的兩個(gè)按鈕控制。輸入信號(hào)F〔手動(dòng)偏航〕：向左偏航輸入信號(hào)R〔手動(dòng)偏航〕：向右偏航*33手動(dòng)偏航利用三相380V交流電源和手動(dòng)控制盒即可實(shí)現(xiàn)。*34偏航電機(jī)偏航電機(jī)的額定任務(wù)電壓是380VAC，額定功率2.2kW偏航電機(jī)經(jīng)過偏航齒輪箱與偏航大齒圈咬合。偏航電機(jī)有溫度控制開關(guān)維護(hù)電機(jī)在正常溫度范圍內(nèi)任務(wù)。*35偏航電機(jī)剎車反響溫度控制開關(guān)*36旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器主要執(zhí)行兩個(gè)義務(wù)第一，檢測(cè)機(jī)艙偏航超出任務(wù)位置。第二，計(jì)算偏航旋轉(zhuǎn)角度。*37偏航系統(tǒng)的功能是什么?在安裝時(shí)配合葉輪吊裝調(diào)整機(jī)艙方向，最大限制的吸收風(fēng)能組成風(fēng)速風(fēng)向儀偏航變頻器偏航電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器任務(wù)情況偏航變頻器與PLC銜接，控制偏航電機(jī)的動(dòng)作四個(gè)偏航電機(jī)一致協(xié)調(diào)任務(wù)，到達(dá)偏航目的偏航計(jì)數(shù)器對(duì)偏航角度進(jìn)展計(jì)算，反響報(bào)警信號(hào)左右方向偏航極限限制報(bào)警偏航系統(tǒng)*38為什么我們需求制動(dòng)器?運(yùn)用于以下情況：過速緊急停機(jī)風(fēng)機(jī)進(jìn)展維護(hù)時(shí)為了鎖上葉輪鎖Brake－主要功能*39Brake－傳感器剎車壓力傳感器剎車調(diào)整傳感器剎車翻開反響剎車調(diào)整反響剎車警告?zhèn)鞲衅鲃x車片磨損報(bào)警*40Oil－原那么油冷的目的是什么?為齒輪箱光滑冷卻齒輪油組成齒輪箱油冷泵、過濾器、溫度傳感器油冷風(fēng)扇任務(wù)情況到齒輪箱和冷卻系統(tǒng)分兩套回路由參數(shù)的設(shè)定而決議油路*41Water為什么要有水冷系統(tǒng)？對(duì)發(fā)電機(jī)、變頻器、機(jī)柜進(jìn)展冷卻。組成水泵、溫度感應(yīng)模塊沒有風(fēng)扇的冷卻器沒有過濾器傳感器：冷水溫度、熱水溫度、水壓力情況溫度感應(yīng)模塊在軟件中不起作用*42*43水管分布*44SL1500中變頻器功能引見變頻器具有以下特點(diǎn)：系統(tǒng)元件按20年運(yùn)用壽命設(shè)計(jì)。系統(tǒng)可在恒定的轉(zhuǎn)矩或功率下任務(wù)，突變轉(zhuǎn)矩和作用在機(jī)械部件上的合力被有效地減到最小，因此運(yùn)用壽命更長(zhǎng)。變頻器可以經(jīng)過控制柜上的按鈕、PC機(jī)或者自動(dòng)控制系統(tǒng)來操作。當(dāng)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，變頻器可在設(shè)定的速度范圍內(nèi)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)或者由PLC控制系統(tǒng)根據(jù)輸入?yún)?shù)控制變頻器自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。緊湊、體積小。防護(hù)等級(jí)為IP55，有效的防塵防水。冷卻系統(tǒng)采用空水冷冷卻方式。功率變頻器內(nèi)部經(jīng)過位于柜側(cè)的空氣－水換熱器進(jìn)展冷卻。此外在功率變頻器內(nèi)有一套專門冷卻功率半導(dǎo)體的空氣－水換熱器。有效散熱、防止變頻器溫度過高，維護(hù)器件和系統(tǒng)。*45Converter*46Converter*47SL1500中變頻器功能引見發(fā)電機(jī)用變頻器。硬件上，發(fā)電機(jī)用變頻器為IGBT整流變頻器，SVPWM(空間矢量脈寬調(diào)制)技術(shù)。*48SL1500中變頻器功能引見發(fā)電機(jī)側(cè)變頻器與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連。功率容量上，兩倍于網(wǎng)側(cè)變頻器。軟件上，發(fā)電機(jī)側(cè)變頻器采用矢量控制，接受來自發(fā)電機(jī)的速度反響并進(jìn)展解藕。*49SL1500中變頻器功能引見電機(jī)側(cè)變頻器發(fā)電機(jī)力矩控制功率因數(shù)調(diào)理發(fā)電機(jī)同步速度監(jiān)視Crowbar觸發(fā)*50SL1500中變頻器功能引見網(wǎng)側(cè)變頻器與電網(wǎng)銜接。*51LSC和GSC的目的電網(wǎng)側(cè)變頻器控制DC母線預(yù)充電線路濾波同步處置電網(wǎng)監(jiān)視*52變速恒頻發(fā)電機(jī)組具有以下優(yōu)點(diǎn)：雙饋異步發(fā)電機(jī)只處置轉(zhuǎn)差能量就可以控制電機(jī)的力矩和無功功率，降低了變頻器的造價(jià)。變頻器的最大容量?jī)H為總機(jī)組容量的1/3左右。在最大輸出功率時(shí)，轉(zhuǎn)子和定子共發(fā)出1.5MW的電能。轉(zhuǎn)差頻率調(diào)理,調(diào)速范圍為發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速的33.3％。降低控制系統(tǒng)本錢、減少系統(tǒng)損耗，提高效率。功率因數(shù)可調(diào)，發(fā)電機(jī)組具有無功功率控制才干，功率因數(shù)可恒為1。根據(jù)需求，功率因數(shù)可在額定電壓下最大到達(dá)容性0.95，感性0.90。低風(fēng)速時(shí)可以根據(jù)風(fēng)速變化，在運(yùn)轉(zhuǎn)中堅(jiān)持最正確葉尖速比以獲得最大風(fēng)能；高風(fēng)速時(shí)儲(chǔ)存或釋放風(fēng)能量，提高傳動(dòng)系統(tǒng)的柔性，使功率輸出更加平穩(wěn)。先進(jìn)的雙PWM變頻器，實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)轉(zhuǎn)。變速恒頻技術(shù)大幅延伸了中心部件的運(yùn)用壽命，同時(shí)顯著提高發(fā)電量。*53直驅(qū)發(fā)電機(jī)能量流圖93.2%電網(wǎng)100%變頻器發(fā)電機(jī)4.0%2.8%功率損耗~~功率損耗*54雙饋感應(yīng)電機(jī)能量流圖77.8%~~100%19.4%0.8%能量損耗變頻器18.6%96.4%電網(wǎng)2.8%發(fā)電機(jī)*55交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)造圖如下所示，其中省略了變壓器、濾波器等構(gòu)件。其中定子接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組由頻率、相位、幅值都可以調(diào)理的三相低頻交流勵(lì)磁電流*56并網(wǎng)過程演示*57Pitch－主要功能為什么要有變槳系統(tǒng)？在風(fēng)速小于目的風(fēng)速時(shí)，經(jīng)過調(diào)整葉片角度，來得到最正確的發(fā)電功率。當(dāng)風(fēng)速大于目的風(fēng)速時(shí)，變槳系統(tǒng)調(diào)理葉片角度，控制風(fēng)機(jī)的速度和功率維持在一個(gè)最優(yōu)的程度。當(dāng)平安鏈斷開的時(shí)候，把葉片轉(zhuǎn)到順槳位置〔平安運(yùn)轉(zhuǎn)〕，把風(fēng)輪當(dāng)成一個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)的剎車來運(yùn)用。利用風(fēng)和葉輪的相互作用，減小擺動(dòng)從而將機(jī)械負(fù)載最小化。變槳系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)的？從站PLC發(fā)出命令電氣變槳系統(tǒng)，3個(gè)由變頻器控制的變槳伺服電機(jī)間接變速安裝。機(jī)艙內(nèi)的電池系統(tǒng)。*58

輪轂 軸承 小齒輪 避雷安裝 玻璃鋼外殼Pitch*59構(gòu)造：變槳制動(dòng)器輪轂輪轂變槳控制柜變槳限位撞塊變槳接近開關(guān)緩沖器極限任務(wù)位置開關(guān)極限任務(wù)位置撞塊輪轂罩分隔壁導(dǎo)流帽變槳控制原理與功能*60 滑環(huán)系統(tǒng) 每個(gè)葉片一個(gè)配備 -變槳機(jī)柜 -變槳驅(qū)動(dòng)(齒輪箱,補(bǔ)助馬達(dá)間接變速 安裝,編碼器，飛輪單元，剎車) -接近傳感器 -任務(wù)位置開關(guān)變槳機(jī)柜包括-變槳變頻器,剎車斷路器,-總開關(guān),230VAC工組插頭-機(jī)柜加熱器-繼電器Pitch*61與其他類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相比，減少了元件的數(shù)量。剎車系統(tǒng)有完好的空氣動(dòng)力學(xué)缺點(diǎn)維護(hù)。輪轂內(nèi)沒有電池。Pitch*62Pitch*63變槳用變頻器為伺服系統(tǒng)。硬件上，變槳用變頻器采用了一公共整流，三個(gè)變槳變頻器經(jīng)過逆變控制電機(jī)。軟件上，變槳用變頻器采用矢量控制，并進(jìn)展位置控制，從而對(duì)槳葉角度進(jìn)展快速、準(zhǔn)確的調(diào)理。Pitch*64風(fēng)向順槳位置變槳電機(jī)小齒輪變槳齒輪邊緣任務(wù)位置大約90度的調(diào)理范圍Pitch*65兩個(gè)獨(dú)立的剎車系統(tǒng)：電氣－機(jī)械Pitch*66Battery為什么要電池單元？確保在電網(wǎng)短時(shí)間掉電的時(shí)候風(fēng)機(jī)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)在掉電后，變槳系統(tǒng)可以平安停機(jī)掉電后，為控制系統(tǒng)提供24V電源*67Battery*68用途電池經(jīng)過整流橋銜接到普通的直流電源供電單元，確保變槳系統(tǒng)供電不會(huì)中斷。風(fēng)機(jī)在自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，首先要檢查電池系統(tǒng)能否正常。加熱溫度傳感器在電池柜內(nèi)，并由PLC控制。當(dāng)溫度在零度以下時(shí)，機(jī)柜加熱啟用。加熱控制經(jīng)過PLC執(zhí)行。Battery*69SafetyChain平安鏈的目的是什么？ －維護(hù)風(fēng)機(jī) －GL證書的一部分 —維護(hù)風(fēng)機(jī)的最后一道防線留意： －必需檢測(cè) －決不允許修正 －錯(cuò)誤是很嚴(yán)重的*70SafetyChain24VDC供電,熔絲，急停發(fā)電機(jī)超速振動(dòng)開關(guān)輪糓超速看門狗制動(dòng)器位置工作位置變槳驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)繼電器輪糓超速三個(gè)葉片故障制動(dòng)器打開制動(dòng)器關(guān)閉*71SafetyChain仔細(xì)對(duì)待這些檢查，它是維護(hù)風(fēng)機(jī)的最后一道防線?。?！*72Others－防雷維護(hù)*73雷擊 -大氣放電的電流途徑。 -人和物體都有危險(xiǎn)。 -雷擊是一個(gè)大氣的放電過程。結(jié)果 -放電電流的熱效應(yīng)、磁效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。 -沿著放電途徑電壓下降。 -在供應(yīng)系統(tǒng)中暫時(shí)的動(dòng)搖過電壓。Others－防雷維護(hù)*74Others－防雷維護(hù)維護(hù)實(shí)際 -基于麥克斯韋爾的磁平衡實(shí)際。 -磁感應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比阻抗嚴(yán)重。 -當(dāng)直徑添加的時(shí)候磁感應(yīng)下降。*75實(shí)現(xiàn)一些導(dǎo)體在外外表，在閉合的外表內(nèi)磁場(chǎng)為零。每個(gè)防雷導(dǎo)體到地