兆瓦风机原理及介绍

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1、风 电 产 业风 能 是 一 种 干 净 的 自 然 能 源 ， 没 有 常 规 能 源 （ 如 煤 电 ， 油 电 ） 与 核 电 会造 成 环 境 污 染 的 问 题 ， 平 均 每 装 一 台 单 机 容 量 为 1兆 瓦 的 风 能 发 电 机 ，每 年 可 以 减 排 2000吨 二 氧 化 碳 （ 相 当 于 种 植 1平 方 英 里 的 树 木 ） 、 10吨二 氧 化 硫 、 6吨 二 氧 化 碳 。 风 能 产 生 1兆 瓦 小 时 的 电 量 可 以 减 少 0.8到 0.9吨 的 温 室 气 体 ， 相 当 于 煤 或 矿 物 燃 料 一 年 产 生 的 气 体 量 ，

2、而 且 风 机 不 会 危 害 鸟 类 和 其 它 野 生 动 物 。 在 常 规 能 源 告 急 和 全 球 生 态 环 境 恶 化 的 双 重压 力 下 ， 风 能 作 为 一 种 高 效 的 新 能 源 有 着 巨 大 的 发 展 潜 力 。 风 力 机 将 主 要 向 兆 瓦 级 大 机 组 发 展 现 代 化 的 风 力 发 电 ， 已 不 只 是 一 台 风 力 机 和 一 台 发 电 机 的 简 单 组 合 ， 而 是 一 个 高度 集 成 了 空 气 动 力 学 、 机 械 学 、 电 机 学 、 电 力 电 子 学 、 微 电 子 学 、 计 算 机 科 学 以及 电 力 系

3、 统 分 析 、 继 电 保 护 技 术 、 先 进 控 制 技 术 和 数 据 通 讯 等 各 方 面 知 识 为 一 体的 复 杂 的 机 电 能 量 转 换 系 统 。 风 力 机 分 类 一 、 旋 转 主 轴 方 向 （ 即 主 轴 与 地 面 相 对 位 置 ） 水 平 轴 风 力 机 垂 直 轴 风 力 机 二 、 桨 叶 受 力 方 式 升 力 型 风 力 机 阻 力 型 风 力 机 三 、 风 机 接 受 风 的 方 向 上 风 向 下 风 向 水 平 轴 风 力 机 随 风 轮 与 塔 架 相 对 位 置 的 不 同 而 有 上 风 向 与 下 风 向之 分 ； 风 轮 在

4、 塔 架 的 前 面 迎 风 旋 转 , 叫 做 上 风 向 风 力 机 。 风 轮 安 装 在塔 架 的 下 风 位 置 的 , 则 称 为 下 风 向 风 力 机 。 上 风 向 风 力 机 必 须 有 某 种调 向 装 置 来 保 持 风 轮 迎 风 。 而 下 风 向 风 力 机 则 能 够 自 动 对 准 风 向 , 从而 免 除 了 调 向 装 置 。 但 对 于 下 风 向 风 力 机 , 由 于 一 部 分 空 气 通 过 塔 架后 再 吹 向 风 轮 , 这 样 , 塔 架 就 干 扰 了 流 过 叶 片 的 气 流 而 形 成 所 谓 塔 影 效应 , 使 性 能 有 所

5、降 低 。 四 、 叶 片 数 量 单 叶 片 双 叶 片 三 叶 片 多 叶 片 风 力 机 的 分 类 叶 片 的 数 量 由 很 多 因 素 决 定 ， 其 中 包 括 空 气 动 力 效 率 、 复 杂 度 、 成 本 、 噪 音 、美 学 要 求 等 等 。 大 型 风 力 发 电 机 可 由 1、 2或 者 3片 叶 片 构 成 。 叶 片 较 少 的 风 力发 电 机 通 常 需 要 更 高 的 转 速 以 提 取 风 中 的 能 量 ， 因 此 噪 音 比 较 大 。 而 如 果 叶片 太 多 ， 它 们 之 间 会 相 互 作 用 而 降 低 系 统 效 率 。 目 前 3叶

6、 片 风 电 机 是 主 流 ， 从美 学 角 度 上 看 ， 3叶 片 的 风 电 机 看 上 去 较 为 平 衡 和 美 观 。 五 、 功 率 传 递 的 机 械 连 接 方 式 有 齿 轮 箱 型 风 机 直 驱 型 风 机 有 齿 轮 箱 风 机 的 桨 叶 通 过 齿 轮 箱 及 其 高 速 轴 及 万 向 弹 性 联 轴 节 将 转 矩 传递 到 发 电 机 的 传 动 轴 ， 联 轴 节 具 有 很 好 的 吸 收 阻 尼 和 震 动 的 特 性 ， 可 吸 收 矢量 的 径 向 、 轴 向 和 一 定 角 度 的 偏 移 ， 并 且 联 轴 器 可 阻 止 机 械 装 置 的

7、 过 载 。 而 直 驱 型 风 机 采 用 了 多 项 先 进 技 术 ， 桨 叶 的 转 矩 可 以 不 通 过 齿 轮 箱 增 速 而直 接 传 递 到 发 电 机 的 传 动 轴 ， 使 风 机 发 出 的 电 能 同 样 能 并 网 输 出 。 六 、 按 桨 叶 接 收 风 能 的 功 率 调 节 方 式 定 桨 距 （ 失 速 型 ） 机 组 变 桨 距 机 组 风 力 机 的 分 类 定 桨 距 机 组 桨 叶 与 轮 毂 的 连 接 是 固 定 的 ， 当 风 速 变 化 时 ， 桨 叶 的 迎 风 角 度 不能 随 之 变 化 ， 该 机 组 结 构 简 单 、 性 能 可

8、 靠 ， 在 20年 来 的 风 能 开 发 中 一 直 占 主导 地 位 ； 而 变 桨 距 机 组 叶 片 可 以 绕 叶 片 中 心 轴 旋 转 ， 使 叶 片 攻 角 可 在 一 定 范围 内 （ 一 般 0 90度 ） 调 节 变 化 ， 其 性 能 相 对 提 高 很 多 ， 但 结 构 也 趋 于 复 杂 。 七 、 按 照 叶 轮 转 速 是 否 恒 定 恒 速 风 力 发 电 机 组 变 速 风 力 发 电 机组 恒 速 风 力 发 电 机 组 设 计 简 单 可 靠 ， 造 价 低 ， 维 护 量 少 ， 直 接 并 网 ； 缺 点是 气 动 效 率 低 ， 结 构 载 荷

9、 高 ， 给 电 网 造 成 电 网 波 动 ， 从 电 网 吸 收 无 功 功 率 。而 变 速 风 力 发 电 机 组 气 动 效 率 高 ， 机 械 应 力 小 ， 功 率 波 动 小 ， 成 本 效 率 高 ，支 撑 结 构 轻 。 缺 点 是 功 率 对 电 压 降 敏 感 ， 电 气 设 备 的 价 格 较 高 ， 维 护 量 大 。常 用 于 大 容 量 机 型 。 八 、 按 发 电 机 类 型 异 步 发 电 机 型 同 步 发 电 机 型 绕 线 式 双 馈 异 步 发 电 机 转 子 为 绕 线 型 。 定 子 与 电 网 直 接 连 接 输 送 电能 ， 同 时 绕 线

10、 式 转 子 也 经 过 变 频 器 控 制 向 电 网 输 送 有 功 或 无 功 功 率 。 变 速 恒 频 机 理 从 上 式 可 知 ， 当 发 电 机 转 速 变 化 时 ，可 通 过 调 节 转 子 励 磁 电 流 频 率 保 持 定 子 输 出 电 能 频 率 恒 定 ， 这 是 变 速恒 频 运 行 的 原 理 。 当 发 电 机 亚 同 步运 行 时 ， 转 子 绕 组 相 序 与 定 子 相 同 ；当 发 电 机 超 同 步 运 行 时 ， 转 子 绕 组相 序 与 定 子 相 反 ； 当 发 电 机 同 步 速运 行 时 ， 转 子 进 行 直 流 励 磁 。 图 中 分

11、 别 为 DIFG定 、 转 子 电 流 的频 率 ， 为 定 子 磁 场 的 转 速 ， 即 同 步转 速 ， 为 转 子 磁 场 相 对 于 转 子 的 转速 ， 为 DFIG转 子 的 电 转 速 。 由 电机 学 的 知 识 可 知 ， DFIG 稳 定 运 行时 ， 定 、 转 子 旋 转 磁 场 相 对 静 止 ，即 风 电 机 组 整 体 解 决 方 案 风 电 机 组 叶 片 制 造 工 艺 适 于 风 电 机 组 运 行 的 环 境 条 件用 于 北 方 地 区 的 低 温 型 风 机 : 待 机 环 境 温 度 范 围 : -40 +50 运 行 环 境 温 度 范 围 :

12、 -30 +40 (至 海 拔 1250 m) -30 +35 (海 拔 1250 至 1500 m) 海 拔 高 度 : 1000 1500 m 地 震 风 险 : 有 结 冰 风 险 : 有 沙 尘 暴 风 险 : 有 平 均 湿 度 : 70 %用 于 南 方 地 区 的 常 温 型 风 机 : 待 机 环 境 温 度 范 围 : -20 +50 运 行 环 境 温 度 范 围 : -10 +40 平 均 环 境 温 度 : 20 C 平 均 湿 度 : 82 % 兆 瓦 风 机 主 要 零 部 件 说 明 1 叶 片 2 变 桨 系 统 3 轮 毂 4 发 电 机 转 子 5 发 电

13、机 定 子 6 偏 航 系 统 7 测 风 系 统 8 辅 助 提 升 机 9 顶 舱 控 制 柜 10 底 座 11 机 舱 罩 12 塔 架 风 机 塔 筒 第 三 塔 架第 二 塔 架 第 一 塔 架 风 机 轮 毂 及 变 桨 系 统 风 机 传 动 链 传 动 链 特 点 ： 双 轴 承 支 撑 的 锻 压 主 轴 、 三 级 增 速 齿 轮 箱 、 双 馈 式 异 步 发 电 机 。 齿 轮 箱 不 承 担 转 子 重 量 和 推 力 ， 只 承 担 扭 矩 (齿 轮 箱 悬 挂 在 传 动 轴 上 ) ， 可靠 性 大 大 提 高 。 发 电 机 的 独 立 壳 体 安 装 在

14、主 体 结 构 上 。 发 电 机 壳 体 不 承 受 转 子 负 载 。 转 子 负 载 不 对 齿 轮 箱 产 生 冲 击 。 机 舱 布 局 宽 敞 ， 检 修 、 维 护 方 便 。 风 机 主 轴 材 料 :42CrMo4+QT (常 温 ) 34CrNiMo6+QT (低 温 ) 重 量 :8040 kg 风 机 齿 轮 箱 类 型 三 级 齿 轮 箱 (2级 行 星 齿 轮和 1级 直 齿 轮 ) 额 定 功 率 时 效 率 0.965 额 定 功 率 (输 入 ) 1663 kW 额 定 转 矩 (输 入 ） 912.5 kNm 齿 轮 箱 传 动 比 100.74/100.4

15、8 风 轮 转 速 范 围 (正 常 运 行 ) 9.7 19.5 rpm 风 轮 额 定 转 速 17.4 rpm 极 限 载 荷 时 的 最 大 转 速 24.3 rpm (A1-DLC1.6c2-1) 主 轴 倾 角 5 风 轮 旋 转 方 向 (从 主 轴 侧 看 ) 右 高 速 轴 制 动 器 风 力 发 电 机 的 主 制 动 器 是 空 气 动 力制 动 器 ， 机 械 制 动 器 为 第 二 制 动 系统 ； NHCE-900盘 式 制 动 器 为 主 动 式 、 自 定 位 盘 式 制 动 器 ， 也 就 是 通 过 液压 油 的 压 力 来 制 动 的 。高 速 轴 制 动

16、 器 （ antec） 高 速 轴 联 轴 器 联 轴 器 功 能 ： 连 接 齿 轮 箱 输 出 轴 与 发 电 机 轴 ； 补 偿 两 平 行 性 偏 差 和 角 度 误 差 ； 转 矩 限 制 ； 防 止 寄 生 电 流 通 过 联 轴 器 从 发 电 机转 子 流 向 齿 轮 箱 ； 风 机 变 频 器 专 为 双 馈 式 风 力 发 电 机 设 计 的 。 功 能 ： 通 过 控 制 转 子 对 发 电 机 激 磁 ，在 指 定 的 范 围 内 将 发 电 机 与 电 网 同 步 ， 并 网 /脱 网 操 作 ； 产 生 所 需 要 的转 矩 /功 率 ； 产 生 所 需 要 的 无

17、 功 功 率 。 Crowbar用 来 在 电 网 出 现 异 常 情 况 时 防 止 出 现 低 电 压 ， 通 过 产 生 容 性无 功 功 率 来 支 撑 电 网 运 行 。 Crowbar可 以 根 据 电 网 电 压 对 转 子 侧 变 流器 的 影 响 开 通 或 关 断 ， 保 证 传 动 单 元 在 电 网 电 压 快 速 变 化 时 能 正 常 工作 。 变 频 器 可 以 控 制 风 力 发 电 机 组 机 的 功 率 因 数 ， 从 容 性 0.9 到 1.0 再 到感 性 0.9， 可 以 根 据 用 户 的 要 求 在 0.9范 围 内 进 行 任 意 功 率 因 数

18、 的 设定 。 变 频 器 主 要 组 成 有 ： 并 网 开 关 、 转 子 侧 变 流 器 、 网 侧 变 流 器 、 LCL 滤波 器 、 du/dt 滤 波 器 、 传 动 单 元 主 接 触 器 和 充 电 电 路 。 变 频 器 的 结 构 设 计 为 IP54 的 防 水 型 空 冷 柜 体 。 柜 体 结 构 中 带 有 电 气加 热 控 制 部 分 ， 能 够 保 证 在 很 冷 的 环 境 下 进 行 安 全 的 启 动 程 序 。 安 装 地 海 拔 高 度 0 到 4000 米 ， 超 过 1000 米 时 需 降 容 使 用 。 海 拔 高 度 在 1000-2000

19、 米 之 内 ， 每 升 高 100 米 ， 降 容 1%。 发 电 机原 理 双 馈 异 步 发 电 机额 定 功 率 1550 kW额 定 转 矩 (发 电 机 输 入 ) 8.46 kNm最 大 过 载 转 矩 (由 过 载 安 全 耦 合 限 定 ) 13.49 kNm速 度 范 围 1000 rpm -2016 rpm最 大 机 械 转 速 2450 rpm当 发 电 机 与 电 网 相 连 时 ， 最 大 转 速 2050 rpm额 定 功 率 下 发 电 机 的 效 率 96.6 % 发 电 机 风 机 偏 航 系 统 偏 航 系 统 的 主 要 作 用 有 两 个 ： 其 一

20、是 与 风 力 发 电 机 组 的 控 制 系 统 相 配合 ， 调 节 整 个 机 舱 的 对 风 向 位 置 ， 根 据 风 速 仪 和 风 标 仪 的 传 感 检 测 ，自 动 使 风 轮 对 准 风 向 ， 以 提 高 风 力 发 电 机 组 的 发 电 效 率 ； 其 二 是 提 供必 要 的 紧 锁 力 矩 ， 以 保 证 风 力 发 电 机 组 的 安 全 运 行 。 偏 航 电 机 下 面 有 一 个 小 齿 轮 与 大 齿 轮 啮 合 ， 大 齿 轮 叫 偏 航 轴 承 ， 由 偏航 电 机 驱 动 。 偏 航 轴 承 承 载 机 组 中 主 要 部 件 的 重 量 ， 并

21、传 递 气 动 推 力到 塔 架 ， 轴 承 中 含 有 齿 圈 ， 偏 航 驱 动 机 构 中 的 小 齿 轮 与 之 啮 合 。 明 阳1.5MW 风 力 发 电 机 组 的 偏 航 系 统 采 用 内 齿 形 式 。 驱 动 装 置 由 驱 动 电 动 机 、 减 速 器 、 传 动 齿 轮 、 齿 轮 间 隙 调 整 机 构 等 组成 。 偏 航 驱 动 装 置 要 求 起 动 平 稳 ， 转 速 均 无 振 动 现 象 。 在 风 力 发 电 中 ，叶 轮 应 该 总 是 处 在 对 风 状 态 ， 以 便 于 风 轮 最 大 程 度 的 吸 收 风 能 。 偏 航电 机 就 起 转

22、 动 机 舱 使 叶 轮 对 风 的 作 用 。 应 用 齿 轮 驱 动 偏 航 系 统 ， 为 避 免 因 振 荡 的 风 向 变 化 而 引 起 偏 航 齿 轮 产生 交 变 载 荷 ， 采 用 偏 航 制 动 器 来 吸 收 微 小 自 由 偏 转 振 荡 ， 防 止 偏 航 齿轮 的 交 变 应 力 引 起 轮 齿 过 早 损 坏 。 偏 航 系 统序号 名 称 数量 单 重 （ Kg) 总 重 （ Kg)1 偏 航 编 码 器 装配 1 3.09 3.092 偏 航 编 码 齿 轮 1 0.27 0.273 偏 航 编 码 器 支架 1 2.41 2.414 偏 航 制 动 盘 1

23、1617.71 1617.715 制 动 器 支 座 1 1768.18 1768.186 偏 航 驱 动 4 550 22007 偏 航 轴 承 1 1416 14168 偏 航 制 动 器 12 75 900系统 偏 航 系 统 5MF.201.001 A 8211.72 偏 航 制 动 器1.5MW机 组 偏 航 系 统 通 常 采用 810组 偏 航 制 动 器 ， 每组 制 动 器 由 上 、 下 两 个 闸体 组 成 ； 刹 车 夹 为 液 压 卡钳 形 式 ， 在 偏 航 刹 车 时 ，由 液 压 系 统 提 供 140-160bar之 间 的 压 力 ， 使 刹车 片 紧 压

24、在 刹 车 盘 上 ， 提供 制 动 力 ； 偏 航 时 保 持45bar的 余 压 ， 产 生 一 定的 阻 尼 力 矩 ， 使 偏 航 运 转更 加 平 稳 ， 减 少 机 组 的 振动 。 风 机 液 压 系 统 1.5兆 瓦 机 组 HYDAC液 压 站 主 要 参 数 ： 工 作 介 质 ： Esso Univis HVI 26 油 箱 容 积 ： 12L 电 机 功 率 ： 0.75 KW 电 机 频 率 ： 400 V 电 机 转 速 ： 1450 RPM 泵 出 口 流 量 ： 1.6 L/min 工 作 压 力 ： 160 bar左 右 1.5MW风 机 液 压 站 系 统

25、有 两 个 主 控 制 回 路 ： 转 子 制 动 回 路 和 偏 航 刹 车 回 路 。 系统 正 常 工 作 压 力 范 围 在 140-160bar之 间 ，系 统 压 力 由 电 机 泵 组 （ 序 号 90、 60） 作为 动 力 单 元 提 供 ， 并 由 压 力 传 感 器 来 加以 精 确 显 示 ， 动 力 源 的 断 合 利 用 压 力 传感 器 和 电 气 联 动 控 制 来 实 现 。 1.5MW风 机 安 全 与 控 制 方 案基 本 概 念 正 常 运 行准 备 运 行 启 动 转 矩 控 制自 动 偏 航变 桨 动 作自 检 测 变 桨 控 制监 测 /监 视故

26、障 处 理 服 务 /维 修 无 故 障 情 况 下 电 气 安 全 保 护 发 电 机 外 部 定 子 接 线 箱 上 部 装 有 发 电 机 防 雷 箱 ， 可 以 保 护发 电 机 免 遭 雷 击 。 定 子 绕 组 和 前 后 轴 承 等 处 的 温 度 通 过PT100温 度 传 感 器 被 连 续 地 监 控 。 电 气 设 备 保 护 装 置 还 包 括 ： 1)连 接 到 电 网 的 具 有 过 载 、 短 路 保 护 的 空 气 开 关 。 2)发 电 机 定 子 电 路 的 必 要 保 护 。 3)变 换 电 源 的 保 护 。 4)在 发 电 机 中 对 谐 波 电 流

27、进 行 滤 波 的 电 抗 器 。 5)保 证 与 电 网 电 磁 兼 容 的 滤 波 器 。 6)IGBT的 电 子 保 护 。 控 制 与 电 气 设 备 控 制 系 统 是 用 PLC语 言 开 发 的 一 个软 件 PLC控 制 系 统 。 软 件 是 基 于 安 全 和 控 制 原 理 图 设 计的 。 电 缆 和 额 外 的 软 件 功 能 ， 比 如 可 视化 和 远 程 访 问 软 件 由 明 阳 风 电 负 责 开发 。 控 制 与 电 气 设 备 双 馈 风 力 机 的 控 制 手 段 ： 通 过 变 频 器 控 制 器 对 逆 变 电 路 中 功 率 器 件的 控 制 ，

28、 可 以 改 变 双 馈 发 电 机 转 子 励 磁 电 流的 幅 值 、 频 率 及 相 位 角 ， 达 到 调 节 其 转 速 、有 功 功 率 和 无 功 功 率 的 目 的 ， 既 提 高 了 机 组的 效 率 ， 又 对 电 网 起 到 稳 频 、 稳 压 的 作 用 。 变 频 控 制 ： 为 了 保 证 转 子 转 速 最 优 ， 风 轮 叶 片 的 角度 通 过 变 桨 系 统 进 行 调 整 。 但 是 ， 角 度 的 调整 是 一 个 非 常 缓 慢 的 过 程 ， 为 了 补 偿 转 子 转速 的 快 速 变 化 ， 变 频 控 制 单 元 快 速 增 加 或 降低 转

29、子 磁 场 的 旋 转 速 度 ， 保 证 发 电 机 获 得 最优 的 滑 差 。 当 风 速 降 低 时 ， 控 制 单 元 从 电 源 获 得 电 能 并 增 加 转 子 磁 场 的 转 速 ， 以 保 证 定子 向 电 网 提 供 固 定 频 率 的 能 量 。 同 样 ， 当 风速 不 断 增 加 、 转 子 磁 场 的 转 速 也 逐 步 增 加 ，达 到 超 同 步 转 速 以 上 时 ， 转 子 产 生 的 能 量 不仅 满 足 转 子 自 身 励 磁 还 有 剩 余 电 能 输 送 到 电网 。 风 电 场 监 控 系 统 其 他 控 制 器CX1020数 据 文 件 DB业

30、 主实 时 数 据 库历 史 数 据 库 中 控 室Internet数 据 库 服 务 器 数 据 文 件数 据 流 投 资 商 政 府 WEB Server发 布 到 WEB数 据 流数 据 文 件 数 据 文 件 风 电 场 监 控 系 统 概 述 1 就 地 监 控 系 统 ： 基 于 倍 福 控 制 器 和 TWINCAT 软 件 开 发 的 、 用 于 控 制 单 台风 机 ； 2 中 央 监 控 系 统 ： 安 装 在 中 控 室 内 ， 以 闭 环 光 纤 网 络 ， 可 靠 连 接 所 有 风 机 ； 1) 基 于 TCP/IP 协 议 的 以 太 网 络 ： 支 持 所 有

31、现 有 的 TCP/IP 网 络 部 件 ， 所 需 部 件 可 以 在 任 何 地 方 买 到 ； 没 有 专 利 所 有 权 的 限 制 ； 便 于 其 他 供 应 商 的 系 统 接 入 ； 对 现 有 带 宽 可 以 进 行 优 化 ； 2） 闭 环 网 络 ： 提 高 了 网 络 可 靠 性 ； 在 单 个 节 点 故 障 情 况 下 ， 系 统 仍 然可 以 正 常 运 行 。 3） 方 便 扩 展 ： 可 以 通 过 增 加 服 务 器 来 集 中 管 理 多 组 风 机 ， ； 3 远 程 监 控 系 统 ： 安 装 在 远 方 调 度 室 内 ， 采 用 支 持 JAVA 程

32、 序 的 网 络 浏 览 器 ； 1） 用 户 无 需 购 买 任 何 额 外 软 件 或 许 可 证 ； 2） 可 根 据 需 要 ， 自 由 配 置 远 程 网 络 的 接 入 方 式 ； 风 电 场 网 络 结 构 信 息 服 务 层 网 络 把 每 台 风 机 控 制 器 连 接 到 中 控 室 机 房 ， 为 中 控 室 监 控 系 统 与每 台 风 机 之 间 建 立 通 讯 通 道 。 信 息 服 务 层 网 络 的 网 络 拓 扑 结 构 为 ： 链 形 闭 环 网 络 ； 采 用 基 于 光 纤 以 太 网的 TCP/IP 协 议 ， 速 度 为 100M； 风 机 雷 电

33、保 护 变 桨 系 统 防 雷 措 施 ： 变 桨 系 统 及 变 桨 电 机 按 照 LPZ2防 雷 级 别 设 计 ， 为 了防 止 变 桨 系 统 及 控 制 箱 遭 受 电 磁 干 扰 ， 所 有 输 入 接 地 电 缆和 屏 蔽 层 在 进 入 控 制 箱 内 直 接 和 接 地 端 子 条 连 接 。 机 舱 控 制 器 与 轮 毂 变 桨 系 统 控 制 箱 之 间 的 所 有 电 缆 都有 屏 蔽 ， 屏 蔽 装 置 与 接 地 端 子 条 和 滑 环 外 壳 相 连 。 在 变 桨 控 制 电 路 中 对 输 入 和 输 出 信 号 采 用 浪 涌 保 护 装置 进 行 保

34、护 。 测 风 杆 防 雷 措 施 ： 风 速 计 与 风 标 支 架 作 为 避 雷 针 来 建 造 。 从 该 避 雷 针 底部 ， 一 根 50mm2的 单 股 铜 线 将 雷 电 电 流 以 最 短 的 线 路 直接 传 导 至 左 主 梁 。 风 机 雷 电 保 护 电 控 系 统 、 变 频 器 防 雷 措 施 ： 电 控 系 统 按 照 LPZ2防 雷 级 别 设 计 ， 为 了 防 止 电 控 系统 及 控 制 箱 遭 受 电 磁 干 扰 ， 所 有 输 入 接 地 电 缆 和 屏 蔽 层 在进 入 控 制 箱 内 直 接 和 接 地 端 子 条 连 接 。 机 舱 控 制 器

35、 与 塔 筒 控 制 箱 之 间 的 所 有 电 缆 都 有 进 行 屏蔽 。 屏 蔽 装 置 与 接 地 端 子 条 相 连 。 在 控 制 电 路 中 对 输 入 和输 出 信 号 采 用 浪 涌 保 护 装 置 进 行 保 护 。 塔 架 防 雷 措 施 ： 塔 架 的 每 个 法 兰 部 分 互 相 之 间 至 少 有 三 点 由 50mm2的接 地 铜 电 缆 进 行 连 接 。 总 接 地 设 备 通 过 它 内 部 的 一 条 扁 钢 引 出 基 础 。 该 扁 钢规 格 为 50 6mm， 与 主 接 地 母 线 相 连 。 机 组 安 全 系 统 的 功 能 简 述安 全 系

36、 统 也 叫 做 安 全 链 ， 它 是 独 立 于 计 算 机 系 统 的 软 硬 件 保护 措 施 。 采 用 反 逻 辑 设 计 ， 将 可 能 对 风 力 机 组 造 成 严 重 损害 的 故 障 节 点 串 联 成 一 个 回 路 ： 紧 急 停 机 按 钮 （ 塔 底 主 控制 柜 ） 、 发 电 机 过 速 模 块 1和 2、 扭 缆 开 关 、 来 自 变 桨 系 统安 全 链 的 信 号 、 紧 急 停 机 按 钮 （ 机 舱 控 制 柜 ） 、 振 动 开 关 、PLC过 速 信 号 、 到 变 桨 系 统 的 安 全 链 信 号 、 总 线 OK信 号 。一 旦 其 中

37、一 个 节 点 动 作 ， 将 引 起 整 条 回 路 断 电 ， 机 组 进 入紧 急 停 机 过 程 ， 并 使 主 控 系 统 和 变 流 系 统 处 于 闭 锁 状 态 。如 果 故 障 节 点 得 不 到 恢 复 ， 整 个 机 组 的 正 常 的 运 行 操 作 都不 能 实 现 。 同 时 ， 安 全 链 也 是 整 个 机 组 的 最 后 一 道 保 护 ，它 处 于 机 组 的 软 件 保 护 之 后 。 安 全 系 统 由 符 合 国 际 标 准 的逻 辑 控 制 模 块 和 硬 件 开 关 节 点 组 成 ， 它 的 实 施 使 机 组 更 加安 全 可 靠 。 机 组

38、安 全 系 统 的 结 构 安 全 系 统 程 序 功 能 块 的 描 述“与 ” 的 关 系 ， 类 似 于 乘法 的 概 念 ， 输 入 都 是 1时 ， 输 出 是 1； 只 要 有1个 输 入 为 0， 输 出 就为 0。AND功 能 块 风 机 水 冷 系 统 工 作 原 理当 温 度 达 到 设 定 温 度 时 ， 电 动 三 通 阀 开 始 开 启 ， 若 温 度 继 续 升 高 ， 电 动三 通 阀 不 断 开 启 直 至 全 部 开 通 ， 冷 却 液 全 部 通 过 散 热 器 进 行 散 热 ， 同时 两 个 散 热 扇 轮 流 交 替 进 行 工 作 强 制 散 热 。

39、 风 机 电 控 系 统 的 操 作 机 舱 控 制 柜 上 的 按 钮 紧 急 停 机 按 钮 （ emergency stop） 出 现 特 殊 情 况 时 ， 拍 下 紧 急 停 机 按 钮 ； 此 按 钮 按 下 后安 全 链 断 开 ,机 组 在 运 行 状 态 下 将 执 行 紧 急 停 机 。 复 位 按 钮 （ reset） 按 下 该 按 钮 后 ， 系 统 的 安 全 链 恢 复 ， 清 除 故 障 反 馈 信号 。 与 塔 底 控 制 柜 的 复 位 按 钮 功 能 相 同 。 停 机 按 钮 （ stop） 手 动 停 机 。 按 下 后 系 统 执 行 正 常 停 机

40、 过 程 。 与 塔 底 控制 柜 的 停 机 按 钮 功 能 相 同 。 风 机 主 要 信 息 页 面 此 页 面 包 括 ：常 规 数 据 、 累计 量 、 风 机 控制 功 能 、 机 组基 本 信 息 、 自启 动 及 纽 缆 状态 。 通 过 就 地 调 试与 控 制 按 钮 可以 在 风 机 控 制中 对 机 组 进 行复 位 、 启 动 、 停 机 等 简 单 的控 制 。 变 速 变 桨 功 率 曲 线 数 据3 184 525 1066 1867 2938 4269 58210 76011 96512 120013 1200 14 120015 120016 120017

41、120018 120019 120020 120021 120022 120023 120024 120025 1200 主 控 系 统 的 功 能主 控 制 系 统 是 机 组 可 靠 运 行 的 核 心 ， 主 要 完 成 数 据 采 集 及 输 入 、 输 出 信 号 处 理 ；逻 辑 功 能 判 定 ； 对 外 围 执 行 机 构 发 出 控 制 指 令 ； 与 机 舱 柜 通 讯 ， 接 收 机 舱 信号 ， 并 根 据 实 时 情 况 进 行 判 断 发 出 偏 航 或 液 压 站 的 工 作 信 号 ； 与 三 个 独 立 的变 桨 柜 通 信 ， 接 收 三 个 变 桨 柜 的

42、 信 号 ， 并 对 变 桨 系 统 发 送 实 时 控 制 信 号 控 制变 桨 动 作 ； 对 变 流 系 统 进 行 实 时 的 检 测 ， 根 据 不 同 的 风 况 对 变 流 系 统 输 出 扭矩 要 求 ， 使 风 机 的 发 电 功 率 保 持 最 佳 ； 与 中 央 监 控 系 统 通 讯 、 传 递 信 息 。 控制 包 括 机 组 自 动 启 动 ， 变 流 器 并 网 ， 主 要 零 部 件 除 湿 加 热 ， 机 舱 自 动 跟 踪 风向 ， 液 压 系 统 开 停 ， 散 热 器 开 停 ， 机 舱 扭 缆 和 自 动 解 缆 ， 电 容 补 偿 和 电 容 滤波 投 切 以 及 低 于 切 入 风 速 时 自 动 停 机 。 为 人 类 奉 献 白 云 蓝 天 ， 给 未 来 留 下 更 多 资 源 。 谢 谢 大 家 ！ ！