2MW风力发电机技术说明书解析.pdf

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1、全功率变频高速永磁风力发电机全功率变频高速永磁风力发电机技术规格说明书技术规格说明书目目录录一、酒钢/2000 系列风机特点二、风电场的特性和风电场的设计原则1、风电场的特性资料2、风电场的设计原则三、嘉峪关地区气象、地质条件及能源介质条件四、风力发电机组的设计要求1、风力发电机设计的基本原则2、风力发电机设计的外部条件3、风力发电机等级要求4、其它环境影响5、外部电网条件的影响6、载荷方面的影响五、风力发电机组主要技术参数1、技术参数2、轮毂高度的设计风速3、安全系统参数4、风机设计主要技术参数六、风力发电机的技术规格与要求1、叶轮2、增速箱3、偏航系统4、液压系统5、润滑与冷却系统6、制动

2、系统7、锁紧装置8、电控系统1）变桨控制系统2）风机主控系统3）中央监控系统4）机舱控制柜主要功能5）塔基控制柜主要功能6）变流器主要功能9、发电机1）永磁发电机的结构组成2）高速永磁同步发电机基本技术参数3）永磁同步发电机制造要求4）发电机出厂测试要求10、全功率变流器1）变流器控制原理图2）变流器功能要求3）变流器技术指标和参数4）变流器设备的可靠性及维护性5）变流器的国际标准和电网法规6）低电压穿越功能的实现7）保护功能8）接口和通讯内容11、滑环12、防雷保护13、联轴器14、风机主轴15、风机轴承16、风机塔架17、风机机舱1）机舱罩2）底座18、雷电保护、接地、等电位联结和浪涌保护

3、19、机舱内部的密封、隔音和保护20、提升机21、机组安全系统22、风力发电机的基础23、机舱总装流程图七、风机主要部件供货说明1、风机的主要部件供货清单1）叶片2）高速永磁发电机3）液压系统4）变流器5）控制系统供货范围6）中央监控系统供货范围7）风机刹车系统8）风机变桨系统9）全功率风能变流器10）公辅系统方面2、风机的其它供货内容八、风机的设计图纸和文件交付内容1、通用资料2、叶片3、连轴器4、液压系统；5、发电机6、变流器7、滑环8、控制系统9、中央监控系统九、产品制造标准1、设计和制造必须执行的标准2、风力发电行业通用标准3、风力发电建设土建标准4、电气控制方面的标准十、产品质量保证

4、1、齿轮增速箱2、叶片3、发电机和变流器4、电控柜的检验和试验十一、技术服务及人员培训十二、风力发电机整机开发进度计划1、2.0MW 风力发电机整机开发计划2、2.5MW 风力发电机整机开发计划十三、功率曲线十四、附图附录 1：酒钢高原风力发电机组的开发和设计附录 2：低温型风力发电机组的开发和设计附录 3：风机设备的维护说明附录 4：风机的检测认证说明附录 5：风电机组供应链质量管理附录 6：变速恒频发电技术全功率变频高速永磁风力发电机技术规格说明书全功率变频高速永磁风力发电机技术规格说明书风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁环保可再生资源，风能发电与太阳能、地热、海洋能、氢能、可燃冰等新能源

5、发电相比，技术成熟，将成为 21 世纪最绿色动力之一。风力发电机是一种风能动力机械。风以一定的速度和攻角作用在桨叶上，使桨叶产生旋转力矩，转动轮毂，并通过低速轴、增速箱、高速轴等部件桨风能转变成机械能，最后驱动高速发电机发电，电能通过变压器馈入电网。风力机组安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，受无规律的变风向、变负荷的风力作用以及强阵风的冲击。常年经受酷暑、严寒和极端温差的影响，风电场所处的自然环境交通不便。风轮叶片转速低、叶片长，在高空安装。风轮塔架高且重，安装在地面上。风力发电机组采用远程控制、远程运行数据统计分析及远程故障分析和远程故障排除等。风力机的风轮叶片是接受风能的最主要部件，叶

6、片设计是风力发电机设计最关键的设计。要求有高效的翼型，合理的安装角，优化的升阻比、叶尖速比和叶片扭曲规律等；有合理的结构、先进的复合材料和制造工艺；要求叶片重量轻、结构强度高、疲劳强度高、运行安全可靠、易于安装、维护方便、制造容易、制造和使用成本低。风力机的塔架承载风力发电机的全部载荷，是另一个重要部件。塔架应用有限元进行结构和非线性分析。安装风力发电机组应有可靠的基础。风力发电机组的基础是用以支撑整个风力发电机的重量，要承担转动叶片给予塔架的各种弯矩（扭矩）、强风的推力和风力发电机叶片缺失的弯矩。大中型风力发电机组基础应采用钢筋混凝土，基础要深到冻土层以下，以防冻和防化造成基础倾斜。一、酒钢

7、/2000 系列风机特点酒钢/2000 系列机组采用水平轴、三叶片、上风向、变桨距调节、全功率变流，永磁同步发电机并网的总体设计方案，额定功率为 2000kW。比其它机组具有以下优点：1、机组总体结构采用国际流行的经典设计，技术成熟，性能可靠；具备成熟的产业链配套能力，维修方便，成本低；采用国际最先进的栽花优化控制技术，优化机组载荷，提高可靠性。2、在并网时，保持机组的定子电压与电网电压同相和同频，实现无冲击同步并网。采用符合国际标准的低电压穿越技术，满足电网对大规模风场入网的稳定要求。3、考虑到北方高寒地区的特性，机组采用了抗低温、适应低空气密度和防风沙等特殊设计，保证机组能适应极端环境状况

8、，并能有效运转。4、风机拥有两款塔架高度，可根据风场风力资源的具体情况进行配置，满足各类风电场的要求。5、采用高速永磁发电技术及全功率变流技术提高了风电机组的可靠性，彻底解决了采用变速恒频发电机的低电压穿越问题和电能并网问题。6、风机设计结构简单，变流设备、电控设备等易损件都在塔筒底部，维修非常方便。7、采用全功率变流技术，提高了电能品质。8、操作维护人员可以从内部进入轮毂维护变桨系统，提高了人员的安全性。9、永磁体外转子，励磁方式结构简单，无励磁损失；减小了传统电励磁的体积，降低了可能发生故障。10、变频装置采用经过验证的成熟技术，谐波分量低。11、机舱结构设计采用了人性化设计方案，尽 可能

9、地方便运行人员检查维修，在设计中加入爬升助力机构，使运行人员在维护过 程中攀登梯子时变得格外轻松。二、风电场的特性和风电场的设计原则1、风电场的特性资料风是风力发电的源动力，风况资料是风力发电设计的第一要素，设计规程对风况资料要求很高，规定一般应收集有关气象站风速风向 30 年的毓资料，风电场场址实测的风速风向资料应至少连续一年。为满足规范要求，风力资源普查时，以风能资源区划分为依据，拟定若干个风电场，收集有关气象台、站或港口、哨所 30 年以上实测的多年平均风速、风向和常规气象实测资料。一般要求年平均风速 6m/s 以上，经实地踏勘，综合地形、地质、交通、电网等其它因素，提出近期工程位置。在

10、候选风电场有代表性的位置上安装若干台测风仪，勘数量位置应根据风电场大小和地形复杂程度来定。一般对于复杂的地形，每 35 台风力发电机应布置 1 根测风杆，同一测风杆在不同高度可安装 13 台测风仪，平坦位置可布置得稀一些。测风仪安装高度一般分为 10 米、30 米或 40 米，前者为气象站测风仪的标准高度，后者为风力机轮毂的大致高度。查明风电场风况的时空分布情况，实测 1 年以上，就具备了可行性研究所需的风况资料。风速资料与其它气象资料一样，其大小有随机性。为避免风能计算时出现大的偏差，风电场实测资料，应与附近气象台、站同期实测资料进行相关分析，以修正并延长风电场的测风资料，使短期资料具有代表

11、性。由于风的方向性，在进行风速相关性分析时，应分不同方向进行风速相关。2、风电场的设计原则风电场设计场址的选择必须从以下方面综合考虑：1）年平均风速较大，拟建风电场的年平均风速应大于 6m/s（海淀地区），和 5.8m/s（山区），等效年利用小时数大于 20002600 小时，才具有良好的经济和社会效益。2）风电场场地开阔，地质条件好，四面临风。3）交通运输方便。4）并网条件好。5）不利气象和环境条件影响小。3、风电场优化设计1）风力发电机组选型（1）单机容量的选择。对于平坦地形，在技术上可行、价格合理的条件下，单机容量越大，越有利于充分利用土地，越经济。在相同装机容量条件下，单机容量越大，机

12、组安装的轮毂高度越高，发电量越大。（2）机型的选择。在大型风力机中，具有代表性的机型为水平轴、上风向、三叶片、计算机自动控制，达到无人值守的水平。三、嘉峪关地区气象、地质条件及能源介质条件1、气候方面1）气候概况嘉峪关地处河西走廊中部，南临终年积雪的祁连山，北缘巴丹吉林沙漠，东西走向狭长，地带内北炎热、南凉爽的地理特征，昼夜温差大，是典型的大陆型季风气候，其特征是日照充足、降雨稀少。冬季寒冷而干燥，夏季炎热期较短，秋季冷凉多雨，春季干燥多风。河西走廊属于青藏高原与内蒙古高原过渡地带，地势平坦，南高北低，干旱少雨，降水量少，蒸发量大，光照时间长。地理位置为北纬 39 度 48 分，东经 98 度

13、 14 分，地形由西南向东北倾斜，自然坡度 1.225%。无霜期相对较短为153-160 天，年最高气温发生月份7 月份，年最低气温发生月份 1 月份。大于 10 度的有效积温为 3000，阳光充足。2）大气温度情况本地区多年平均气温 6.7-7.7；全年采暖期 180 天。最大气温差 14极端最高气温 38.4极端最低气温31.4最热月平均温度 23.2最冷月平均温度8.9冬季采暖室外计算温度17夏季通风室外计算温度 26平均日温差 14.9。3）太阳能情况年平均太阳辐射量为 145.6 千卡/cm2，全年日照时数为 2854-3053 小时，农作物光能利用率为 0.23-0.86%。嘉峪关

14、市各高度年日照时数和百分率海拔高度（米）1400日照时数150016001700180019002000210022003053.43027.83000.22976.629512925.429032878.828546867666665656464日照百分率（%）68嘉峪关市各月太阳辐射量和生理辐射量（千卡/cm2）月份123456789101112全年太 阳 总7.48.710.814.216.316.716.516.013.311.37.86.6145.6辐射量生 理 辐3.64.35.37.08.08.28.17.86.55.53.83.271.3射量我市太阳能辐射特点是：秋多冬少，夏秋

15、稳定的丰富型，除冬季外，春夏秋利用稳定在 25 天/月。风能年储量可达 800 千瓦时/米 2 左右。酒泉各月日照时数、日照百分率月份123456789101112全年日 照 时218数2072352582902912812832672672232083033日 照 百7369分率6465666562677278757268嘉峪关市机场年、季、月、旬平均气温月份上旬-9.5-8.5-1.26.414.620.122.022.917.910.62.1-5.5中旬-9.5-5.72.010.116.521.523.622.116.08.2-0.6-8.2下旬-9.8-4.74.112.517.62

16、2.523.420.414.14.3-4.3-9.6月-9.7-6.31.69.716.520.523.121.815.77.9-0.8-7.87.7123456789101112全年季度冬：-7.9春：9.3夏：21.8秋：7.6据酒泉市在果园乡的实测资料，年平均温度最高 10.0发生在 1941 年；年平均最低温度 5.8发生在 1967 年；从历史演变来看，四十年代平均最高气温为 8.8；五十年代平均最高气温为 7.7；六十年代平均最高气温为 7.0；七十年代平均最高气温为 7.2。可见近四十年来年平均气温总的变化是下降趋势。酒泉年平均气温历史演变值年份四十年代1940-1949五十年代

17、1950-19597.7-1.1六十年代1960-19697.0-0.7七十年代1970-19797.2+0.2平均气温（）8.8增减（）嘉峪关市冬季（12 月-2 月）严寒，平均气温机场和果园分别为-7.9和-7.8；夏季（6 月-8 月）炎热，平均气温机场和果园分别为21.8和 20.8；酒泉冬夏季气温历史演变值年份四十年代五十年代六十年代七十年代1940-19491950-19591960-19691970-197921.80.7-7.7-1.420.7-1.1-8.5-0.820.4-0.3-7.60.9夏季（6月-8平均气温（）22.5月）增减（）冬季（12月-2平均气温（）-6.3

18、月）增减（）嘉峪关市最热月份为七月，机场温度为 23.1，最冷月份为元月份，温度为-9.7。嘉峪关市年月平均气温日较差月份123456789101112年全年嘉峪关8.510.412.715.417.318.518.418.016.214.310.38.914.260 年机场新城-81年13.313.713.914.914.714.613.914.014.114.212.512.513.981 年-90年嘉峪关市各点年月气温表嘉 峪 关 乡黄 草 营安远沟及市区海拔年均气温17006.7及市区16406.820.716186.920.815916.920.914757.021.615547.1

19、21.2文殊新城机场七月均气温20.3一月均气温-9.44）风能情况-9.5-9.5-9.5-9.7-9.6嘉峪关市风能资源比较丰富，年有效风速时数达 6000 小时左右（风速在3-20m/s），瞬时风速达 17m/s（相当于风力八级）的大风年时数就达 410.4 小时。境内大风日数为全年平均 37 天，多集中在 3-5 月份和 7-8 月份盛行西北风。嘉峪关市年平均大风（17m/s）日数为 17 天，最多年为 40 天，最少年只有5 天，大风的季节分布是：春季最多，平均为 8.9 天，约占年大风总数的 52%，夏季次之，冬秋季最少。一年中尤以 4 月大风最多，平均为 4.1 天，最多年达12

20、 天，9 月最少，平均只有 0.4 天。基本风荷载 0.65KN/m2冬季主导风向 SW夏季主导风向 E年主导风向 WSW嘉峪关市各月大风日数统计月份春3季平均月平均月最多8.945夏64.878秋91.61011冬121.812全年17.12.34.12.52.41.70.70.40.50.70.60.70.517.16127105323326340最大风速34.023.225.722.022.016.016.018.018.719.322.020.034.0风向西北西北西北西北西西日期年份6572277167324731576西北西北西北北北北北西北西北西北西2271454西3次153年7

21、3西1776216321586/357嘉峪关市历史上出现过 12 级以上大风有三次，57 年 3 月 6 日，77 年 4 月14 日，79 年 7 月 11 日，其中 57 年 3 月 6 日 19 时最大风速 34 米/秒（嘉峪关市机场），八级以上的大风持续 12 小时，出现大风时风向均为西北或北北西风，而偏东大风只是偶尔出现，但持续时间不长。嘉峪关市机场与酒泉平均风速对照表（71-74 年）月份123456789101112全年机场3.23.64.34.34.14.74.44.03.74.04.03.24.0酒泉2.22.63.13.32.82.92.62.32.32.52.62.32.

22、6偏差1.01.01.21.01.31.81.81.71.41.51.40.91.4春季特大黑风（瞬时速度达到 25 米/秒以上）常伴随沙暴同时发生，统计63 年-82 年资料酒泉共出现过 9 次，嘉峪关市 14 次（其中持续 1 小时以上的达7 次），大约三年一遇。夏季大风平均 4.8 天，以 6 月份最多为 2.4 天，8 月份最少为 0.7 天。夏季大风经常伴随着雷阵雨天气同时发生，它具有来势猛、时间短、阵性强和局地性等特点。5）降雨和降雪情况本地区降雨季节主要集中在 6、7、8 三个月，占年降水量的 59.3%，基本雪荷载 0.25KN/m年平均降雨量 85.7mm年最大降雨量 165

23、.7mm小时最大降雨量 18.8mm年平均降雨天数 41.3 天最大积雪厚度 140mm嘉峪关市连续降雨日数月份新城3机场3323365435295565542716296123456789101112全年嘉峪关市连续无降雨日数月份新城146788566708420234875105135146123456789101112全年机场171199226250726）其它最热月平均湿度 52%最冷月平均湿度 55%相对湿度 46%抗震基本烈度 7 度冻土深度 1.32m8331404879109140250建设区域海拔高度 1412-1670m地质概况本工程所在区域地貌比较平坦，平均坡降为 1-2

24、%，地形呈西高东低，该场地地形略有起伏，地区地势开阔，交通便利，利于施工。根据酒钢厂区场地勘察报告，区域场地自地表起即为第四纪冲积而成的卵石层，厚度大于 100 米，卵石主要由沉积岩碎块组成，呈亚圆型，一般粒径为30-70mm，最大为 180mm，碎块坚固，空隙中充填密实的中砂约为30%，3 米以上卵石堆积较为松散，处于稍密状态。3 米以下卵石堆积致密，且被粘质胶结，处于半胶结-胶结状态。据水资源调查资料，本工程区域处于资源分布的级区，除浅层地下水外，深层地下水（层间水）含水层岩性为砂砾一中、粗砂砾夹亚粘土，总厚度约为10-40m。本工程建设场地地下水埋藏深度大于 100 米，地基承载力标准值

25、fk800kpa。嘉峪关地区能源介质情况1）新水水质（生产水供水）总硬度：150-300mg/l；PH 值：6.5-8.5；悬浮物：10.58mg/L；水温：40；油1 mg/L；总碱度：60-110mg/l；总溶解物：400-600mg/l；2）水（新水水质）:硬度：11.760dH；PH 值：7.62；悬浮物：10.58mg/L；水压：0.12MPa；水温：1215；四、风力发电机组的设计要求风电机组的设计主要内容包括风电机组的气动特性、所需认证标准与认证规则、风轮运动形式、发电机特性、风电机组的功率调节方式、控制系统、主传动链和其它传动形式等。1、风力发电机设计的基本原则在设计风力发电机

26、时，采用的参数将直接影响到风力发电机的利用率、企业制造成本和用户使用成本，也直接影响风力发电机市场的开拓和占领。风力发电机设计的基本原则如下：1）重要零部件设计原则是单个零件的失效不会导致整个装置破坏；2）所有重要的零部件能承受全部可预见的各种载荷；3）在设备检查和维护时间间隔内，风力发电装置不会出现严重的恶化，考虑到对相关零部件检查的可行性；4）风机中凡是不能检查的零部件，应保证这些零部件在整个寿命期间有足够的耐久性。2、风力发电机设计的外部条件通常情况下，在风力发电机设计时，应考虑所建风场的外部条件、风况等对风力发电机的影响。1）风力发电机受到环境（风况和其它环境）及电气（电网）条件的限制

27、，可能影响风机的载荷、耐久性和运行状况。为保证合适的安全性和可靠性水平，设计中应考虑环境、电气、土壤等参数。2）外部条件又可分为正常和极端两种条件，正常外部条件一般与长期结构载荷和运行条件有关，而极端外部条件代表了稀少但可能很关键的外部设计条件，风机的设计载荷情况由这些外部条件与风力发电机运行模式组合而成。3、风力发电机等级要求在设计中，需要考虑的外部条件取决于风力发电机安装的预计地点和地点类型。风力发电机的等级用风速和湍流度来进行定义。1）参考风速是能经得起在轮毂高度上 50 年一遇的 10min 内平均极端风速的环境条件。2）平均风速是风速瞬时值的统计平均值，一般是指在许多年内的风速年度平

28、均值。3）风力发电机设计使用寿命 20 年以上。4、其它环境影响气候因素会影响风力发电机的整体性能和安全性，在设计时应考虑下列环境条件：正常和极端的温度范围、湿度、空气密度、阳光辐射及雨、雹、雪、结冰、雷电和地震、盐雾等因素。5、外部电网条件的影响风力发电机适用于正常的外部电网条件如下：1）电压正常值为10%；2)频率正常值为10%；3）电压稳定，电压负量与正量的比值不超过 2；4）电网故障为电网一年停电不多于 20 次；6、载荷方面的影响风力发电机设计时应考虑以下各种载荷：1）惯性力和重力载荷，它是由振动、旋转、重力及地震等作用产生的；2）空气动力载荷，它是由空气流动与风力发电机上固定及运动

29、零部件相互作用而产生的各种静态和动态载荷。3）运行载荷，它是由风力发电机的运行和控制产生的，包括风机的起动和停止、发电机的并网和脱网、偏航运动期间出现的机械制动和瞬变载荷等。4）其它载荷，如尾流载荷、冲击载荷、结冰载荷等都有可能发生。五、风力发电机组主要技术参数1、技术参数1）总体参数叶轮直径（CE45.3 型叶片/CE42.2 型叶片）：93m/87m；桨叶数目：3；风机额定功率：2000kW；叶轮转速范围（针对 CE45.3 型叶片）：8.33-16.8rpm；额定叶轮转速（针对 CE45.3 型叶片）：15.35rpm；额定叶尖速度（针对 CE45.3 型叶片）：74.75m/s；额定风

30、速（针对 CE45.3 型叶片，+15）：10.8m/s；设计空气密度（温度+15，海拔 0m）：1.225 kg/m3；最佳叶尖速比（针对 CE45.3 型叶片）：8.5；配套 CE45.3 型叶片的风机设计等级：IEC TC3A；叶轮转速范围（针对 CE42.2 型叶片）：8.33-16.8rpm；额定叶轮转速（针对 CE42.2 型叶片）：15.35rpm；额定叶尖速度（针对 CE42.2 型叶片）：69.93m/s；额定风速（针对 CE42.2 型叶片）：11.4m/s；设计空气密度（温度+15，海拔 0m）：1.225kg/m3；最佳叶尖速比（针对 CE42.2 型叶片）：8.0；配

31、套 CE42.2 型叶片的风机设计等级：IEC TC2A+；切入风速 v-in_1：3m/s；切出风速 v-out_1（600s 平均值）：25m/s；切出风速 v-out_2（3s 平均值）：35m/s；最大偏航误差：+/-10；最大入流角：10；设计寿命：20 年；雷电保护等级：IEC 61400-24 1 级；2）设计环境条件风机生存环境温度：-40至+40；风机运行状态下允许的外部环境温度（海拔1250m 至 2000m）：-30至+35；年平均环境温度：约-2.3；每年低于-20的平均天数：20 天；年平均湿度：58%；最大湿度：80%；运行海拔（机位海拔高度）：800 至 2000

32、m；是否存在地震危险：是，0.8-0.9，弯曲强度安全系数 SF1.3-1.5。对于构件的极限强度设计，要求表面接触载荷安全系数 SH1.15-1.2，弯曲强度安全系数 SF2。偏航减速箱的结合面间需要设计良好的密封，并严格要求结合面形位与配合精度，以防止润滑油的渗漏。偏航轴承是保证机舱相对塔架可靠运动的关键部件，采用滚动体支撑的轴承，要求轴承部件有较高的承载能力和可靠性，可同时承受风电机组几乎所有运动部件产生的轴向力、径向力和倾翻转矩等载荷。考虑到风电机组的运行特性，此类轴承需要承受载荷的变动幅度较大，对在动载荷条件下滚动体的接触和疲劳强度设计要求较高，同时在极限载荷的作用下，滚动体的接触应

33、力分析也是保证勘可靠工作的设计因素之一。对偏航制动器的基本要求是保证风电机组在额定负载下的制动转矩稳定，所提供的阻尼转矩平衡，且制动过程中没有异常噪声。制动器在额定负载下制动时，制动衬垫和制动盘的贴合面积不小于设计面积的 50，制动衬垫周边与制动钳体的配合间隙不大于 0.5mm。制动器设有自动补偿机构，以便在制动衬块磨损时进行间隙的自动补偿，以保证制动转矩和偏航阻尼转矩的要求。2）偏航系统的设备结构偏航操作装置主要由偏航轴承、传动、驱动与制动等功能部件或机构构成。偏航系统的运行速度较低，要求要有足够的安装空间和较大的载荷能力。偏航操作装置安装于塔架和主机架之间，采用滑动轴承实现主机架轴向和径向

34、的定位与支撑，设计有四组偏航操作装置实现偏航的操作。在偏航系统的设计中，大齿圈与塔架固定连接，在齿圈的上表面、下表面和内圈表面分别装有复合材料制作的滑动垫片，通过固定齿圈与主机架运动部位的配合，构成了主机的轴向和径向支撑。在主机架上安装主传动链部件和偏航驱动装置，通过偏航滑动轴承实现与大齿圈的连接和偏航传动。当需要随风向改变风轮位置时，通过安装在驱动部件上的小齿轮与大齿圈的啮合，带动主机架使机舱旋转，并使风轮对准风向。为保证风电机组的稳定性，偏航系统需要设置制动器，其结构形式为液压钳盘式制动器，制动的环式制动盘安装于塔架上。制动器的制动盘材质要求具有足够的强度和韧性，能在风电机组寿命期内，制动

35、盘主体不出现疲劳失效和损坏。制动钳由制动钳体和制动衬块组成，钳体通过高强度螺栓连接于主机架上，制动衬块由专用的耐磨材料制成。3）偏航系统各部件功能偏航电机：结构为电磁制动三相异步电动机，并在此结构基础上附加一个直流电磁铁制动器。电磁铁的直流励磁电源由设置在电机接线盒内的整流装置供给，制动器具有手动释放装置。当偏航系统工作时，电磁刹车通电，刹车被释放进行偏航转动。当偏航系统停止工作时，电磁刹车断电，制动器将刹车盘刹死，同时电机锁死。附加的电磁刹车手动释放装置，在需要时可将手柄抬起进行刹车释放。偏航减速器：采用四级行星减速机构，寿命长、功率大，体积小。行星齿轮使负载均匀分布，经磨制的齿轮表面可使噪

36、音减少到最小。偏航轴承：采用四点接触球面轴承。风机机舱通过偏航轴承可以在 360范围内转动进行跟踪风向。偏航轴承采用外齿圈结构。偏航制动器：风电机组采用 5 台制动器，每台制动器由上下两个闸体组成。刹车闸为液压卡钳形式，在偏航刹车时，由液压系统提供140160bar 的系统压力，使刹车片紧压在刹车盘上，提供制动力。在风机偏航时保持 2025bar的余压，产生一定的阻尼力矩，使偏航运动更加平稳，减小机组振动。4）偏航减速机技术参数驱动电机功率 5.5KW，数量 4 个；电源频率 50HZ；额定扭矩 33000Nm；最大输出扭矩 102650Nm；减速比 1：1335.5变速形式：四级行星变速；最

37、大输入速度 1440rpm/min；单重 570kg；防护等级：IP55；产品型号：MT712T027。4、液压系统风电机组液压系统的主要作用是为风机的各种刹车系统提供液压动力，通常也叫做液压刹车系统。液压刹车系统是控制风电机组的刹车状态，包括转子制动状态和偏航制动两部分。液压泵站的动力源是电动机。机组正常运行时，电动机带动柱塞泵旋转，把油箱内的油泵送到管路中，相应的换向阀得到指令后开始动作，其中一路压力油推动高速轴制动器的油缸，使转子处于松刹状态，另一路压力油推动偏航制动器的油缸使偏航制动。当系统压力达到设定值后，液压泵停止工作，蓄能器在系统压力的作用下起到一定的补压和稳压作用。系统油路中并

38、联了高精度压力传感器，当系统压力降低到设定值时，可以触发油泵再次启动给系统进行补压，以使系统压力保持在一定的范围之内。风机高速轴还配有手动打压装置，在不启用油泵时，也能通过手动给油泵向高速轴刹车系统油路供油打压，同时换向阀也可通过手动方式控制其阀位来实现阀门的开关。因高速轴刹车只有在变桨系统故障时才动作，平时很少启动使用，而由于风向变化和电缆扭转的原因，偏航刹车的开启比较频繁。当偏航系统需要偏航对风时，偏航电磁换向阀得电，偏航制动器油缸内的压力油通过背压阀回油箱，由于系统存在一定的背压，偏航时机构运行比较平稳，当系统需解缆时，偏航电磁换向阀开启，此时偏航油路的压力全部卸完，这样可以减小偏航刹车

39、片的磨损。液压系统主要构成部分：由液压泵站、电磁元件、蓄能器、联结管路等组成，各部件均采用特殊的材料和密封元件组成，完全适应风砂和盐雾腐蚀环境。液压系统主要部件有：蓄能器、偏航余压阀、压力表、空气过滤器、手动阀、油位计、手动泵、放油球阀、压力继电器、电磁阀、安全阀等。1）液压系统各主要部件原理说明（1）偏航液压控制：通过提供工作压力和释放压力控制偏航制动器的制动和释放。在无需对风及停机时提供制动压力，使机舱不发生相对塔架转动。在偏航对风、解缆、侧风偏航时，液压系统需要将制动器处于释放状态，同时保证制动器内留有较小的制动压力，以便偏航系统在较小阻力下工作，能使机组偏航时整机平稳无冲击地转动。（2

40、）风机转子液压制动控制：通过提供系统工作压力和释放压力，控制转子制动器的制动与释放。（3）手动泵：主要实现系统在断电的情况下，提供应急能源，使偏航系统正常工作。2）液压系统技术要求液压系统必须满足用于驱动 1 台主轴制动器和 5 台偏航制动器的正常工作。2）环境温度要求乙方设计制造的液压系统必须满足甲方的常温型和低温型两种风机的要求。常温型风机的机舱内运行温度范围：工作环境温度-10+50；生存环境温度-20+60；低温型风机的机舱内温度范围：工作环境温度-30+50；生存环境温度-40+60。3）设计使用寿命按照风机使用要求，液压系统的设计使用寿命为 20 年。4）主要技术数据系统油压.16

41、0Bar电机型号.0.75KW电机电压.690VAC,50Hz油箱容量.8 升泵流量:.1.18L/min电磁阀电压.24VDC5）液压系统原理液压原理图、外形图及电气接线图见下图所示。5、润滑与冷却系统1）冷却系统设备在运行过程中，由于摩擦做功、电阻发热、屏蔽不良、电涡流等原因而导致设备发热，设备过高的工作温度会影响正常运行，冷却与润滑系统可有效降低工作温度，使设备长期、稳定的运行。本次 2MW 的两台风力发电机组，其中一台发电机采用水冷系统，而另一台发电机采用空冷系统。采用空冷系统的发电机，系统从外界吸入冷空气与发电机散热片进行热交换，并将热空气排出舱外。采用水冷系统的发电机，其机体产生的

42、热量需要将经过换热后的水通过散热器与机舱空气进行热交换。增速齿轮箱采用油液喷射方式冷却各部件，并将油液通过散热器与机舱空气进行热交换，散热器将交换后的热空气排出舱外。2）干油润滑系统自动干油润滑系统由润滑泵、油分配器、润滑小齿轮、润滑管线等组成，主要用于各齿面的润滑。自动干油润滑系统通过油脂润滑泵将偏航润滑油脂以及偏航小齿润滑脂连续地输入到轴承及偏航齿轮外齿面起到连续润滑效果，避免了手动润滑的间隔性以及润滑不均问题（过润滑，欠润滑）的产生。（1）润滑方式风电机组中变桨轴承、主轴承、发电机轴承采用半固体集中自动润滑方式：变桨润滑采用集中润滑方式，它由润滑油泵、主分配器、二级分配器和润滑小齿轮组成

43、，润滑系统可以自动地控制润滑周期，定期进行润滑，并进行油位的监测。当油泵工作时，润滑油被输出到分配器，在主分配器里润滑油以合适的比例分配到二级分配器，然后二级分配器再把润滑油以合适的比例供应到各润滑点上。主轴润滑是由一个集中润滑油泵和主分配器组成，工作原理和变桨自润滑相似。发电机轴承的润滑方式与主轴承相似。偏航轴承采用半固体手动润滑方式，由于偏航系统动作发生的频率较低，无需采用集中自润滑系统，只需采用手动定期加注润滑油脂的方式进行系统润滑。（2）润滑油润滑油的品质是影响润滑效果的决定性因素，对润滑油的基本要求是对齿轮和轴承有良好的保护作用。选择润滑油应关注的性能包括减少摩擦、较高的承载与防止胶

44、合能力、降低振动冲击、防止疲劳点蚀和冷却防腐蚀等。（2）稀油润滑系统风电齿轮箱的润滑系统是保证系统可靠运行的必要条件，齿轮箱采用液体润滑方式，包括飞溅润滑和喷油润滑。润滑系统由油泵、油管和各种接头阀体等组成。运行时齿轮油泵把齿轮箱内的润滑油通过高精度过滤器过滤后，再泵送到各喷油管中，对各润滑点进行喷油润滑，同时旋转的齿轮带动油液飞溅，也能起到一定的润滑作用。风电系统齿轮箱通常采用强制稀油润滑系统，它由齿轮泵和其它液压元件组成，在油循环管路上应设置润滑油的加热和冷却系统。由于风电机组齿轮箱传动属于闭式硬齿面齿轮传动，润滑油的选择应保证齿轮有足够的油膜厚度和边界膜强度，以及润滑油在使用一段时间后性

45、能的降低，因而风电机组应选用高品质的润滑油，以保证在风机运行期间设备具有良好的抗磨损与抗胶合性能。为提高齿轮的承载能力和抗冲击能力，润滑油的粘度应根据环境和操作条件，适当选择一些添加剂构成的润滑油，但应注意在选择合成润滑油时应保证在极低温度状况下具有良好的流动性，而在高温时的化学稳定性好，并可抑制粘度降低的现象。在风电机组每次启动之前，须先启动润滑与冷却系统，待齿轮箱的各润滑点得到充分润滑后才能投入工作。要求齿轮箱的润滑油工作温度不低于-15。当系统温度低导致润滑油粘度大时，润滑油需先通过加热回路进行加热，润滑油的正常工作温度为-15-45。当系统的油温超过一定值时，需要对润滑油进行冷却，此时

46、润滑油经过热交换器冷却后，再流回齿轮箱进行润滑。为解决风机低温下启动时普通矿物油解冻问题，在高寒地区安装风电设备需要设置油加热器，这种装置一般安装在油箱底部，在冬季低温状况下，可将油液加热至一定温度再启动风电机组，避免因油流动性降低而造成的润滑失效。为保证油液的清洁度，即使是第一次使用的新油，也要经过过滤后才能使用，同时润滑系统需要设置完善的滤油环节，以保证油液的清洁。6、制动系统1）总体要求酒钢 2000 系列风电机组采用三套独立的叶片变桨系统，其机械刹车系统可在一套变桨系统出现故障使叶片不能顺桨的情况下，实现系统独立刹车。机械刹车系统安装在发电机的输入端，可在液压系统加压的情况下进行刹车，

47、在液压减压时松闸，主要用于将风电机组保持在停机位置。2）刹车产品规格型号高速制动器 型号 KTAB3000 A，数量为 1 套。偏航制动器 型号 KTAB 120 A，数量为 5 套。3）使用环境要求制动器同时满足常温型和低温型风机的要求。常温型机舱内温度范围：运行环境温度-10+50，生存环境温度-20+60。低温型机舱内温度范围：运行环境温度-30+50，生存环境温度-40+60。4）刹车设计使用寿命按照整机使用寿命，制动器的设计使用寿命为 20 年。5）主要技术数据（1）偏航制动器 KTAB120 A 技术参数制动盘厚度.40 mm安装位置.内侧安装制动钳总重量.173 kg摩擦垫厚度.

48、138 mm摩擦垫面积(有机材料 organic pad).58000 mm2摩擦垫最大磨损量(有机材料 organic pad).7 mm额定摩擦系数.=0.45油缸活塞直径.120 mm每个钳活塞总面积.679 cm2每个钳动作 1mm 的油量.68 cm3动作时间(理论计算值).0.8 sec最大制动液压力.165 bar最小制动液压力.150 bar压力连接/接口.1/4”BSP泄油油管接口.1/4”BSP运转温度范围.-40 至+80（2）高速轴制动器 KTAB 3000 A 技术参数：制动盘厚度.40 mm制动钳净重/带支架.160 kg摩擦垫宽度.200 mm摩擦垫面积(粉末冶金

49、).36000 mm2摩擦垫最大磨损量(粉末冶金).5 mm额定摩擦系数.=0.4油缸活塞直径.120 mm每个钳活塞总面积.113 cm2每个钳动作 1mm 的油量.11.31 cm3每个钳动作 3mm 的油量.33.9 cm3动作时间(理论计算值).0,3 sec最大液压力.115 bar最大液压力 115bar 时的夹紧力.130 KN压力连接/接口.”BSP运转温度范围.-40 至+80 7、锁紧装置2000KW 机组的锁紧装置为：叶轮变桨锁定装置和发电机转子锁定装置。锁紧装置在设备维护、检修时使用。1）叶轮变桨锁定装置：将固定在变桨盘上的变桨锁锁定在轮毂槽内，以实现叶轮锁定功能。2）

50、发电机锁紧装置：在机舱前部发电机定子处有两个手轮，就是发电机的锁定装置。进入叶轮内部实施维护、检修工作前，检修人员应启动刹车系统，旋入转子刹车止动销将转子锁住，使风机处于锁定状态。只有指定的人员可以操作这个手轮，如果操作不正确，可能会导致严重的设备损坏或人身伤害。注意:未经许可的人不得操作锁定装置。8、电控系统控制系统是整个风力发电机组实现最佳运行的关键。控制系统一般由机舱控制柜、塔底控制柜及传感器等部件组成，主要实现风力发电机运行控制、状态监测和安全保护等功能。风力发电机的电控系统包括：主控系统、变流系统和中央控制系统三部分，其电气控制设备由低压电气柜、电容柜、控制柜、变流柜、机舱控制柜、三