风电场运行规程(风机).pdf

《风电场运行规程(风机).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风电场运行规程(风机).pdf（80页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、Q/华能偏关风力发电有限公司企业标准 风电场运行规程（试行）2012 年 4 月 15 日修订 2012 年 5 月 1 日实施 华能偏关风力发电有限公司发布 批准：日期：审核：初审：编写：张晋 第一篇 风力发电机介绍 1 风力发电机组是3叶片、上风向、水平轴、变桨变速恒频风力发电机组，额定功率为1500kW。2 风轮系统通过主轴与齿轮箱连接，齿轮箱高速轴通过高速轴联轴器与发电机连接。3 齿轮箱通过两个弹性支撑安装于机座上，由于弹性支座的变形使得高速轴绕主轴中心线转动。发电机在额定负载情况下与高速轴同心连接，在额定功率时，发电机轴承几乎不承受任何来自联轴器的径向作用力和力矩。4 主轴通过齿轮箱

2、传送动力到发电机。发电机是双馈异步滑环电机，发电机定子直接与电网连接，转子功率通过变频器输入到电网。5 风力发电机的主制动器为空气动力学制动，通过3个叶片独立变桨实现。第2级是机械制动器，使用液压盘式制动器，通过液压系统提供动力进行操作，作用在齿轮箱的高速轴输出端上。6 偏航系统包括四个偏航驱动总成，偏航驱动总成由风力发电机的控制系统根据安装在机舱顶部的风向仪发来的控制信号进行操作。偏航驱动总成驱动偏航轴承，从而使机舱在阻尼力的作用下进行偏航对风。7 机舱外壳由玻璃钢制成，它可保护机舱内部各组件免受雨、雪、灰尘、太阳辐射等的破坏。从塔架内通过爬梯可以到达机舱，爬梯上配备有助爬器。8 机舱内部包

3、含有一台维护机舱吊机，额定起重重量为250kg。9 明阳风力发电机组，塔架外形为锥形，分成三段。塔架采用特殊的防腐蚀保护工艺，保证风场当地环境生存期的防腐要求。10 风力发电机组的所有功能由控制系统启动并管理，控制系统是在Beckhoff 提供的 TwinCAT 环境下，用PLC 语言开发的一个PLC控制系统。控制系统软件是基于机组安全和控制策略设计的。11 总体技术参数 机组总体技术参数 风轮设计参数 技术参数 风轮（叶片）SINOMA 额定功率（kW）1500 设计等级 TC3A+控制方式 变桨变速 50 年一遇极端风速（m/s）对风方式 上风向 风轮锥角（）叶片数 3 风轮倾角（）5 旋

4、转方向 顺时针 风轮直径（m）切入风速（m/s）3 扫掠面积（m2）5316 额定风速（m/s）额定转速（rpm）切出风速（m/s）25 转速范围（rpm）运行温度范围（）-30+40 叶片重量（kg）6400/6600 生存温度范围（）-40+50 风轮重量（kg）约36500 设计寿命（年）20 第二篇 安全操作指南 1 操作人员的资格 只有接受过专门培训和技术熟练的人员才能操作和维护明阳 风力发电机组，所有操作和维护人员必须明确地知道自己的责任。风机操作和维护人员必须了解和熟知风机的安全规程，了解风机现有的安全装置。所有操作和维护人员必须理解这些规程，并保证遵守这些规程。只有做到这些，才

5、可以保证操作和维护人员的工作安全。除了遵守本规程所提及的规定之外，还应遵守相关国家安全规程和专业操作规定。2 安全系统 机组控制器 机组控制器用来进行风电机组的监控（变频器控制系统除外）。机组控制器包含控制模块，安全模块和通讯模块等，分别安装在机舱和塔基。模块通过总线系统进行通讯，系统实时监测总线是否正常。机舱和塔基控制柜柜门上安装有控制开关按钮，以便进行机组的操作。机组控制器通过接口连接变频器控制系统。变频器独立运行，在某些场合能自行关机。机组控制器在出现一些内部故障时，通过看门狗回路实现断开安全链。为了冗余及故障检测的需要，无故障操作所需要的基本的传感器以及所有与安全相关的信号和传感器，都

6、至少需要两个。机组控制器实时检测信号是否一致、是否正常。若某一项测量的所有传感器都工作正常，控制系统取所有传感器的平均值。若检测到有传感器信号不一致，控制器将根据多种程序来确定正确的传感器/信号。若无法确定正确的传感器信号，将产生一个故障，使机组停机。机组控制器需连接到UPS，在电网故障时，能够保证控制器能至少正常工作1小时。在电气系统中设置有多个内部看门狗程序，如把接触器接点接到安全与控制系统，用硬接线实现的接触器互锁回路，以保证在同一时间不能同时动作。安全链 安全链由硬接线的监控链组成，其优先级大于安全系统中的计算机，在安全 链中，传感器断路触点以串联方式连接，安全链包含的触点有：机舱急停

7、按钮 塔基急停按钮 风轮过速开关 轮毂急停按钮 机组控制器的触点 变频器来的辅助触点 电缆缠绕圈数3圈（扭缆开关动作）振动传感器触点 如果发生了上述各种情况的任何一种，安全链便会断开。当安全回路断开时，闭合的继电器释放。当电网故障后恢复时，可通过手动或脉冲继电器进行复位，不能进行远程复位。安全链断开时，两种制动系统同时工作（叶片顺桨和主轴制动）。如果控制系统计算机发生故障，那么各种输出都将自动重新设置，从而使得安全链中断。制动系统 变桨系统 变桨系统在每个叶片都有一套独立的电气驱动装置（独立的变桨系统）。在正常运行、正常停机1、和正常停机2流程，变桨系统通过电网供电。在正常停机3、紧急停机1、

8、紧急停机2流程，变桨系统通过蓄电池供电。变桨系统通过滑环系统与机组的非转动部件连接，完成以下功能：电源供电，总线系统、硬接线信号的传送等等功能。变桨系统有一内部的看门狗逻辑，它实 时的监测变桨系统与主控制器的信号传输。当信号传送中断时，变桨系统自动转 到顺桨状态。每个叶片的变桨角度由两个独立的传感器的测量。每一个叶片都各自通过一个四点接触式变桨轴承安装在轮毂上，轴承内圈连接叶片、外圈连接轮毂上。变桨轴承内齿圈与变桨驱动的变桨齿轮啮合。变桨驱动包括变桨齿轮箱和变桨电机，变桨电机通过法兰盘与变桨齿轮箱连接。控制变桨的电动机是直流电动机，还有绝对值传感器和电动机制动器，所有这些驱动部件都装在轮毂内部

9、。轴箱内装有半导体闸流管控制叶片变桨电动机的电流消耗量，除此之外，轴箱内还包含一电池组，在断电时向直流电动机供电。变桨控制箱内的同步控制器在正常控制操作中控制三个独立变桨驱动电机的同步运转。向轮毂内部电气设备供电的动力电缆及与控制系统计算机相连的控制电缆都通过滑环及变速箱的空心主轴连接、布线。高速轴制动器 高速轴制动器使用圆盘形制动器，它有两种功能：一方面它能加快制动过程，另一方面能保证在断电之后使风力发电机全部停止。高速轴制动器的刹车盘安装于齿轮箱的高速输出轴上，刹车盘的直径为670毫米，高速轴制动器直接安装在齿轮箱上，通过液压系统控制制动器夹紧刹车盘制动，液压系统卸压后制动器通过弹簧复位。

10、如果液压系统出现故障，由蓄能器提供动力。机械锁定装置 风轮 主轴锁定装置安装在前轴承座上，在对传动链进行任何维护和修理工作之前，风轮锁都要锁定。通过对低速轴上的转子进行机械闭锁，控制系统便不能启动风力发电机。偏航驱动 偏航驱动器与机座相连，驱动机舱对准风向。风力发电机组装有四个偏航驱动器，偏航齿轮箱将偏航电机的力矩传递到偏航轴承的内齿上。偏航轴承外圈通过螺栓连接与塔架顶部法兰连接。变桨驱动 直流驱动电动机的力矩通过变桨齿轮箱传递到变桨轴承的内齿上。变桨电机配有电磁马达制动器。传感器 转速传感器 风轮转速是通过一个安装在低速侧和一个安装在高速侧的增量式编码器进行测量。变频器系统中提供了一个附加的

11、转速信号。另外，安装在低速侧的增量式编码器提供了一路信号给超速控制器。机组控制器通过编码器信号的时间序列来判断其转动的方向。桨距角位置传感器 每个叶片的桨距角通过两个传感器来测量，这两个传感器为冗余配置。控制系统取所有叶片的所有传感器测量值的平均值（整体变桨控制）。风速仪 在机舱罩的尾部上方的测风桅杆上装有两个风速仪，所有传感器为加热型的。该支架接地，在风速仪旁边装有一避雷针。机组控制器的输入信号有浪涌保护。风向仪 在机舱罩的尾部上方的测风桅杆上装有两个风向标，测量范围是360。为了防止结冰，风向标为加热型。风向标有雷电保护措施。振动传感器 振动传感器安装在齿轮箱弹性支撑附近（靠近塔架中心线位

12、置），用来测量风机主轴轴向及与其垂直方向的振动加速度。主轴轴承温度传感器 主轴轴承温度是通过在轴承上取两个冗余的测量点来监测。发电机温度传感器 发电机温度通过多个温度传感器来监视。每个绕组温度都有两个传感器来测量。一个作为测量，一个作为备用。其他温度传感器 环境温度（室外）传感器1个 机舱、塔基温度传感器各1个 机舱、塔基控制柜柜内温度传感器各1个 高速轴制动器磨损传感器 刹车卡钳都有一个磨损传感器，刹车回路的液压压力另外测量。偏航位置，电缆扭转测量 偏航位置由两个电感接近开关测量，它通过测量偏航齿轮的轮齿来进行计数的。0位置（北方）是在机组的初始试运转时进行设置。另外，扭缆保护的限位开关在扭

13、缆达到2圈时将触发一个等级2的故障，在扭缆达到圈时触发一个等级3的故障。该保护开关也属于安全链中的一部分，当扭缆达到3圈时将触发等级5的故障。液压系统传感器 液压系统中有温度、压力、油位的多个传感器。液压系统故障将触发正常停机。齿轮箱传感器 齿轮箱中装有多个传感器来监视油压和油温以及输出轴的轴承温度。另外，在齿轮箱的油过滤部位还装有一个差压开关。温度和压力超限都会触发正常停机。电网监测 机组控制器通过变频器中的电压、电流信号确定其功率，同时实时监测电网所有的数据。控制系统将检测线路上的频率、电压变化、快速重合闸、相位。出现扰动时触发正常停机1。急停按钮 急停按钮是自锁型按钮，复位时需拔出按钮头

14、。在机舱控制柜、轮毂中控箱、塔基控制柜各有一个急停按钮。人身安全 风力发电机组是根据标准的工程技术规定设计和制造的，所以根据规程进行操作对工作人员的安全和健康没有任何危险。各种控制元件都设置到容易够到的地方，且保证操作安全，有明确标志加以保护，防止无意中被启动。所有危险部位和危险驱动部件都有防护设备，这些设备只有在专业人员在进行维修和保养时，才允许被打开或拆卸。必须穿戴和使用安全防护装备，以避免工作中发生事故和对个人身体健康产生危害。在存在一定安全风险的部件上工作之前，必须通过机舱控制柜或塔基控制柜面板上的开关将机组切换到“维护状态”。同时，要在开关上应悬挂明显的警告标志，以避免其他人无意的操

15、作。机组切换到“维护状态”时，机组无法启动，但允许部分手动控制（正常运行时是不允许的）。在轮毂中进行维护工作时，不允许变桨系统进行变桨动作，除非在特殊情况下，并且采取了特殊的防范措施。每个叶片变桨系统有一个叶片锁紧装置，当检修叶片变桨驱动时必须启用该锁紧装置。在轮毂或在传动链部件上工作时必须启用风轮锁定装置。在系统检修时，在一个时间内可以关闭一个偏航驱动。其他的驱动可以承受偏航所需的负载。工作服 服装必须与所从事的工作性质相适应。只有穿着合适的服装才能防止事故的发生。禁止穿着松散宽大的罩衫，宽松衣袖的外衣和宽大裤腿的裤子。在机器附近工作时，不得穿戴长围巾或穿着有长带子的服装。袖口应当扎紧。安全

16、帽 在风机内部工作时可能会使头部受到伤害，例如头部碰到物体上，晃动的物体，坠落物体，倾斜物体或飞溅物体对头部的打击。佩戴安全帽能有效防止以上打击或是减轻某些打击对身体的伤害。当头发长且散发时也会有危险发生，所以在现场必须戴安全帽，长发的女同志必须把头发盘入安全帽内。耳塞 由于风机在运行过程中会产生噪音，所以防止噪音对人听力的伤害非常重要。如果对噪音不采取防范措施，久而久之，人的听力就会部分或全部丧失。由于听力的丧失是永久性的，不能恢复，所以在噪音为 90 分贝或超过 90 分贝时，必须戴耳塞，防止噪音对人身体的伤害。安全靴 脚在风机内部工作时可能会受到许多伤害，尤其是脚部会碰撞到物体上，被夹在

17、物体之间，受到落下物体或滚动物体的砸伤，受到挤压或受到现场突出物或尖锐物的刺伤。安全靴可以抗击 20 公斤重物的撞击。要保持安全靴的保护功能，必须妥善保管，否则达不到保护效果。防护手套 手暴露会受到许多伤害，比如机器上油脂的腐蚀或冷热的伤害触摸热的 物体，受到冷热流的伤害。在规定使用或建议使用防护手套的场合，应该戴上手套。护目镜 眼睛是人体最重要的感觉器官之一，也是最敏感的器官，因此，在工作时，当眼睛有可能受到伤害时就需要对其加以特别保护。如果有飞溅物（比如用磨光机时）会对眼睛或脸部产生伤害时，必须配戴护目镜。安全带 攀爬风机是一种高空作业，具有一定的危险性，如果没有做好安全防护工作，可能造成

18、严重的事故和伤害。在攀爬塔架时要穿戴安全带，严禁不穿戴安全带攀 爬塔架！安全带的穿戴必须在一个已经接受过正规训练或是有丰富经验人员的监督和指导下进行。每次使用前，必须进行一次彻底的外观检查，以确保个人防护品的完整性。必须检查确定：安全带没有开始出现断裂或损坏；“D”型环没有出现变形；扣环工作良好；缝合牢靠；金属部件状况良好。安全带的使用 在塔底时，系上安全带并将安全带系在安全索上；测试一下安全带是否能承受身体重量；必须使皮带牢固裹住大腿；身体在安全带上时，通常不应发生疼痛或不适感。如果有疼痛或不适感，应当重新调整安全带。无论何时，都要保证安全带以正确的方法系紧，并保证安全（制动器）环位于后背的

19、中间位置。a.先把安全带举起来,这样就可以 b.象穿外衣那样从后面穿上安全带。确定是否正确安装。c.将腰部的带子上的金属扣穿过 d.和扣腰部安全带的方法一样，将胸 方形环，拉紧。调整带子的长度，部安全带子拉紧，调整带子的松紧度。使安全带紧紧地同身体贴在一起。e.将大腿之间的安全带穿过大腿，把 f.安全带上的各种扣环一定要正 确的锁 方形扣穿过金属环，扣紧，调整带子 住，同时多余的带子要利用安全带上的 的松紧度。扣环固定住。同时各个地方的松紧度要 合适，不能太松，也不能太紧。g.将缓冲绳的安全挂扣扣在安全 h攀爬塔架 带背部的安全吊环，并锁紧螺母。图 安全带佩戴示意图 灭火器 风力发电机组需配备

20、两组灭火器，一组安置在塔架底部，另一组安置在机舱内。急救箱 在风力发电机组内宜设有一个急救箱，可用以对轻度伤害进行治疗。所有用 过器材必须立刻更换。避雷针 每个风轮叶片的叶尖内部安装一个避雷针，另外一个避雷针安装在机舱顶部 的测风桅杆上，所有避雷针接地。3 安全操作规程 准备工作（1）在登塔工作前必须手动停机，并把维护开关置于维护状态，将远程控制屏蔽。（2）维护风力发电机组时应打开塔架及机舱内的照明灯具，保证工作现场有足够的照明亮度。（3）在登塔工作时，要佩戴安全帽，系安全带，并把防坠落安全锁扣安装在钢丝绳上，同时要穿结实防滑的胶底鞋。（4）安全带必须与防滑块和缓冲绳一起使用，在攀爬梯子时，防

21、滑块必须卡入防滑导轨，防滑块与安全带胸前安全环相扣，严禁不挂防滑块爬塔架以及在机舱外工作时不挂缓冲绳。（5）把维修的工具、润滑油等放进工具包里，确保工具包无破损。在攀登时把工具包挂在安全带上或背在身上，切记攀登时不可掉下任何物品。攀爬塔架（1）每次只允许一名人员攀登塔架。只有当其中一人到达梯子中间平台，并且关闭塔架出入口，或梯上人员下到塔底并离开梯子，另一人才能接近梯子。（2）攀登塔架时，不要过急，应平稳攀登，若中途体力不支可以在中间平台休息后再继续攀登，身体不适、情绪激动者不得攀登。（3）在通过每一层平台后，应将平台盖板盖上，尽量减少工具跌落伤人的可能性。机舱内工作（1）在风力发电机组机舱内

22、工作时，风速低于12m/s 时可以开启天窗盖板盖，但在离开风力发电机组前要将天窗盖板合上，并可靠锁定。在风速超过18m/s，时禁止登塔工作。（2）在机舱内工作时禁止吸烟，工作结束后要认真清理工作现场，不允许遗留物品。(3）若在机舱外高空作业时需系好安全带，安全带要与刚性物体联接，不允许将安全带系在电缆等物体上，且要两人以上配合工作。(4）在机舱工作时，要断开主开关，必须在主开关把手上悬挂警告牌，在检查机组主回路时，应保证与电源有明显断开点。(5）机舱内工作需要与地面相互配合时，应通过对讲机保证可靠通讯。(6）若机舱内某些工作确需短时开机时，工作人员应远离转动部分并放好工具包，同时应保证急停按钮

23、在维护人员的控制范围内。(7）检查维护液压系统时，应按规定使用护目镜和防护手套。检查液压回路前必须开启泄压手阀，保证回路内无压力。(8）在使用提升机时，应保证起吊物品的重量在提升机的额定起吊范围内，吊运物品应绑扎牢靠，风速较高时应使用导向绳牵引。(9）在手动偏航时，工作人员要与偏航电动机、偏航减速机保持一定的距离，使用的工具、工作人员身体均要远离旋转和移动部位。(10）在风力发电机组风轮上工作时需要将风轮锁定。(11）在风力发电机组启动前，应确保机组已处于正常状态，工作人员已经全部离开机舱回到地面。应急措施(1）机组失火：若风力发电机组发生失火事故时，必须按下紧急停机键，并切断主空开及变压器刀

24、闸，进行力所能及的灭火工作，防止火势蔓延，同时拨打火警电话。当机组发生危及人员和设备安全的故障时，值班人员应立即拉开该机组线路侧的断路器，并组织工作人员撤离险区。(2）飞车事故：若风力发电机组发生飞车事故时，工作人员需立刻离开风力发电机组，通过远程控制将风力发电机组侧风90 度，叶片顺桨，使风力发电机组风轮转速保持在安全转速范围内。(3）风轮结冰：如果发现风力发电机组风轮结冰，要使风力发电机组立刻停机，待冰融化后再开机，同时不要过于靠近风力发电机组。(4）雷击：在雷雨天气时不要停留在风力发电机组内或靠近风力发电机组。雷击过后至少一小时才可以接近风力发电机组；在空气潮湿时，风力发电机组叶片受潮而

25、发出杂音，这时不要靠近风力发电机组，以防止感应电触电。第三篇 分系统说明 图二、明阳风力发电机剖面示意图 1、叶片 2、变桨轴承 3、主轴 4、机舱吊 5、齿轮箱 6、高速轴制动器 7、发电机 8、轴流风机 9、机座 10、滑环 11、偏航轴承 12、偏航驱动 13、轮毂系统 1 风轮 风轮由三叶片、轮毂和变桨系统组成。轮毂系统连接3 个叶片，将叶片旋转产生的机械能传递给传动系统，并根据风速大小可以实现三个叶片独立变桨，使得整机可以在很广风速范围内有很高的风能利用率，风速小于额定风速时，风能利用率最高，风速大于额定风速时，通过叶片变桨，保持额定功率。叶片的制作材料是玻璃纤维增强树脂。变桨系统是

26、机组的主要制动机构，每个叶片都有独立的电气驱动系统，并配有电池作为后备电源。每个叶片均装有雷电保护系统，保护叶片和机组的安全。轮毂系统 组成零部件 主要组成零部件有：轮毂、变桨轴承、变桨电机、变桨齿轮箱、叶片锁紧装置、指针、撞块以及变桨控制系统等。主要零部件作用 轮毂是风力发电机组的重要零件之一，用来安装变桨轴承、变桨控制系统，连接风轮传递机械能。轮毂系统里机械零部件要做好表面防腐保护，避免因生锈腐蚀使零件失效。轮毂系统里面的连接螺栓要拧紧到规定的力矩值，避免因振动使螺栓或零部件掉落。变桨轴承内圈连接叶片，通过变桨控制系统控制内圈转动，使叶片变桨，其外圈固定在轮毂上。通过轴承外圈油嘴定期给变桨

27、轴承注入油脂，并清理废油脂。零位指针安装在变桨轴承外圈上，指向轮毂缺口位置，此缺口位置为变桨角度的零位标志。撞块安装在变桨轴承内圈上，主要是起限位作用，如果限位开关与撞块相撞说明叶片变桨已到91或95极限位置。叶片锁紧装置是安装叶片和维修时使用，用来固定变桨轴承内圈，从而使得叶片相对轮毂固定不动。变桨齿轮箱是一个中间传动机构，将变桨电机的高速转动变为低速转动，传递给变桨轴承内圈，从而实现叶片变桨。变桨控制系统 概述 变桨系统安装在风力发电设备的轮毂内，它可以实现三个叶片独立变桨。每个叶片上都带有一个备用电池箱，以维持当电网掉电或变桨供电或控制单元故障时系统能正常工作。变桨中央控制系统（中控箱）

28、和速度控制（轴控箱）对主电机进行联合控制，保持恒功率输出。风驱动叶片使风轮加速，变桨系统调节叶片变桨，使风轮平滑减速恢复到之前的速度。这样大大减轻了风机的载荷，同时向电网输出的电能仍具有很高的质量。除了控制功率输出之外，变桨系统又是一个安全/制动系统。叶片之间都是独立工作的。甚至在暴风中每个叶片都能达到安全的位置（顺桨位置），从而保证风轮在恶劣情况下保持安全的转速。变桨系统组成 变桨系统包括一个变桨中央控制柜，三个轴控箱，三个电池箱，三个直流电机，六个机械限位开关，三个绝对编码器，（常温型5 个，低温型16 个）温度传感器。1)中央控制箱 外形：六角形，不锈钢材料。防护等级：IP54。变桨中央

29、控制箱执行轮毂内的轴控箱和位于机舱内的机舱控制柜之间的通讯工作，主要用于电能分配和PLC 控制器，与外部接口电路必须要考虑过压和防雷措施。位置控制器位于变桨中央控制柜中，用于控制叶片的变桨位置。另外，三个电池箱内的电池系统的充电过程由安装在变桨中央控制柜中的中央充电单元控制。2）轴控箱 外形：六角形，不锈钢材料。采用晶闸管转换器控制电机转速，额定电流 50A，峰值电流100A。在变桨系统内有三个轴控箱。每个叶片分配一个轴控箱。变频器通过4 象限 模型控制相应的电机速度。3)电池箱 外形：六角形，不锈钢材料 电池组电压216V，内装18节12V/蓄电池，采取有效地设计措施延长电池使用寿命，保证在

30、正常使用情况下，电池使用寿命不短于3年。每个抽空箱分配一个电池箱，在供电故障或EFC-复位信号（紧急顺桨控制信号）的情况下，每个叶片都各自转动到顺桨位置。4)变桨电机 单相直流串励电机，并联电阻器以防止空载掉电飞车发生。变桨电机技术参数 最大转速 3000转/分 电机平均转速 250转/分 电机额定转矩(起动均方转矩)19Nm 电机最大操作转矩 65Nm 制动停机转矩(电力制动)42Nm 电机最大功率（）kW 额定电压 42VDC 保护等级 IP54 对于环境温度，保证产品满足风机在环境下安全可靠长期运行，在环境温度回升-30（低温型）后风机能够自动启动而不会损伤风机的任何零部件。5)限位开关

31、 限位开关 机械限位开关91度 最大开关电压 最大开关电流 300V DC 1 A 机械限位开关95度 最大开关电压 最大开关电流 300V DC 1 A 每个限位开关必须有良好的开关触点。6)绝对型位置编码器 B 7)位置编码器A 8)温度传感器 轮毂中温度传感器的温度测量范围：-40+70(Pt100)。2 传动链 概述 传动系统将风作用到叶片上的机械能通过低速轴、齿轮箱和高速轴传送给发电机。主轴 主轴是风力发电机组的重要零件之一，用来支持旋转的机械零件。主轴一端连接风轮，另一端通过涨紧套与齿轮箱连接。主轴轴承 明阳 风力发电机组使用双列调心滚子轴承，前轴承主要承受风轮载荷，后轴承除承受齿

32、轮箱的重力，还承受风轮轴向的载荷。主轴轴承的参数如下：技术参数 前轴承 后轴承 型式 双列调心滚子轴承 双列调心滚子轴承 型号 239/670 240/530 材料（保持架/轴承圈）黄铜/轴承钢 黄铜/轴承钢 重量（Kg）319 415 尺寸（外径/内径/厚度）900/670/170（mm）780/530/250（mm）轴承座670 和轴承座530 轴承座670示意图 轴承座530示意图 轴承座是支撑主轴，安装在机座上面，轴承座670 为前支承轴承座，轴承座530 为后支承轴承座。高速轴联轴器 高速轴联轴器示意图 高速轴联轴器连接齿轮箱高速轴与发电机输入轴，随他们一起旋转并传递转矩。用高速轴联

33、轴器联接的两根轴，只有在机器停车后，经过拆卸才能把他们分离。3 齿轮箱 概述 风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，其主要作用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱的增速作用来实现。齿轮箱通过弹性支撑系统与机架柔性相连，将齿轮箱的运行噪音降到最低。明阳 风力发电机组，针对亚洲风况特点，主轴与齿轮箱采用分体设计，使用主轴双轴承结构，末端与齿轮箱的驱动轴相连接。齿轮箱的冷却通过油冷加水冷2 级冷却方式进行。轴承和油的温度实时被控制系统监测。齿轮箱示意图 齿轮箱 类型 两级行星一级平行轴 额定功率 1

34、663kW 传动比 1:重量 约16 吨 齿轮箱技术参数 1）主要参数 传动比：额定功率：1663 kW 输入转速：rpm 2）其他参数 齿轮箱润滑油：南高齿推荐使用Molilgear SHC XMP320 粘度：ISO VG320 齿轮箱润滑加油油量：260 升 储油槽最低温度：0 储油槽最高温度：70 T bearing（长时间运行的最大值）：最大值为85 注意：考虑到齿轮箱里面注入油之后，油标将会由于外部油冷却器、输油管以及其他设备的缘故而下降，所以油标稳定下来之后必须要核查一遍。油的清洁度：依据ISO 4406 min.17/15/12 制动器：制动器不包含在齿轮箱制造商范围内，制动钳

35、数量为1个，制动盘直径670mm。3）环境数据、冷却器、油的加热、电路数据 a)环境数据 最低温度：-30 最高温度：+45 具体温度要视具体的应用环境而定。齿轮箱的位置要保证空气的良好流动性，使其外表面散发出来的热量可以被带走（风速要在s 以上）。b)油位 沉淀池和输油系统在开始安装之前应该先输入一些油。为了这个目的，齿轮箱用气孔（为了方便通气器的拆卸）或者用探测器口将油注入。直到达到油位为止。我们建议先让齿轮箱在没有载荷的情况下先试运行，几分钟之后要控制好油位，需要的话可以再次注入油。油位应该在短距离控制好并在需要的时候再次注入油。c)冷却开始过程 冷却开始过程 油的沉淀温度 油量 浸油加

36、热器 油泵-20-0 0%on off 0-3 100%on on（低速）=3 100%off on（低速）=35 100%off on（高速）4）齿轮箱的外形尺寸和重量 长度：2608 mm 宽度：2600 mm 高度：1690 mm 没有加油时的齿轮箱：约14250 kg 锁紧盘：810 kg 4 发电机 概述 明阳se风力发电机组采用的发电机是带滑环三相双馈异步发电机。转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，这样输出转速可以在同步转速30%的范围内调节。在亚同步运行模式下，能流通过变频器、转子电路、定子再返回到电网中。机械能通过发电机转化为电能，通过定子流向电网，这样就可以获得

37、能量平衡。在超同步运行模式下，大约有80%的机械能可以通过定子流向电网，其余的可通过转子电路和变频器流向电网。通过变频器和发电机之间的反馈，可以使发电机频率无论是在亚同步运行模式下还是在超同步运行模式下中都能够与电网频率保持一致。发电机的防护等级为IP54，以保证人员不会因接触发电机机座中带电部件、运动部件或靠近这些部件而受伤害。发电机的外壳接地。绕组可通过内部带有空气热交换器的冷却回路进行冷却。这样，转子和定子的绝缘系统就不会与具有强侵蚀作用的外部空气进行接触。为了能够对温度进行监控，还在两个轴承以及绕组上配备了温度传感器。发电机 额定输出功率 1550kW 额定定子功率 1337kW 额定

38、转子功率 214kW 额定定子电压 690V 额定定子电流 1120（cos=1）额定转矩 额定扭矩 定/转子接法 Y-Y 转子开路电压 1853V 转子额定电流 426 相数 3 额定频率 50 额定转速 1750 rpm 转速范围 6rpm 绝缘等级 H 保护等级 IP 54（集电环外壳：IP23）极数 4 额定功率因数cos 效率%冷却类型 IC616(空-空冷却)工作量 S1 总重量 约7000Kg 发电机的组成 定子 定子由铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。绕组（U1,V1,W1）的始端引出到定子接线盒，每个绕组可以分别使用 3 根电缆连接，并且用M16 螺栓紧固

39、。电机左旋时，相序是L1，L2，L3 到V，U，W。定子端都配有接地电阻。转子 转子包括一个带叠片铁芯的钢制螺柱轴，铁心被冷缩压制安装，通过轴向钳位螺栓夹紧。转子绕组由半穿入式线圈组成，绕组材料为E-Cu 扁钢丝，转子绕组终端的K,L,M 从轴孔引出到N 侧轴终端，并在此处与滑环装置相连。转轴通过二个相同电刷接地，同样配有接电电阻，接地电刷直接安装在轴承上（滑环室内的无驱动端和在轴末端的驱动端）。接地电刷支架上装有电刷磨损检测装置，可以通过辅助接线盒来得到相关信号。静止加热器 在发电机和滑环室内装配了静止加热器，他们通过辅助接线盒与外部连接，其功能在于改善电机启动时的环境温度。抗磨滚珠轴承 轴

40、承通过圆形端罩支撑安装在机座正中。一个深沟球轴承安装在D 侧定位轴承的轴承端盖上，另一个深沟轴承安装在N 侧非定位轴承的轴承端盖上。两个轴承完全绝缘并带预紧，主要是为了降低运行噪音，并在主轴锁紧后传递锁紧力。油脂排出口位于两个轴承端盖处，可以收集从轴承端盖内排出多余的油脂。轴承端盖的底部有多个开口和一个油脂收集装置。发电机冷却和通风 发电机采用空空的冷却系统。通风设备的连线也连接到辅助接线盒内。内部的空气循环由一个装在转轴上的内部的风扇产生，并影响转子的自然通风。风扇从放射状冷却发生器上抽取空气，使之通过热交换器的铝制管道，并强制冷空气返回到电机。设备尾部的径流式风扇产生外部的空气循环。设备周

41、围的空气被吸入并在风压作用下通过热交换器的管道。这样空气在排出的时候，有一部分冷空气流过滑环室。发电机和滑环室内装配了静止加热器。监控设备 发电机配置了以下监控装置：个温度传感器（Pt100）每个轴承装有两个温度传感器（Pt100）排气口装有两个温度传感器 一个用于电刷监控的触点 一个用于接地电刷监控的触点 滑环室 滑环室位于电机N 侧的外部，通过独立的轴流风扇通风。滑环室内有3 个独立滑环和1 个非独立滑环，用于主轴接地的连接。滑环室内连接电缆直接连到罩体上的转子接线盒内，相关的罩体集中在轴承端盖的N 侧，且安装了一个主电刷支架和一个接地电刷支架。通过一个微型开关监控电刷磨损（包括主电刷和主

42、轴接地电刷），两个相关信号可以通过辅助接线盒连接。端子接线盒 发电机上一共有三个端子接线盒(定子、转子、辅助)。测速编码器 在主轴的无驱动端安装有一个速度传感器，用于监测发电机轴的转速。发电机的三种工作状态 按照发电机转子转速和同步转速之间的关系，双馈发电机有三种不同的工作状态。它的这种特点，使双馈发电机组能在很宽的一段风速范围内稳定发电。这也是它比常规异步发电机性能先进的地方。亚同步状态 转子的机械转速小于发电机的同步转速。（0S1）双馈变频器对双馈异步发电机的转子进行励磁的最终目的，就是在转子绕组中产生一个旋转的磁场，这个磁场的转速和转子的机械转速合成为转子发电的实际转速，以便达到电机的同

43、步转速，使异步发电机像同步发电机一样运行。此时的能量流动关系是，变频器给转子供电，能量由电网流向转子。定子输出的能量由两部分组成，一部分是轮毂传递的机械能，另一部分是转子从电网得到的能量。同步状态 转子的机械转速等于发电机的同步转速。（S=0）双馈变频器给转子以直流励磁，此时双馈异步发电机就是同步发电机运行。除了转子绕组的一些损耗外，转子不消耗能量用于励磁发电。机械能全部转化为电能从定子输出到电网。超同步状态 转子的机械转速大于发电机的同步转速。（S0）此时发电机定子和转子都处于发电状态，转子侧变流器处于整流状态，网侧变流器处于逆变状态。转子发出的电能反馈给电网。所有的双馈发电机组的额定速度都

44、在同步转速以上，对于同步速为1500r/min的双馈异步发电机，发电机组的额定转速一般在1700r/min，对于双馈变频器的控制来说，同步转速是一个临界状态，双馈变频器无法在此状态长期稳定运行，所以额定转速都在同步速以上。5 冷却系统 明阳 风力发电机组的齿轮箱、发电机、变频柜的冷却系统都是独立的，温度的监控包括齿轮箱轴承、齿轮箱油、发电机线圈、发电机轴承，各个温度监测点都受控制系统的实时监控，多余的热量通过热交换系统和空气循环系统排除到机舱外。齿轮箱的冷却 齿轮箱的冷却包括齿轮箱内部的油冷却循环系统和外部的水冷却循环系统，油和水的热量交换在交换器内进行，水的热量再通过水冷风机排放到机舱外。见

45、齿轮箱冷却原理示意图。齿轮箱冷却原理示意图 发电机的冷却 发电机采用空空的冷却系统。内部的空气循环由一个内部风扇产生，并影响转子的自然通风。风扇从放射状冷却发生器上抽取空气，使之通过热交换器的铝制管道，并强制冷空气返回到电机。设备尾部的径流式风扇产生外部的空气循环。设备周围的空气被吸入并在风压作用下通过热交换器的管道。这样空气在排出的时候，有一部分冷空气流过滑环室。变频柜的冷却 变频器的每个变流器模块都装有一个转速可控的内部风扇。该风扇的转速可以根据IGBT 模块的温度进行调节。速度可控的风扇的使用减少了温度变化，延长了风扇的使用寿命。LCL 滤波器装有一个恒速风扇。6 变频器 概述 变频器连

46、接在发电机转子和电网之间，安装在塔基处。变频器实现的功能主要包括：通过控制转子对发电机励磁；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；产生所需要的无功功率；通过撬棒，在电网故障时，能提供对变频器的保护。变频器控制原理图 变频器结构组成 变频器主要组成有：Crowbar、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。Crowbar Crowbar用来在电网出现异常情况时防止出现过电压，例如在电网失压或电网短路时。传动单元安装有源Crowbar。Crowbar包括Crowbar单元和一个大功率的电阻器。有源Crowbar对于

47、要求传动单元在电网电压瞬变时仍然在网的场合，必须使用有源Crowbar，通过产生容性无功功率来支撑电网。Crowbar可以根据电网电压对转子侧变流器的影响开通或关断。这就保证了传动单元即使在电网电压快速变化时都能正常工作。如果电网电压瞬变的时间超过预先设定的时间35秒,传动单元将故障跳闸。转子侧变流器 转子侧变流器包含两个基于IGBT的逆变器模块(INU)，明阳se风力发电机组使用两个400 kVA的IGBT模块并联，还包括NDCU-33控制单元。该变流器装有绕线电机控制应用程序，该程序通过光纤对网侧变流器模块进行控制。网侧变流器 网侧变流器是一个基于IGBT模块的变流器(ISU)，它带有AC

48、或DC熔断器及可选设备。它带有一个装有IGBT供电控制程序的RDCU-02控制单元。网侧变流器由转子侧变流器控制单元通过光纤进行控制。（RDCU-02C装有一个包含了光纤终接器的RDCO DDCS光纤通讯选件模块。）网侧变流器将输入的三相交流电整流为传动单元中间直流电路所需要的直流电。中间直流电流向转子侧变流器供电。网侧滤波器用来抑制交流电压和电流谐波。LCL 滤波器 LCL滤波器用来减少传动单元向电网产生的干扰。du/dt 滤波器 du/dt滤波器用于抑制转子绝缘上出现的电压尖峰和快速瞬变电压，网侧变流器和转子侧变流器模块中都包含有du/dt滤波器。7 制动系统 变桨系统是机组的主要制动机构

49、（风轮空气阻力制动），每个叶片都有独立的电气驱动系统，并配有电池作为后备电源。在机组主传动链的高速侧还装有液压制动装置，该液压制动装置是机组的辅助制动机构。在主制动机构故障时，辅助制动机构不能保证机组在各种工况下都能处于安全状态。液压制动器的主要功能是在主制动机构动作使转子减速后，使转子完全停止。在机组急停时，主制动机构与辅助制动一起动作，以使机组能更快减速。空气制动机构 类型 三个叶片独立变桨 驱动方式 变桨电机驱动叶片顺桨 机械制动机构 类型 液压钳式制动器 安装位置 齿轮箱高速输出轴 刹车盘直径 670mm 刹车片数量 2 制动块材料 烧结金属 8 偏航系统 概述 偏航系统是水平轴风力发

50、电机组必不可少的组成系统之一，偏航系统的主要作用有两个：其一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；其二是提供必要的阻尼力矩，以保证风力发电机组的安全运行。偏航系统有偏航轴承、偏航驱动、偏航制动器、偏航制动盘、制动器支座组成。偏航轴承 类型 滚珠轴承 模数m 齿数Z2 齿宽b 变位xm2 减小量km2 齿廓 DIN867 质量，公差，DIN3963/DIN3967 12de 压力角 硬度HVmin 小齿 小齿轮个数 4 模数m 齿数Z1 齿宽b 硬度HVmin 质量，公差，DIN3963/DIN