50MW风电场苏司兰风机运行规程.pdf

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1、宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场目目录录1.概述 21.1 系统说明 31.2 技术数据 32.安全规范 52.1 安全基本要求 52.2.在机舱内作业注意事项72.3.机舱内工作完成后注意事项72.4.焊接或气割时的注意事项82.5.风轮锁定82.6.机舱顶部人孔盖的打开与关闭83.安全设备 83.1 人身安全装备 83.2 塔架底部 93.3 塔架爬梯103.4 机舱114.结构和功能 154.1 风轮154.2 变桨系统164.3 主轴174.4 齿轮箱174.5 发电机174.6 运行控制说明184.7 电网连接194.8 刹车系统204.9 液压系统20第 1 页 共 38 页宏腾能源公

2、司内蒙西乌旗风电场4.10 机舱 214.11 风电机组提升起吊葫芦 224.12 自动偏航系统 224.13 塔架 224.14 电气部件 234.15 基础 234.16 控制 234.17 远程监控，远程数据传输 244.18 防雷保护 245.运行管理 245.1 运行方式和工况245.2 在无风时停机和自动起动255.3 正常运行方式255.4 正常停机和重新启动255.5 空转方式265.6 紧急停机265.7 启动265.8 偏航程序275.9 服务模式275.10 安全系统 275.11 自动方式 296.术语 347.离开风机 38第 2 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌

3、旗风电场总则总则为了加强风力发电机的运行维修管理，确保风力发电机及附属设备和相关人员的安全，使风力发电机组能在安全、经济稳定的状态下减少故障率，提高发电效率，特制定本运行规程。1.1.概述概述1.1 系统说明SuzLon S641250kW风力发电机是一款可变转差的风机,配有一个电动变桨距系统。发电机系统由一个配有两绕组(双速)的异步发电机构成。一个机械液力联轴节用于扩展发电机的转差。利用16组电容组成的电容器柜,风机可以补偿无功功率。接通是通过一个“软启动”模块来执行的,使高启动电流最小化。由于配有变桨距系统,没有必要为风力发电机装设电动机起动模式。1.2 技术数据：1.2.1 总体技术参数

4、：类型额定功率转子直径轮毂中心高度类型功率控制切入风速额定风速生存风速切出风速风轮转速风轮转速范围转速限制主刹车系统单位kWmmm/sm/sm/sm/srpmrpm数值12506465变速水平轴风力发电机组，具有 3 叶片，高滑差异步发电机和变浆特点统一变桨控制2.512.555.32520.313.520.3统一变桨控制和单独变桨控制2 个独立的刹车系统，液压盘式制动器，安全链控制组成第 3 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场停机刹车系统防雷保护刹车盘刹车在风轮叶片中装有防雷电导体1.2.2 风轮：类型额定功率风轮直径风轮叶片数扫风面积叶片长度轮毂材料叶片材料每个叶片的重量单位kW

5、m个m2mt数值1250643321731球墨铸铁玻璃纤维/环氧树脂3.71.2.3 变浆系统;类型额定功率风轮直径位置驱动效果变浆角度的范围变浆速度单位kWm/s数值125064风轮轮毂中央电动单独变桨控制和统一变桨控制90 0.1-8 /秒1.2.4 齿轮箱:类型额定功率风轮直径结构齿轮箱传动比润滑单位kWm数值125064一级行星齿轮+二级螺旋齿轮1:74.9飞溅润滑/循环润滑1.2.5 发电机:类型额定功率单位kW数值1250第 4 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场风轮直径结构冷却额定电压额定电流In频率同步转速最大转差转速范围定子连接转子连接防护等级绝缘等级mVAHzrp

6、mrpm64双速异步发电机风冷69011905015000.610111520三角形/三角形鼠笼式转子IP56H1.2.6 风机主控制柜/SUZLON 控制系统（SCS):厂商电压频率主回路断路器电网继电器电流测量互感器电压测量互感器总体测量精度苏司兰能源有限责任公司3690V(相间)50Hz西门子（Siemens),3WL型WoodWard MFR0.5级直接测量0.6级2.2.安全规范安全规范:2.1 安全基本要求:在登上风机前，请先熟悉安全设备，并遵守国家有关安全条例。在没有使用成套安全设备、装配好防跌落保护装置以及没有穿戴安全帽、手套和较坚固的鞋子时，切勿登上风机。在梯子中部安装有安全

7、导轨，滑块悬挂此处并与全身安全带相连。在攀爬和降下时，该滑块在安全导轨内上下滑动。风力发电机组的运行维修包括机械和电气两大部分，机组运行维修大第 5 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场多为高空作业，为保证安全作业必须认真遵守下列安全规则：2.1.1 进入风力发电机组现场周围200米以内的任何人员都应戴上安全帽。2.1.2 在进入轮毂前，必须用风轮锁将风轮安全锁定。只有在风速10m/s时，才允许进入轮毂。如果风速增到10m/s或更大，必须离开轮毂，并正确释放风轮。风速15m/s 时，请勿在机舱内工作。2.1.3 雷雨天气，请勿在风机内工作。2.1.5 在风力发电机组机舱外作业时，任何人

8、都不允许在风机下面的危险区域内停留，以免因零件或工具坠落而造成伤害。2.1.6 工作区内不允许无关人员停留。2.1.8 在吊车工作期间，任何人不得站在吊臂下。2.1.9 在塔架及机舱内不能单独一人作业。2.1.10 风轮维护时一定要锁定叶片变浆。2.1.11 当通过塔架休息平台时应立即关闭休息平台人孔盖板。2.1.12 检修调试过程中应注意用电安全防止触电，调整控制单元之前，断开主开关，并在门把手上挂警告牌。2.1.13 决不允许带电作业。如果必须带电作业时，必须一个人工作另一人监护并使用特殊设计的并经批准使用的电气工具工作，而且要将裸露的导线做绝缘处理。2.1.14 塔架内梯子最大承载重30

9、0kg。2.1.15 若需要在地面与轮毂内同时作业时，作业人员应通过对讲机相互联系，为提高检修工作效率和检修工作质量，在检修之前必须合理安排工作人员。第 6 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场2.1.16 离开塔架前，请关掉照明灯，锁上门锁。2.2.在机舱内作业注意事项2.2.1 在机舱内部作业时，可根据当时的天气状况决定是否可以将机舱顶部的人孔盖打开，人离开机舱时必须将人孔盖关好。2.2.2 在机舱顶外作业时，必须系好全身安全带，系好安全绳，两人以上配合作业。2.2.3 若在机舱内控制元件上作业，须断开主开关，并在主开关把手上悬挂“有人工作，禁止合闸”的警示牌。2.2.4 在液压系

10、统上作业时必须带上防护手套及防护眼镜。2.2.5 机舱内工作人员需要与塔架内工作人员相互配合时，应通过对讲机相互联系。2.2.6 若机舱内某些工作必须短时开机，工作人员应远离传动部位（联轴器、刹车盘、低速轴等），工作衣应贴身，不应有拖拉的带子、绳子等物，随身使用的工具应在开机前放置好。2.2.7 使用提升机提升工具时，须保证提升重量不超过250kg。2.2.8 在机舱内作业时，须将低速轴锁定。2.2.9 在机舱内的作业人员注意切勿碰振动传感器和急停开关，如一旦误碰，会造成不必要的紧急停机。2.3.机舱内工作完成后注意事项：2.3.1 请随即清洁机舱、梯子及其他部件上的油脂、灰尘等污物，检查工具

11、是否收齐。2.3.2 将各开关复位，复查工作过的各部位完好情况，各端子线是否上紧，第 7 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场短接线是否拆除，是否恢复了风力发电机组的正常工作状态等等。2.3.3 小心关好机舱各孔盖。2.3.4 风力发电机组启动前，应确保工作人员已全部离开机舱并已下到底平台。2.4.焊接或气割时的注意事项2.4.1 进行焊接或气割时，必须填写“第一种动火工作票”，并经批准而且配备现场灭火器。2.4.2 在进行焊接或气割之前，要把所有的集油盘或底板油移走，或擦洗清洁。确保周围没有放置易燃材料（如纸张、抹布、汽油瓶和棉制废品等）。2.4.3 必要时，用防护板将电缆保护起来，

12、以防止火花损伤电缆。2.5.风轮锁定：风力发电机组维护旋转部位时，必须用风轮安全锁锁住低速轴法兰，将风轮锁定。2.6.机舱顶部人孔盖的打开与关闭：需要打开机舱顶部人孔盖时，注意轻放并插好锁销；关闭后，请锁好锁扣。3.3.安全设备安全设备:3.1 人身安全装备:每个工作人员攀爬风电机组时必须穿戴适当的安全装备，这些装备至少包括：攀爬装置，包括一付安全带、一块安全滑块以及一根安全绳；安全头盔；第 8 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场 安全鞋；保护手套；通讯装置。冬季，还可以穿戴上保护耳和眼的装备。同时确保使用的所有安全装备都工作正常，尤其检查通讯设备是否正常工作。3.2 塔架底部3.2

13、.1 塔架入口塔架底部的入口门需锁起来，以防止未经允许的人员进入风电机组。而打开的门可用插销锁起来。任何时候离开风电机组时都要将塔架门锁上。如果不用对风电机组进行操作，则要始终保持塔架门锁上，这样就没有人能对风电机组进行操作。定期检查塔架门和门锁是否损坏。3.2.2 塔筒照明塔架内部的照明开关安装在入口舱门的侧面，开关下方装有熔断器和备用插座。风电机组还配有紧急照明装置，一旦发生供电故障，紧急照明就会自动亮灯。一旦进入风电机组，必须始终保持照明照度正常。3.2.3 紧急停机风力发电机组共配备有三个紧急停机按钮，并标有国际通用标志。一个在塔架底部的控制柜的前面板处，一个装在塔架舱口附近的偏航平台

14、处，另一个位于机舱内控制柜的前面板处。如果按下其中一个紧急停机按钮则风机即被切断电流，同时叶片很快变桨进入顺桨位置。机舱内的紧急停机按钮按下时，除变浆外，将启动风轮制动器使系统完全进入停止状态。通过拉出开关可以使紧急停机开关复位，这样风电机组才有可能重新第 9 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场启动，应定期检查紧急停机开关，确保其功能正常。3.2.4底部控制柜和维护开关底部控制柜包括：两个紧急停机按钮，总开关，手动显示连接按钮（SC-终端），启动按钮，停机按钮，风机维修按钮/无远程访问，风机良好绿色指示灯，风机故障或风机停机红色指示灯，风机维修/无远程访问指示灯，重置安全链按钮。维护

15、时要爬上风电机组，必须先将操作面板上的维护开关设置在维护位置，这样就可以让风电机组停机，此时叶片会变桨至顺桨位置如果误操作远程控制也无法使风电机组重新启动。操作面板显示的是风电机组的当前状况，利用一定的访问权限通过该面板可以设置控制参数。操作面板设置有密码，有一定的访问权限，只有相应的一些特定操作才能被执行。但应注意离开风电机组前，必须检查是否已将控制程序注销，维护开关是否复位。否则风电机组本地及远程监控都无法重启。3.3 塔架爬梯3.3.1 攀爬保护系统攀爬保护系统包括一套沿爬梯设置的导轨以及人身安全设施。人身安全设施包括一付安全带、一块安全滑块、安全鞋以及一根安全绳。攀爬塔架时，必须配戴安

16、全带和安全滑块，并将安全滑块嵌入导轨中，这样攀爬时滑块沿着导轨滑动，确保人身安全。紧急情况时，安全滑块嵌在导轨中可以防止人坠落。3.3.2 使用攀爬保护装备攀爬塔架之前，需系紧安全带并将安全绳系在背上的安全环上。确保第 10 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场安全带没有发生断裂、扭曲。将安全滑块从导轨底部嵌入，确保滑块上的箭头方向朝上而侧面突出的安全栓在右侧。将安全滑块沿着导轨向上推，直到与安全带上的安全环齐平。将安全环上的扣环与安全滑块相连，确保两者完好连接。开始攀爬，略微斜靠安全带并使用腿部力量向上登，这样就可以节省手部力气。向下时，如果不是一直倚着安全带，安全滑块可能会勾住导轨

17、，所以将滑块略微向上推一推并斜倚着安全带，这样就可以不间断的向下。3.3.3 休息平台塔架内设置有几个休息平台，可以供上下攀爬时休息，也可以防止东西从上空掉落。上下攀爬过程中，必须经过这几个平台。供人员通过的舱门盖有铰链式盖板，这些盖板是从下往上推开。一旦盖板完全打开，有个拉手会将这个重的盖板卡住，以防止盖板自己盖上。在步上平台之前，必须先将安全绳系在爬梯左侧的连接环上。然后，脱离导轨。关上舱门后解开安全绳，这样就可以在平台上自由活动了。要继续攀爬，就反过来执行上述操作。3.4 机舱SuzLon S641250kW风电机组机舱包括顶部控制柜和轮毂控制柜。顶部控制柜上的控制面板具有以下设备：紧急

18、停机；左偏航；右偏航；手动显示连接（SC-终端）；风机维修/远程访问。在控制柜内还有重置安全链按钮。轮毂控制柜有：三个停机按钮，每个按钮对应于一个叶片（为了维第 11 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场修，按下按钮，使其附近叶片停止移动）。3.4.1 机舱照明装置机舱的照明设备与塔架一样。在机舱入口通道处安装有一个照明开关。需要注意进入机舱后保持照明开关应始终在闭合状态，照度正常。3.4.2 停机刹车装置控制柜上出现报警灯说明停机刹车装置不在工作状态，例如紧急停机开关被激活但并未工作。进入机舱后，要立即激活SCS 控制柜上的开关使停机刹车装置进入工作状态。一旦紧急停机开关动作，报警灯

19、会自动熄灭而且停机刹车装置产生作用使转子慢慢停下来。因为在停机刹车处于工作状态时，风电机组无法自动重启，所以离开机舱前必须激活开关以释放停机刹车装置（此时报警灯重新闪烁）。触发停机刹车装置进行维护操作时，发电机转速最大不能超过400rpm。3.4.3 紧急停机风电机组的第二个紧急停机开关安装在控制柜内。一旦机舱里的这个紧急停机开关动作，叶片会很快变桨至顺桨位置从而使风电机组紧急停机。此时，自动偏航系统并未被激活。通过拉出开关可以使紧急停机开关复位，这样风电机组才有可能重新启动。3.4.4 操作面板操作面板安装在控制柜的柜门上，其操作方法与塔底控制箱操作面板一样，但该操作面板优先于塔底控制箱操作

20、面板，也就是说，一旦经机舱操作面板进入控制系统，就只有该面板的输入命令有效。第 12 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场登陆控制系统后，通过该操作面板可以监测到风电机组的当前工作状况。而且，如果得到一定的访问权限，可经该面板设置控制参数。3.4.5 控制柜控制柜安装在机舱后半部，位于转子左侧。柜内设置有许多电气器件，出于保护目的，柜门平时都是锁着的。应注意控制柜平时必须锁着。只有专业工作人员才允许打开柜门进行操作。3.4.6 文件控制柜的文件除电路图和液压系统图外，还有运行手册。控制柜的钥匙放在控制柜对面的旋转单元罩上。3.4.7 高速轴防护罩由于高速轴在齿轮箱和发电机之间有一段外露

21、，所以在这段轴上安装有一个防护罩。3.4.8 风轮锁定装置SuzLon S641250kW风电机组装有两个相互独立的风轮锁定装置。风轮侧锁定装置安装在主轴承的右侧，它的组成部件有一个液压缸和一个锁定臂。利用液压缸推动锁定臂，使其旋转并楔入主轴法兰的凹槽中，从而与主轴相互咬合以锁定风轮。要设置风轮侧锁定装置，必须先利用手动泵对液压缸进行加压，在压力作用下，液压缸推动锁定臂锁住风轮。要释放锁定装置，则先改变液压缸换向阀，以便对液压缸反向加压，从而推动锁定臂离开法兰的凹槽位置，释放风轮。发电机侧锁定装置包括一个带有叉型结构的支撑块和一个插销。在叉第 13 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场

22、型结构和刹车盘对应孔的位置插入插销，从而通过刹车盘锁定风轮。应注意只有专业工作人员才能进行风轮锁定操作。维护工作前可以通过发电机侧锁定装置锁定风轮：所有叶片都在顺桨位置时，风速最大不得超过15 米/秒（10 分钟内的平均值）；并非所有叶片都在顺桨位置时（变桨失败），允许风速不得超过8 米/秒（10 分钟内的平均值）。通过风轮侧锁定装置锁定风轮：所有叶片都在顺桨位置时，风速最大不得超过10 米/秒（10 分钟内的平均值）；并非所有叶片都在顺桨位置时（变桨失败），允许风速不得超过5 米/秒（10 分钟内的平均值）。并非所有叶片都在顺桨位置时，必须激活偏航装置（偏航程序），使机舱旋转并保持机舱对准来

23、风方向。一旦设置了风轮锁定装置，风电机组就不得启动。在离开机舱前必须释放锁定装置。3.4.9 机舱顶和机舱罩在机舱的前面部分，也就是主轴承上方，机舱顶部开有一个舱口，从该舱口可进入轮毂进行维修。在液压站的上方也开有一个舱口，打开该舱口只是为了方便液压站的维修工作，而并不能由此到达机舱顶。在机舱的后面部分开有机舱口，由此可以到达风速仪和航标灯处进行检测维修。顶部机舱口安有插销，可手动打开。打开的舱门有一个气刹装置支撑着，可防止舱门因风等原因意外关闭。在机舱的尾部底座上开有一个舱口，利用起吊葫芦通过该舱口可以将物品吊入机舱。将舱盖抬起放置一旁，这样就能打开该舱口。在该舱口下方，机舱罩上对应有一个舱

24、口，可以通过第 14 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场一个吊索将舱门打开，并利用一个固定装置将其锁住。另外，在舱门附近还装有一个为系安全绳准备的固定拉手。3.4.10 起吊葫芦SuzLon S641250kW风电机组的起吊葫芦是安装在机舱顶部的链条式电动提升装置。3.4.11 液压系统液压站安装在机舱前半部分的右侧位置，它向变桨系统提供液压油。即使在动力故障这类紧急状况下，液压站也能提供所需液压的液压油，以推动变桨调节装置对风轮进行制动。在紧急状况下执行停机刹车，液压站已经配备一个手动泵。实际操作时，首先打开阀门，然后利用手动泵产生液压使停机刹车装置动作。3.4.12 轮毂维护时，

25、从轮毂前侧的一个窗口可以进入轮毂。该窗口安有窗盖，用螺钉固定。专业工作人员必须先爬出机舱并爬到轮毂前侧，再旋松螺钉打开窗盖，才能进入轮毂。为防止坠落确保安全，在每个叶片法兰处都装有固定支架以便在支架上系上安全绳。3.4.13 灭火器、救护箱在机舱内放置有一个ABC 灭火器和一个救护箱以备紧急情况下使用。4.结构和功能4.1 风轮风轮组成有一个加强铸造轮毂，且其上装有3 个风轮叶片，叶片绕着第 15 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场其纵轴旋转。风轮轮毂内包含有用于电动变桨控制的装置。风轮叶片是从气动和声学上进行优化的，由高质量玻璃纤维增强合成材料制成，并装有一套防雷保护装置。风轮叶片

26、与轮毂通过法兰螺栓连接。4.2 变桨系统由电动机来调整S64-1.25MW风机的风轮叶片。使用具有变频器的常规鼠笼式马达，这些马达位于轮毂内。为了确保达到最高运行可靠性，每个驱动装置单独放置。由每个具有变频器的鼠笼式马达通过齿轮箱和内齿轮轴承驱动叶片。变频器的中间电路与各自设置的电池相连，以便在电源发生故障时保证电力供应。这些马达使用一个制动闸，该制动闸可以使叶片处于适当位置。结果便形成了三个独立系统，每个作用于一个叶片。如果其中一个驱动发生故障，便会发出相应的故障信号，该信号可通过其他两个驱动系统启动风机快速停机。变频器与使用的控制系统（SCS）间的通讯通过CAN总线来实现。对变浆的控制通过

27、变频器完成。由控制系统将变浆控制速度传输给变频器。这就可以保证通过位于电机轴上的分析器信号按照预设的速度来移动叶片。在风速超过额定风速时，变桨控制根据风速调节桨叶位置，使得风力发电机组在最佳的转速范围内运行。由于强风作用，风力发电机组须迅速脱网，叶片变桨到顺桨位置。因此，变桨系统作为气动主刹车。统一变桨控制主要用于调整风轮的转速和转速限制，在停机的情况下，缓慢停机。变浆系统配有有齿轮的凸轮开关，该齿轮在变浆轴承内安装有第 16 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场小齿轮，将位置信号传输给控制 系统或变频器。此外在凸轮开关的轴上有一个位置传感器，该传感器通过一个SSI界面将实际变浆位置传

28、输给变频器，可以在叶片根部进行控制位置。4.3 主轴SuzLon S641250kW风电机组的主轴由优质合金钢（34CrNiMo6）经热处理而成，支撑在风轮侧的球面滚子轴承，主轴用于将风轮的机械能量传递给齿轮箱。主轴与齿轮箱用胀紧套进行连接，在齿轮箱内装有圆柱滚子轴承，行星架轴套与主轴进行连接。主轴的内部是空的，用于和风轮轮毂内变桨油缸的压力油管和回油管及一些传感器信号线、开关电源线也是从主轴内部穿过的。4.4 齿轮箱SuzLon S641250kW风电机组系列风力发电机组装有3 级高效齿轮的齿轮箱。第1级是行星齿轮，其它两级是螺旋齿轮。该组合保证了齿轮箱紧凑的结构和高效率等。螺旋齿轮提供了非

29、常低的噪声值。齿轮箱的噪声可以通过橡胶垫隔离底架从而进一步减少噪声。为了保证齿轮箱油温在最佳运行范围，在运行过程中，如果温度过高需要进行冷却。齿轮箱还有一个滤油器提高齿轮油的清洁度。4.5 发电机SuzLon S641250kW风电机组装有双速异步发电机，该风机由SCS（苏斯兰控制系统）进行控制。该控制系统为一控制器硬件，也称PLC（可编程序逻辑控制器）和厂内设计控制软件。它具有以下特性：在所有风速范围内达到最大发电量及风机的最佳稳定运行。第 17 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场通过远距离数据传输实现故障监视与故障指示。通过远距离数据传输提供有关系统状况和实际运行状况方面的信息。

30、风机便于操作和维修。在风机内使用时，控制系统非常坚固，可以在苛刻的环境条件下实现正常操作。在这种条件下，一切标准方案都会快速发挥到极限。因此本控制器专门为苏斯兰风机使用而开发。该控制系统通过数个传感器收集有关风机实际运行状况信息，如风速、风向、输出功率、速度以及大的温度范围。这些数据在控制器内进行处理，然后，根据处理结果确定风机运行的最佳工况。另外，传感器还可以检测电网状况和不对称性，以便立即识别电网故障，并对风机进行相应的保护。风电机组能在一个较大的转差范围内变转速运行。因此，几乎能完全避免由阵风引起的发电机功率波动。阵风的能量以风轮转动动能的形式贮存，这样机械部件就不会产生过载。4.6 运

31、行控制说明运行控制是由苏斯兰公司自主开发的。又称电压故障或可编程逻辑控制器（PLC），重启后，系统开始引导，并且变频器在初始化后进入状态0，存储重启可编程逻辑控制器前出现的故障。对这些故障进行评估，并执行相应的制动程序。当风机无任何错误时，系统便进入状态1“启动延迟”。随后系统进入等风状态，在这种状态下首先评估风速，如果大于设置的启动风速参数，并且不要求进行安全测试，系统便进入慢速自由转动。此时风机处于空转模式，并监视风速。如果风速小于或等于设定的启动风速，则风机保持在该状态不变。如果风速大于大发电机（G1）的启动风速，系第 18 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场统进入G1同步化.

32、如果风速大于小发电机（G2）的启动风速，则系统转换至G2同步化。速度慢慢增加到相应的发电机的同步速度。一旦达到该速度，发电机将在软启动器的协助下与电网慢速连接。如果风速不足以达到同步速度，该系统将转换至快速自由转动状态。同步化成功后，风机分别进入G2发电或G1发电状态。根据风速大小，小发电机或大发电机都可以与电网相连，并开始最大电量输出。通过变浆系统的速度控制已经激活，并将风机设定为G1或G2发电机发电的额定速度。如果在状态G2发电期间，30秒平均有功功率低于预定时间内的参数设定值，则系统进入快速自由转动状态。如果在G1发电期间，30秒平均有功功率低于预定时间内的参数设定值，则系统将转换至G2

33、同步化。在快速自由转动状态时，发电机与电网断开。风机速率轻轻地慢下来，当维持在小发电机G2的同步转速附近，以便再有分时可以快速与电网连接。然而，如果在经过一段时间，发电机的速度仍然太低，那么系统将进入慢速自由转动。4.7 电网连接S64-1.25MW风机一旦达到启动风速，便由变桨系统控制风机速度，使其速度尽可能接近发电机的同步速度。风电机组与电网连接设计为690V 电压。风电机组与电网在同步之后，通过具有硅控整流器的软启动将发电机与电网相连。如遇较慢和平均风速，叶片便处于一个最佳迎角，以获得最佳发电量。一旦达到额定风速，完成切入，旁路接触器关闭。运行管理计算机监控三相电网，防止电压、频率第 1

34、9 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场出现较大偏差。并监测短暂脱网、电流不对称及相位。如果有较大偏差产生，风电机组自动地与电网断开，待偏差达到要求值后又重新连接。4.8 刹车系统变桨系统不仅用于控制风轮的转速，还用于SuzLon S641250kW风电机组气动主刹车。当出现风暴天气或者风电机组发生故障的情况下，风电机组需要停机，则风轮叶片变桨到顺桨位置，使风电机组开始减速。启用两套独立的刹车系统，两套系统能够降低风电机组的转速至0rpm。在电气和液压系统出现故障情况下，设计的刹车系统还可以进行工作（失效安全原理）。第一套刹车系统是独立叶片控制的。它由三个带减速箱的电机组成，每个电机推

35、动一个叶片转动。三个电机分开工作，因此，当一个电机出现故障时，其它两个电机还可以工作。每个电机由一个电池组提供动力，电池组位于风机控制柜中，因此甚至在一个电机驱动出现故障时，风电机组还能够停下来。刹车盘安装在高速轴处，位于发电机与齿轮箱之间，用于风电机组的停车刹车。在进行检查和工作时，需要用停车刹车装置锁住风轮。在机舱执行紧急停机时，将启用停车刹车装置。在控制柜可通过释放开关停车刹车装置。4.9 液压系统液压站提供油压驱动主要用于偏航驱动，偏航刹车和停机刹车。液压系统的组成有：油箱，泵，阀块，液压管路，阀，过滤器，油缸和压力蓄能器。第 20 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场油箱是液

36、压站中第一级的部件。泵，阀块，和终端接线盒用于多个电气连接，传感器安装在阀块上面。在油到达阀块前，需要经过压力滤油器，另还有一滤油器位于回油管路中。在阀块上装有电磁阀，通过运行操作来控制阀块的液压通路。另外，在液压站的油箱还装有一旁路滤油器，从风轮的方向看，它位于油箱的后面。通过电动滤油器不断地使油从油箱通过滤油器过滤。通过这些措施，提高液压油清洁度，使其清洁度满足要求。液压泵由电动机驱动的两台齿轮泵组成，位于油箱上。泵的供电设备不是安全回路的一部分，例如，在风电机组紧急停机后，液压泵还不会停机，因此液压系统仍然正常地工作。在电网失电的情况下，为了使风电机组安全运行和保持在安全状态，液压系统装

37、有几个独立的压力蓄能器。两个大的压力蓄能器为统一变桨调节机构和偏航驱动提供油压，两个小的压力蓄能器为偏航刹车和停机刹车提供油压。停机刹车还可以通过手动液压泵来实现。还有三个压力蓄能器位于轮毂，给变桨调节机构提供油压。液压系统的油压由控制器不断地记录和监控。4.10机舱机舱由底架和机舱罩组成，风电机组的基本部件都安装在底架上面，这些分别是带有轴承的驱动链，轴，齿轮箱，冷却系统，变频器，液压系统，偏航驱动和控制元件。对SuzLon S641250kW风电机组，机舱底架是整体铸造式桥壳。弹性减震垫具有隔振，降噪声的效果，并将风电机组结构部第 21 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场件与底架

38、隔离。机舱罩顶部的部分舱罩开口盖是可以打开的，这样以便对风轮轮毂和测风传感器进行维护。4.11 风电机组提升起吊葫芦在SuzLon S641250kW风电机组中，在机舱顶盖的后下方装有起吊葫芦。起吊葫芦悬挂部分由链条组成。起吊葫芦还含有电机和齿轮箱，负载链，负载挂钩和链条盒。起吊葫芦由手动进行控制。4.12 自动偏航系统在机舱顶上装有两个风向标记录风向，并将测量值发送给控制器。只要风轮轴线偏离风向超过特定值，根据实际风速启动偏航驱动。偏航驱动有三台带刹车电机驱动齿轮马达，根据风向与机舱之间的偏差，准确地调节安装在机舱上的偏航轴，将机舱调到与风向一致，这样可以获得高能量输出，减少风电机组的机械应

39、力。在每个偏航驱动中装有带刹车电机装置，其工作长期可靠，且仅当偏航驱动激活时才释放。另外，机舱由各个位置处的液压刹车锁紧，即使激活偏航驱动，也只是部分地释放偏航刹车装置。在偏航轴承旁边有两个传感器用于记录机舱往某一方向转的圈数。只要机舱向某一方向旋转了2.5 圈，风电机组将要停机，机舱开始反转，风电机组重新起动。4.13 塔架SuzLon S641250kW风电机组系列的塔架，材料采用焊接钢板，腐蚀防护是内壁双层耐腐蚀，外壁三层耐腐蚀。按它们的高度来划分，由3段钢第 22 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场制圆筒通过法兰螺栓连接而成。在塔架内装有攀爬装置，通过该装置能够安全地在塔架内

40、攀爬。还有，在塔架内，电力电缆和控制电缆沿着塔架的电缆架从上往下敷设。4.14 电气部件在风电机组SuzLon S641250kW风电机组装有防雷保护和插座。避雷器保护塔架内屏蔽的传感器和电源电缆。为防电磁感应性，电动机电缆已经进行屏蔽。机舱内的所有传感器线路也是屏蔽设计。轮毂电缆也进行了屏蔽，并在橡胶管内引至轴内，因此也是屏蔽设计。直击雷击可击中风机的叶片或测风杆上机舱背面。在设计时特别考虑了这两种可能性，将闪电电流直接引至地下。雷电保护是按照E DIN IEC 88/117CD标准和IEC61400-24标准而设计。在机舱罩上装有航标灯，单独保护飞行物，由SCS控制柜单独控制。还有，在机舱

41、内，有一电源插座用于给风电机组起吊葫芦供电，该插座具有漏电保护开关（FI），位于机舱支架板上。4.15 基础根据当地的地质情况不同，SuzLon S641250kW风电机组有不同的基础结构。为了承载整个塔架，在基础内埋设有基础环，塔架用螺栓紧紧地固定在基础环上。4.16 控制风电机组配有每日更新的运行管理计算机，该计算机执行所有的监视、控制和操作任务。它是多任务处理系统，包含有主处理器和独立的处理器，用于电网监控，变桨控制和各自数据的相互通讯。基于实时处理周期，风第 23 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场电机组总是保持在最优工作方式下运行。风电机组部件和运行参数在计算机中是不断被监

42、控的。一些基本的功能，如启动，脱网，或自动偏航，能够在本地手动执行或者通过远程数据传输控制。在本地控制时，可以通过两个控制面板进行操作，控制系统的进入用代码系统进行保护，不同的访问级别，分别由密码保护，登录后，风电机组的操作权限取决于授权操作人员的访问权限。4.17 远程监控，远程数据传输风电机组的过去和现在运行方式，可以通过电话查询到。需要在一台标准的PC机上装有一套远程监控软件。维护人员在任何时候都可以通过远程数据传送获知风电机组的运行方式，如果需要，还能够操作风电机组的运行。4.18 防雷保护风电机组的防雷保护是由防雷导体系统来保证的。如果，雷电击中了风轮叶片，能量通过叶片里面的雷电导体

43、导向轮毂，再通过母线系统放电到底架。底架与塔架相连，再将能量传递到塔架，直接引至地下。5.5.运行管理运行管理5.1 运行方式和工况SuzLon S641250kW风电机组设计具有自动运行功能，但是一些功能可能还是需要手动操作，手动操作在本地或者通过远程数据传送实现。在运行过程中，风电机组可能运行在不同的工况下，重要的运行工况在下面进行说明。风电机组的各个运行工况在控制程序中都赋予一个状态码，并带有一第 24 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场个状态报告，但不一定代表错误。每个状态依次分配到一个代码，即为通常所说的状态代码。5.2 在无风时停机和自动起动当风速低于切入风速时，风电机组

44、不能工作，此时处于停机状态。在运行管理计算机中显示的状态表示，并没有其它原因导致风电机组停机。当平均风速超过切入风速时，如果风电机组没有严重的故障或者手动关闭，风电机组开始自动起动。在电力开关关闭情况下执行并网程序和电网连接，发电机的电能根据相应的风速输送到电网。5.3 正常运行方式在正常运行方式中，根据相应的风速，风电机组连接到电网并输送电能。根据风电机组的运行工况，自动控制监控程序和运行控制程序。当前的数据和存贮的参数值，能够通过远程数据传送进行查询和控制，同时还需要数据校验。另外，如果与正常的运行程序有偏差，就会通过远程数据传输警告和故障信息。风电机组在出现偏差时，不一定总是立即停机。只

45、有当这种意外连续发生数次时或碰到对风电机组非常危险的情况下，SCS控制系统才激活刹车程序。5.4 正常停机和重新启动如果风速超过切出风速、或风速低于切入风速、简单的故障或者错误，例如电缆的扭绞或温度的超标，则会导致正常停机。简单的停机可以由服务部门通过本地操作面板手动操作或远程数据传送控制。出现简单停机时，将由SCS控制系统按照实际情况触发两种不同的刹车程序，刹车程序的设计由控制程序的状态代码表示。第 25 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场变桨刹车程序（正常停机）风轮叶片通过统一变桨调节，变桨到半顺桨位置，直到发电机功率降到0kW。发电机然后脱网，风轮缓慢转动，直至停机。快速刹车程

46、序（快速停机）参考上面的变桨刹车程序，独立变桨控制开始，例如，叶片转到完全顺桨位置，此时桨距角最大。可通过操作面板停机启用快速刹车程序。通过SCS控制系统触发自动正常停机，风电机组通常通过自动复位自动重启。通过本地手动操作或者远程数据传送控制正常停机后，风电机组需要手动重启（手动复位或者远程复位）。在其它情况下，风电机组自动正常停机需要进行故障修复，故障修复后需要手动重启。5.5 空转方式在空转方式，风轮叶片由程序控制在某一位置。发电机脱离电网，但风轮仍然维持转动。5.6 紧急停机紧急停机的目的是在严重故障的情况下，使风力发电机组尽快地停止，以防止遭受严重的损坏。紧急停机时，风轮叶片通过变桨系

47、统快速转动到顺桨位置。紧急停机由下面的事件引起：操作紧急停机开关 安全链回路断开在紧急停机结束时，风电机组处于顺桨位置。风力发电机组只有在故障修复和控制系统显示的所有故障信息清除后，风电机组才能重新启动。第 26 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场5.7 启动在正常运行方式，风电机组首先根据风向对风，停机后再重新启动时，需要进行1-3 项风电机组自检。特别在停机了较长一段时间时，进行风电机组自检很重要。5.8 偏航程序风电机组在正常运行方式时，只要控制系统识别机舱与风向有较大偏差，偏航驱动则开始动作。如果出现一些偏航故障时，尽管通过控制来激活偏航驱动，此时会产生偏航驱动锁死的情况。5

48、.9 服务模式在塔架底部的控制箱上操作服务开关到服务标志，启用服务模式。SCS控制系统显示状态信息“WKA in service”（“WT in service”）应答服务模式。SCS控制系统在服务期间不向服务部门传送任何警告报告。在服务工作期间，由控制器注册和添加服务时间，因此，各个风电机组总的维护时间可以确定。5.10 安全系统风轮转速超过额定值风机必须进行可靠的过速保护，否则，不适当的负载可能造成风机的损坏，甚至毁坏。几个冗余系统可识别危险：风机控制系统通过接近传感器测量风轮转速。如果超过控制系统内的设定速度，将启动制动程序3（调整控制系统定义的桨距）。风机控制系统通过增量式传感器测量发

49、电机的转速。如果超过控制第 27 页 共 38 页宏腾能源公司内蒙西乌旗风电场系统内的设定速度，将启动制动程序3（调整控制系统定义的桨距值）。由独立于控制系统的过速监视器（FR1模块），通过其自身的临近传感器测量风轮转速，将实际测定值传送给控制系统（模拟信号）。如果超过控制系统内的设定速度，将启动制动程序3（调整控制系统定义的桨距值）。另外，系统会连续验证该模拟信号与控制系统的实测速度是否相关。由独立于控制系统的过速监视器（FR1模块），通过其自身的临近传感器测量风轮转速。如果超过过速监视器内设定的参数，该设备将单独打开安全链（变桨驱动的保护功能以10/秒的速率变至90）。机舱振幅超过许可值风

50、机必须进行可靠的保护以防止出现极度振动，否则，不适当的负载可能造成风机的损坏，甚至毁坏。振动的原因可能是质量不平衡、倾斜接近空气动力不平衡等。几个冗余系统可识别危险：加速传感器沿边和沿翼记录的加速情况，如果超过设定的加速值，将启动制动程序2（软制动）。如果出现不正常的机舱移动，将激活（头部具有弹簧杆）一个传感器，该传感器将启动控制系统内的制动程序4（便将驱动的保护功能变至90）。万一出现不正常的机舱移动，将激活（头部具有弹簧杆）一个传感器，该传感器将打开安全链（便将驱动的保护功能变至90）。绕缆必须保护塔架与机舱间的连接电缆，防止因偏航而造成最大程度的绕第 28 页 共 38 页宏腾能源公司内