变桨系统简介.pptx
一、变桨系统硬件组成TR-1.5G采用三柜制设计理念,系统包括三个基本相同的控制柜每个柜内包括：-电源管理模块（220AC-60VDC）-双层超级电容(416V)-变频器（速度环.电流环）-PLC（位置环及控制输出）及通讯接口（DP,CAN）-含有继电器输入/输出的安全电路每个轴箱的外部连接有：-交流异步电动机（三相29V）-SSI和增量式编码器（编码器校零：短接10X1的7和8端子）-95限位开关-3-5 桨叶位置传感器和90 桨叶位置传感器。第1页/共24页系统采用双层超级电容技术，在节省空间的同时，减少维护成本及对环境的污染，超级电容额定电压60VDC,PLC检测电容温度伺服控制器检测电容中间电压。采用超级电容的变桨控制系统具有下列优点：-充电时间短，2分钟左右即可充满至60V；-耐低温；-寿命长，充放电次数可达10万次以上，寿命可长达50年以上，真正 实现终身免维护；-超级电容随使用年限的增加，容量减小的非常小；-充电时产生的热量少；-体积小，重量轻；-无须维护；-电源管理模块作为充电器，无须再单独配置充放电管理电路。一、变桨系统硬件组成超级电容 4*500F/16V第2页/共24页TR-1.5G采用两个电源管理模块，用于AC220V转换DC60V供变频器及超级电容使用。INPUT 230VAC 14A INPUT 230VAC 14A 5060Hz5060Hz OUTPUT 60/75V OUTPUT 60/75V 33/25A 33/25A电源管理模块第3页/共24页PLC配置CPU：CX9000-0001AI：EL3204 DI：EL1008DO：EL2008SSI：EL5001Profibus DPCAN OPEN每个轴柜设计有独立的PLC系统，通过Profibus DP与风电主控进行通讯。第4页/共24页 三相异步交流电机变频器 电子刹车功能 CAN BUS 接口 程序存储器 额定直流输入电压60VDC 最大输出电流450A 开关频率8kHz 环境温度-40+50，最高工作温度90变频控制器第5页/共24页24VDC电源2T12T12T2输入:24-160V输出：24/2A工作温度：-40+85紧凑、高效率92%输入:28-160V输出：24/13A工作温度：-40+90紧凑、高效率94%第6页/共24页温度控制器 第一路控制轴柜加热器 第二路控制2T2输入电源第7页/共24页变桨电机 三相异步交流电动机 额定电压：3*29VAC 额定电流：90A 额定功率：4.5kW 额定转矩：28.6Nm 额定转速：1500rpm电机采用3x50mm的带柔性金属网电缆，轴箱侧与电机侧可靠接地。所有外部连接都有过压保护装置。所有的外部连接通过屏蔽电缆接地（哈丁插头内部采用GND接地，轴箱接地采用铜条或接地螺钉）第8页/共24页冷板技术 采用冷板技术，变频器取 消传统散热风扇紧贴在大 功率散热板上 采用铸铝大功率散热板 铸铝散热器制造材质本身 具有升温快、散热效率高 的特性 铝的耐氧化腐蚀性能好,重 量轻第9页/共24页二、变桨系统接口定义二、变桨系统接口定义变桨系统结构简图第10页/共24页滑环进线接口定义滑环进线包括一根400VAC电源线，一根Profibus DP通讯线，一根12芯24VDC电源线。第11页/共24页风电主控采用Profibus DP 方式与轴箱PLC通讯。三、控制方案和故障诊断Profibus DP 通讯波特率500k第12页/共24页轴柜内的CAN BUS通讯柜内PLC、电源管理模块、变频器之间采用CAN BUS 通讯方式。控制方案第13页/共24页安全链及EFC紧急顺桨控制方案风机安全链串入三个轴箱PLC OK 8K3触点回路,当有故障发生时，安全链断开，进入紧急模式。EFC紧急顺桨信号分别接入三个轴箱的继电器，当发生EFC时，继电器失电，风机顺桨。第14页/共24页自动模式：正常工作，接受风电主控位置指令。手动模式：强制手动模式：PLC第2个EL1008第1个通道为强制手动信号。具体实现：短接轴柜内2X1的9和10端子。Forward：开桨Backward：收桨控制方案-操作模式A：自动模式M：手动模式第15页/共24页Forward：开桨Backward：收桨控制方案 低电压穿越（LVRT）当变桨系统交流失电或故障时，整个变桨系统切为超级电容供电，8s后进入紧急模式，变桨系统顺桨到安全位置。这种控制策略能使变桨系统实现低电压穿越功能，维护电网安全稳定运行。第16页/共24页故障诊断 进入紧急模式紧急模式桨叶转到89位置的故障包括：(1)本桨叶位置小于最小位置限值；(2)本桨叶位置大于最大位置限值；(3)转速超过最高转速限值；(4)Profibus DP通讯故障(5)安全链动作；(6)主电源故障；(7)欠压；(8)电机堵转；(9)变频器超温；(10)轴箱超温；(11)超级电容中间电压比较错误(12)90位置传感器故障；(13)3位置传感器故障；第17页/共24页故障诊断紧急模式桨叶转到95位置的故障包括：(14)Can通讯故障(15)编码器故障(16)Enable故障进入紧急模式第18页/共24页 复位(1)90位置传感器故障；(2)3位置传感器故障；(3)编码器故障；(4)Profibus通讯故障；(5)Can通讯故障；(6)欠压；(7)电机堵转；(8)变频器超温；(9)轴箱超温；(10)本桨叶位置小于最小位置限值；(11)本桨叶位置大于最大位置限值；(12)转速超过最高转速限值；故障复位控制第19页/共24页 风电主控变桨PLC（下行）1、位置指令2、速度限制3、加速度限制4、桨叶位置反馈5、复位6、心跳7、润滑油泵四、变桨PLC与风电主控Profibus DP通讯第20页/共24页 变桨PLC风电主控（上行）1、变频器Can通讯故障2、95限位开关动作3、主电源故障4、手动模式5、强制手动模式6、SSI状态故障7、心跳四、变桨PLC与风电主控Profibus DP通讯第21页/共24页 变桨PLC风电主控（上行）8、轴箱温度AO9、电容温度AO10、电容电压AO11、变频器温度AO12、电机温度AO13、电容总电流AO14、位置反馈AO四、变桨PLC与风电主控Profibus DP通讯第22页/共24页地蕴天成能量无限第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页
