S-1000920 技术参数

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1、 Emergya Wind Technologies BV DIRECTWIND 900 分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码 1/11 文件编号：S-1000920 Emergya Wind Technologies BV Building Le Soleil-Computerweg 1-3821 AA Amersfoort 荷兰 电话+31(0)33 454 0520 传真+31(0)33 456 3092- 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologi

2、es BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或部分内容，或者将本文中的任何内容用于非本文件规定的目的。标题：说明书 DIRECTWIND 900 技术规范技术规范 版本 日期 作者 核对 批准 变更说明 R00 2009-07-24 JT MBB OEL 不适用 分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码2/11 文件编号：S-1000920 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologies BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或

3、部分内容，或者将本文中的任何内容用于非本文件规定的目的。目录目录 1 引言 _ 4 2 技术说明 _ 4 2.1.1 运行和安全系统 _ 4 2.1.2 发电机 _ 4 2.1.3 功率变频器 _ 4 2.1.4 叶轮 _ 5 2.1.5 叶轮桨叶组 _ 5 2.1.6 主轴承 _ 5 2.1.7 机舱 _ 5 2.1.8 偏航系统 _ 5 2.1.9 塔筒 _ 6 2.1.10 基础锚 _ 6 2.1.11 控制系统 _ 6 2.1.12 接地和防雷法 _ 6 2.1.13 特殊版本 _ 7 3 技术数据 _ 7 3.1 风和现场数据 _ 7 3.2 温度数据 _ 7 3.3 运行数据 _

4、8 3.4 叶轮 _ 8 3.5 桨叶组 _ 8 3.6 传动系统 _ 9 3.7 控制器 _ 9 3.8 桨距控制和安全系统 _ 9 3.9 偏航系统 _ 9 3.10 塔筒 _ 9 3.11 重量数据 _ 10 3.12 维修制动器 _ 10 分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码3/11 文件编号：S-1000920 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologies BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或部分内容，或者将本文中的任何内容

5、用于非本文件规定的目的。分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码4/11 文件编号：S-1000920 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologies BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或部分内容，或者将本文中的任何内容用于非本文件规定的目的。1 引言引言 本文件提供了 DIRECTWIND 900kW 风机的技术概述。该风机设计用于国际电工委员会 II/III 类应用。本文件要结合文件 S-1000921“DIRECTWIND 900 电

6、气规格”一起阅读。第 2 章包括DIRECTWIND 900 风机的技术说明。第 3 章包括技术数据。附录 1 包括主风机组件的三维装配。2 技术说明技术说明 DIRECTWIND 900 是一个直驱式变速变距型水平轴 3 浆叶逆风叶轮风机。无齿轮直驱同步发电机以变速运行。这样就能主动控制连接到电网的交流-直流-交流 IGBT 功率变频器。这种设计的优点在于，维护率低，在超过额定风速时保持功率输出恒定，而且与恒速失速型或恒速变桨距型风机相比结构负荷相对更低。结构设计中将发电机完全集成到风机中，这使得机舱设计非常紧凑。传动系统只利用一个主轴承，而典型的设计具有分别支持的主轴、变速箱和发电机。从浆

7、叶到基础的所有动态负载界面与机械表面均有牢固的法兰连接，而且采用了高抗拉伸预应力钢制螺栓连接。2.1.1 运行和安全系统运行和安全系统 风机在各种风力条件下自动运行并受工业可编程控制器（PLC）控制。切入风速大约为 3 米/秒。当转速达到切入功率值时，风机通过功率变频器接入电网。功率变频器控制电机的功率输出并用功率设定值与转速曲线进行编程。在低于额定风速的条件下，可控制功率输出使转速与空气动力学性能达到最优（最优 控制）。在大于额定风速的情况下，可通过PD 控制的主动叶片变桨将功率输出保持在恒定的额定值下。我们对传动系统和功率变频器的动态响应进行了最优化，从而获得高发电量，功率波动也可忽略不计

8、。变速叶轮的用作像一个巨大的飞轮，吸收波动的气动功率输入。风机控制器位于叶轮轮毂和塔座内（机舱内装有远程输入输出）并执行所有的控制功能和安全状态监测。在发生故障的情况下，或在极端天气条件下，通过浆叶的顺桨（将浆叶相对于叶轮旋转面回转 90）将风机停止在顺桨位置。在故障不是很严重并得到解决的情况下，或者当极端天气条件已经过去时，风机自动重启，从而最大限度减少了停机时间。2.1.2 发电机发电机 多极直驱发电机直接安装在轮毂上。定子位于不可移动的外环和线绕磁极中，独立励磁的转子在内环上旋转。发电机的设计使所有气动力直接转移到机舱结构上，而不干扰发电机引起的负荷。2.1.3 功率变频器功率变频器 功

9、率变频器是一个交流直流交流 IGBT 主动切换变频器。它控制发电机在最适范围内运行，并 分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码5/11 文件编号：S-1000920 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologies BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或部分内容，或者将本文中的任何内容用于非本文件规定的目的。保持输入到电网电力的质量。功率因数在限值范围内是可控制、可调节的。根据标准，变流器在所有负荷的条件下通过可调功率因数产生输入电网的整功率

10、因数（cos=1）。谐波失真符合 IEEE519。2.1.4 叶轮叶轮 叶轮为三桨叶结构，安装在塔的逆风处。转速通过面向顺桨位置的主动桨叶进行调节。每个桨叶有一个完全独立的完整变桨系统，具备失效保护功能。这种构造免去了机械性的叶轮制动。变桨距系统是控制气动功率输入到风机的基本方法。在低于额定风速下，桨叶变桨设定为常数，此时气动效率为最适值。在大于额定风速下，快动控制系统通过将叶轮速度保持到正常水平（即使在阵风天气下）而将平均气动功率保持在额定水平下。刚性的叶轮轮毂是一个球墨铸铁结构，安装在主轴承上。每个叶轮桨叶使用预应力球轴承连接到轮毂上。叶轮桨叶足够大，为两个维修技师从结构内部进行桨距系统、

11、三个变浆轴承和桨叶根部的维护提供舒适的工作环境。2.1.5 叶轮桨叶组叶轮桨叶组 叶轮桨叶由玻璃纤维强化环氧树脂制成。空气动力学设计以变桨距概念为基础，代表了最尖端的技术。无需任何延伸部分，且空气动力学设计最适合于这种叶轮直径。2.1.6 主轴承主轴承 主轴承是一经过特殊设计的大直径三排圆柱滚柱轴承。内部不可旋转的环安装在发电机定子上。外部旋转环安装在轮毂和发电机转子上。轴承承载轴向、径向负荷以及弯矩。通过内部轴承环进入轮毂。轴承通过风机 PLC 控制的全自动润滑系统进行润滑。2.1.7 机舱机舱 机舱是一个紧凑的焊接结构，内部装有偏航机构、一个维护用的提升机和一个控制板。发电机和塔筒通过法兰

12、盘与机舱连接，这种结构的几何设计能确保负载最大限度地转移到塔筒上，无需轴和变速箱，简单的设计使工作人员能轻松进入机舱。2.1.8 偏航系统偏航系统 偏航轴承是内部有齿轮的环，装有预应力四点接触球轴承。机舱偏航通过电动行星齿轮电机进行。偏航制动器是被动的，根据直接安装在轴承环上的制动块的摩擦进行制动，从而保持偏航系统在最大负载条件下仍然坚固。分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码6/11 文件编号：S-1000920 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologi

13、es BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或部分内容，或者将本文中的任何内容用于非本文件规定的目的。2.1.9 塔筒塔筒 机舱组件由管状铁塔支持，并进行了全面的防腐蚀保护。塔座上装有绞链的安全检修门，使得工作人员可从塔筒进入机舱。塔筒内装有梯子，并配有安全绳和可选的攀爬辅助工具、休息平台和照明设备。标准的轮毂高度为 40、50 和 75 米。2.1.10 基础锚基础锚 风机由水泥基础支持。通过预埋基础环或地锚螺栓的方式使风机与基础进行连接。2.1.11 控制系统控制系统 Bachmann PLC：M1 控制器将基于PC的控制器的开放性与工业硬件平台的可靠性完美结合。其设计旨在

14、耐受最严酷的环境条件，从而保证了长时间、零下温度和没有风扇的情况下无错使用。现代系统架构的设计理念旨在保持与网络容量的一致性，使 M1 可以轻松地集成到控制器和系统外围设备的环境中。实时以太网使控制器可以实时联网，所有标准现场总线系统的支持使标准的外部组件接入架构。直驱监视系统程序（DWMS）：DIRECTWIND监测系统 EWT的专利，HMI的特征在于本地监测和风机处进行控制，将其集成到远程接入或风场接入SCADA。DWMS的三种应用包括：风机、风场和远程提供了独立的风机控制和全风场监测以及来自风机、风场或互联网接入点的数据存入。DWMS 风机软件放置在风机内。DWMS 风场软件放置在主风场

15、 PC 中，该 PC 既可以是风机中的一台 PC，也可以是连接到风场网络的单独 PC。DWMS 风场软件还包含 DWMS 风机窗口。在通过风场网络而接入风机时使用该窗口。DWMS 远程软件可以通过调制解调器放置在任何一台 PC 中。DWMS 远程软件能与任何风场或风机保持联系。为此，DWMS 远程软件还包含与 DWMS 风机窗口和 DWMS 风场窗口。2.1.12 接地和防雷法接地和防雷法 风机的完整接地系统结合了：-安全接地 接地系统用以防止人能触及的风机部件之间的人类危险电压。-防雷保护 提供在雷击或雷电感应情况下过电压过电流的可预测方式，并最大限度减少人类所处的危险状况。-电极接地 接地

16、系统用来最大限度减少进入敏感电气和或电子电路的电扰。分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码7/11 文件编号：S-1000920 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologies BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或部分内容，或者将本文中的任何内容用于非本文件规定的目的。由于 DIRECTWIND 900 的机械结构是由铁（钢）制成的，因此风机结合应用了所有的接地系统。2.1.13 特殊版本特殊版本 以下是特殊版本的 DIRECTWIND

17、900：低温版 o 最低运行温度：-40C 沙漠版 o 最高运行温度：+50C o 能抗沙暴 海洋版 o 用于盐渍环境下运行 3 技术数据技术数据 凡用“/”隔开的数据是指各个叶轮直径（51.5/52.5/54 米）。3.1 风和现场数据风和现场数据 风力等级 根据 IEC61400-1 为 II/II/III 级 最大为 50 年一遇的极端风速 59.5/59.5/52.5 m/s 湍流等级 A(I15=0.16)最大气流倾角 8（地形坡度）最大平均空气密度 1.225 kg/m3 轮毂高度位置的最大年平均风速 8.5/8.5/7.5 m/s 3.2 温度数据温度数据 标准 低温 最小设计环

18、境温度 -20C -40C 最小运行环境温度 -20C -40C 最小冷启动环境温度 -20C -30C 分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码8/11 文件编号：S-1000920 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologies BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或部分内容，或者将本文中的任何内容用于非本文件规定的目的。最大运行环境温度 +40C +40C 最大设计环境温度 +50C +50C 沙漠版风机可抗沙暴并能在+50C 的温度下

19、运行。海洋版风机可在盐渍环境中运行。3.3 运行数据运行数据 切入风速 3 m/s 切出风速 25 m/s 额定风速 14/13.9/13.5 m/s 叶轮速度 13 到 33 rpm，额定值为 26 rpm 输出功率 900kW 功率因数 1.0（从滞后 0.95 到领先 0.95 范围内可调），在低压终端测得 3.4 叶轮叶轮 直径 51.5/52.5/54 m 类型 3 叶片，水平轴 位置 上风 扫略面积 2,083/2,165/2,290 m2 功率调节 变桨距控制；叶轮励磁 叶轮倾角 5 3.5 桨叶组桨叶组 类型 PMC 24.5/25.0/25.8 桨叶长度 24.5/25.0/

20、25.75 叶弦，23.5 米处 0.723 m 叶弦的最大值，5.5 米 处 2.402 m 气动外形 DU 91,DU 98 和 NACA 64618 材料 玻璃纤维强化环氧树脂 表面颜色 浅灰色，色卡 RAL 7035 分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码9/11 文件编号：S-1000920 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologies BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或部分内容，或者将本文中的任何内容用于非本文件规定的目的

21、。扭力分布 从根部到 5.5 米处 11.5，然后线性下降到 0.29，之后非线性下降到 0 3.6 传动系统传动系统 类型 直接驱动 连接 仅采用法兰连接 3.7 控制器控制器 类型 Bachmann PLC 远程监测 直驱式监测系统 DWMS，SCADA 专利所有 3.8 桨距控制和安全系统桨距控制和安全系统 类型 独立的桨叶变桨距控制 驱动 变速直流电机驱动 安全 冗电后备 3.9 偏航系统偏航系统 类型 主动 偏航轴承 4 点球轴承 偏航驱动器 3x 恒速减速电机 偏航制动器 被动摩擦制动 3.10 塔筒塔筒 类型 锥形塔筒 可选塔筒高度 30.5、36.4、46.4、70.5 m 可

22、选轮毂高度 35、40、50、75 m 表面颜色 内部：白色，色卡 RAL 9010，外部：浅灰色，色卡 RAL 7035 分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码10/11 文件编号：S-1000920 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologies BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或部分内容，或者将本文中的任何内容用于非本文件规定的目的。3.11 重量数据重量数据 轮毂 9,303 kg 桨叶 每个 1,919/1,931 kg 叶轮

23、组件 15,060/15,096 kg 发电机 30,000 kg 机舱组件 10,000 kg 36.5 米塔筒 34,000 kg 46.5 米塔筒 46,000 kg 70.5 米塔筒 86,500 kg 3.12 维修制动器维修制动器 类型 维护制动 位置 在轮毂法兰处 卡钳 液压，1 个 分类：说明书 2009-07-24 标题：DIRECTWIND 900 技术规范 页码11/11 文件编号：S-1000920 版权所有 Emergya Wind Technologies BV 荷兰入围得到荷兰 Emergya Wind Technologies BV 明确批准前，禁止复制和/或向第三方泄露本文件全部或部分内容，或者将本文中的任何内容用于非本文件规定的目的。附录附录 1 主风机组件的三维装配主风机组件的三维装配 发电机 桨叶 机舱 轮毂 轴承 塔筒