处理。
5.6.2 电网发生系统故障造成断电或线路故障导致线路断路器跳闸时,应检查断电或跳闸原因,待系统恢复正常后根据调度指令才能重新启动风电机组。
5.6.3 当风电机组发生过速、叶片损坏、结霜等可能发生高空坠物的情况时,禁止就地操作,应在中控室进行远方停机,并设立安全防护区域,禁止人员进入风电机组周边区域。 5.6.4 风电机组因其他异常情况需要立即进行停机操作时,在中控室进行远方停机,并监视风机安全链动作情况,同时应派值班人员到现场进行处理;安全链失效时不得接近故障风机并设置安全警戒区域。
5.6.5 发生下列情况之一者,风电机组应立即做停机处理。 5.6.5.1叶片处于不正常位置,发生叶片断裂、开裂。 5.6.5.2风电机组主要保护装置拒动或失效。 5.6.5.3风电机组受到雷击并致设备损坏时。 5.6.5.4制动系统失效。
5.6.5.5发现机组过速,运行人员应通过中控系统将该台机组停机。 5.6.5.6当机组发生起火时,运行人员应立即停机,同时报警。 5.7 设备规范
5.7.1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
图5.1金风1500kW系列风力发电机组主要零部件
5.7.1.1叶轮:叶轮由叶片、轮毂和变桨系统三部分组成(见图5.1)。
5.7.1.1.1叶片:本机组装有3只带主动变桨机构的叶片,叶片材料为玻璃纤维增强树脂。叶片配备雷电保护系统。当遭遇雷击时,通过间隙放电将叶片上的雷电经塔架导入接地系统。
5.7.1.1.2 轮毂:轮毂采用球形结构,该结构铸造性好。轮毂材料为QT400-18AL,强度较高。
5.7.1.1.3 变桨系统(见图5.2)使叶片绕其中心轴转动。它既能控制输出功率还能使风机降速。当风速超过额定风速时,通过调整叶片的桨距角,风机的输出功率可以限制在1500kW,从而防止发电机和逆变系统过载。运行控制系统可连续记录风机的输出功率和叶片的桨距角,同时根据风速相应的调整桨距角,结合变速控制,可以实现1500kW功率的恒定输出。3个独立的变桨系统也是风机的刹车系统。该系统将叶片调整到顺桨(90°)的位置,可减少叶轮的转距。变桨后,风机的转速下降直到风机停机。
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1.齿形带 2.变桨盘 3.叶片 4.变桨驱动 5.电容和控制系统
图5.2 变桨系统
5.7.1.5发电机:其功能是将叶轮传递来的机械能转换成电能,金风1500kW系列发电机是
永磁多级同步发电机,由叶轮直接驱动,其结构设计中没有齿轮箱。 5.7.1.5.1发电机由定子、转子、定子主轴、转动轴及其他附件构成。
5.7.1.5.2发电机定子由定子支架、铁芯和绕组以及其它附件组成。定子支架是焊接结构,通过定子主轴固定在底座上,它是铁芯叠片和3相绕组的支撑部件。其冷却系统是自然风冷式的,冷空气通过风道直接吹到叠片上。如果风速增加,风机的输出功率也随之增加 ,内部损耗使温度升高。同时,风道内冷空气的流速也会增加,这样,冷却效果就比较好。采用这种自调节系统,就可以不用风扇冷却系统。 5.7.1.5.3发电机转子由转子支架和永磁磁极组成。
5.7.1.5.4发电机转子支架是焊接结构,它是一个外转子,发电机转子通过螺栓固定在转动轴上,转动轴直接与轮毂连接并由叶轮驱动。永磁材料粘贴在转子支架内壁上,由其建立磁场。
5.7.1.5.5 发电机底座传递所有的影响叶轮、发电机或塔架的静态和动态载荷。底座通过偏航轴承与塔架连接,这样机舱在偏航机构的驱动下使叶轮对准风向,主要的零部件都安装在底座上。维护人员上到塔架上平台,通过爬梯可以进入机舱。机舱内有足够的空间,方便维护人员接触所有的零部件。通过机舱尾部提升机下的盖板孔可以将重物吊进或吊出机舱,开启或关闭吊物孔门时,必须系全身安全带并将安全绳固定在机舱内可靠的位置。 5.7.2 偏航系统
5.7.2.1本机组采用主动偏航对风形式。在机舱外后部有两个互相独立的传感器—风速仪和风向标。当风向变化时,由安装在机舱壳体上部的风向标检测风向,计算机根据风向标采集的数据计算叶轮与风向的偏差,然后启动偏航电机,偏航系统工作,使叶轮对风。对准风向后,偏航刹车制动,使机舱停在对风向的位置。 5.7.2.2该系统具有以下特点
5.7.2.2.1偏航刹车为液压驱动刹车,静止时,10组偏航刹车闸在150bar~160bar压力下将机舱牢固制动;偏航时,刹车仍然保持一定的余压(20bar~30bar的余压),使偏航过程中始终有阻尼存在,保证偏航运动更加平稳,避免可能发生的振动现象。
5.7.2.2.2偏航电机采用大功率低转速的设计方案,选用了力矩特性较软的多极电机驱动,结合风电场的工况,优化机组偏航转速,保证较小的冲击,从而使偏航过程更加平稳;
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5.7.2.2.3位于偏航电机驱动轴上的电磁刹车具有失效保护功能,在出现外部故障(如断电)时,电磁制动系统仍能使机组的偏航系统处于可靠的制动状态。
5.7.2.2.4偏航轴承采用“零游隙”设计的四点接触球轴承,以增加整机的运转平稳性,增强抗冲击载荷能力。
5.7.2.2.5优化设计偏航控制系统,对偏航的路径选择进行智能判断,机组在风速较小的状态下,自行解缆,避免了高风速段偏航解缆造成的发电量损失。
5.7.2..3偏航系统主要包括3个偏航驱动机构、一个经特殊设计的带外齿圈的四点接触球轴承、偏航保护以及一套偏航刹车机构组成。偏航刹车分为两部分,一为与偏航电机轴直接相连的电磁刹车,另一为液压刹车,在偏航刹车时,由液压系统提供约150 bar~160 bar的压力,使与刹车闸液压缸相连的刹车片紧压在刹车盘上,提供制动力。偏航时,液压压力释放但保持20 bar~30 bar的余压,这样,偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩,大大减少风机在偏航过程中的冲击载荷使齿轮破坏。偏航系统见下图(见图5.3):
1.偏航电机 2.偏航减速器 3.偏航轴承 4.偏航刹车盘 5.偏航制动器
图5.3 偏航系统
5.7.3 液压系统
5.7.3.1偏航制动控制回路
5.7.3.1.1液压系统偏航控制回路主要通过提供工作压力和释放压力控制偏航制动器(5)的制动和释放。偏航制动器属于提供制动压力后活塞伸出制动类型,作用在塔顶的刹车盘上,在风机正常运行及机组停机时,制动器处在最大压力下,防止机舱的转动。
5.7.3.1.2在机组偏航对风、偏航侧风时,液压系统将偏航制动器压力释放,但同时保证偏航制动器内留有较小的制动压力存在,使偏航驱动系统在较小阻力下工作,保证机组偏航时整机平稳无冲击,此部分功能通过系统偏航控制回路中换向阀的工作来实现。
5.7.3.1.3当需要解缆时,液压系统将偏航制动器压力完全卸掉,以防止在较长的一段时间内偏航制动器摩擦片不必要的磨损,此部分功能通过系统偏航控制回路中换向阀的工作来实现。
5.7.3.2转子制动控制回路
5.7.3.2.1液压系统转子制动控制回路同样是通过提供工作压力和释放压力控制转子制动器的制动与释放,转子制动器与偏航制动器一样属于提供制动压力后活塞伸出制动类型; 5.7.3.2.2当需要进入轮毂进行维护、检修时,首先使机组顺桨停机,然后对转子进行锁定,转子制动器在对转子锁定过程中起到对转子进行刹车的作用,当转子锁定后,转子制动器
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不再工作。此部分功能通过系统转子制动控制回路中换向阀的工作来实现。 5.7.3.3 液压系统技术参数
5.7.3.3.1 工作电压 400V/50Hz; 5.7.3.3.2 控制电压 24V DC;
5.7.3.3.3工作压力 150bar~160bar; 5.7.3.3.4偏航余压20bar~30bar。
5.7.3.4 液压系统功能元件(见图5.4、图5.5、图5.6)
1.蓄能器 2.偏航余压阀 3.压力表 4.空气过滤器 5.手阀 6.手阀 7.手阀 8.油位计 9.手动泵 10.放油球阀 11.压力继电器 12.电磁阀 13.安全阀 14.电磁阀 图5.4 液压系统功能元件
15.电磁换向阀16.手阀 图5.5 液压系统功能元件 5.7.3.4.1压力继电器用来监测液压站的系统压力。当系统压力降低到设定值约150bar时,
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17.污染指示器 图5.6 液压系统功能元件
压力继电器发讯给控制器,控制器发出指令液压泵开始工作建压,直到系统的压力达到系统最高压力设定值160bar时,压力继电器发讯给控制器发出指令,液压泵停止工作。压力继电器输出为开关信号。最高压力设定值可通过旋动头部螺栓调整,顺时针旋转压力设定值增大,逆时针旋转压力设定值减小。 压力表实时显示系统压力值。 5.7.3.4.2液压站设有1个蓄能器,它有以下功能
a) 对液压泵间歇工作时产生的压力进行能量存贮; b) 在液压泵损坏时做紧急动力源; c) 泄漏损失的压力补偿;
d) 缓冲周期性的冲击和振荡;
e) 补偿温度和压力变化时所需的容量。 5.7.4 风机监控系统 5.7.4.1 48V通信电源 序号 名称 单位 型号、规格 交流输入馈线空开 380V 60A 2个 交流输出馈线空开 220V 20A 10个 防雷模块等级D级,3只 高压开关电源模块30A 3个 监控模块1个 电池:100AH/48V 单位 套 台 单位 台 台 数量 1 交流配电屏 套 1 2 3 序号 1 2 序号 1 2
高频开关电源 电池屏 名称 SDH设备 PCM设备 名称 调度主机 维护终端 套 面 1 1 数量 1 1 数量 1 1 5.7.4.2 光传输设备 型号 SDH622Mbit/s 型号 酷睿双核,主频2.8GHz 17寸液晶显示器 5.7.4.3 数字程控调度机 5.7.5风机名称及编号 风机名称 1号风机 2号风机 ?? 15号风机 16号风机 17号风机 17号风机 ?? 32号风机 33号风机 风机编号 A101 A102 ?? A115 A116 A217 A218 ?? A232 A233 5.7.6风机分布图(见附录三) 20