华锐风机技术课件.ppt

1、CONTENTS目 录电控部分主要由以下几个方面组成：Training 1500 ControlTraining 1500 YawTraining 1500 Brake Training 1500 OilTraining 1500 WaterTraining 1500 ConverterTraining 1500 pitchTraining 1500 BatteryTraining 1500 Safety ChainTraining 1500 Other 控制系统主要分为三部分：控制面板 远程WPM远程WPM软件的操作方法和现场的控制面板基本一致，建议在掌握控制面板的使用方法后，再学习WPM软

2、件的使用 Control Control通讯回路 Control控制面板 优点 只有一个接口位于控制柜NCC310柜门连接到PLC位于控制柜TBC100柜门连接到塔基主PLC 不需要额外的操作软件 简单、使用、可靠 Control控制面板 可以操作的对象：风机的启动、停止 变桨的启动、停止 刹车的启动、停止 变频器的相关操作 偏航的操作 油冷系统的操作 水冷系统的操作 加热系统的操作 Control控制面板 可以查看的参数信息 风机所处的状态 例如：运行、停机、故障 查看即时的故障信息 例如：故障代码、简单描述 各个设备的即时参数 例如：温度、电压、角度 各个设备所处的状态 例如：启动、停止

3、信息的记录 例如：发电量、发电时间、耗电量 Control控制面板 登陆操作面板，先按“登陆”按钮，然后在数字小键盘处输入密码0-8-1-5。机舱面板操作的优先级要比塔基面板操作的优先级高，因此当登陆机舱面板操 作时，在塔基则不能登陆。退出登陆时，先按“登陆”按钮，然后按方向导航键中的确定按钮 ControlWPM 远程的WPM操作有Server、Local组成 Server用于整个风场的管理 Local用于单个风机的管理 其操作方法和使用控制面板基本一致 ControlWPM 主程序界面风机状态风机状态风机状态风机状态不在线状态不在线状态故障状态故障状态查看某台风机的详细信息单击主界面内某台

4、风机即可某台风机主界面某台风机主界面命令栏详细信息实时数据实时数据轮毂轮毂温度温度变频器变频器电网电网偏航控制偏航控制综合服务综合服务变频器的服务变频器的服务变压器变压器历史数据主界面历史数据主界面历史数据-故障 历史数据-日计数器历史数据-十分钟记录历史数据-功率曲线 主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成：Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch T

5、raining 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other 偏航 偏航系统偏航系统的功能是什么?-在安装时配合叶轮吊装-调整机舱方向，最大限度的吸收风能组成-风速风向仪-偏航变频器-偏航电机-旋转编码器 风速风向仪 工作概况 工作原理 工作概况 SL1500风力发电机组目前使用的是超声波风速风向测试仪。风速仪可以测量风速、风向、和外界温度。通过防雷模块、串行通讯数据线传给PLC。通过对风向的测试，确定风力发电机组与正风向之间的夹角。通过对风速的检测，从而限制风力发电机组的工作状态 工作概况 风速 范围065m/s 风向

6、 范围0360 温度 范围-40+70C 加热功能 风速风向仪 工作概况 工作原理 工作原理 工作原理风速和风向的测量测量结果处理为瞬时风速、5min的平均风速 工作原理安装位置、温度测量安装位置、温度测量3:57:1942偏航系统的功能是什么?-在安装时配合叶轮吊装-调整机舱方向，最大限度的吸收风能组成-风速风向仪-偏航变频器-偏航电机-旋转编码器 偏航系统3:57:1943 偏航变频器 偏航变频器与PLC连接，PLC通过CAN总线与偏航变频器通讯。偏航变频器内部有独立的程序。PLC内对偏航变频器有设置程序。偏航变频器需要380VAC，经过PLC的程序要求，控制偏航电机动作。3:57:194

7、4 偏航用变频器为开环系统。硬件上，偏航用变频器采用了一拖多的控制拓扑结构：即一台变频器控制四台电机。软件上，偏航用变频器采用开环控制，由PLC接受凸轮的位置反馈信号，并向变频器发出速度控制指令、启动时间等信息，从而调节了偏航角度。偏航变频器3:57:1945 偏航变频器偏航变频器存在以下两种操作模式：PLC模式偏航变频器在PLC模式下工作，由PLC经过CANopen将相关频率和启动/停止命令传送给偏航变频器。命令信号也决定了偏航的方向。手动模式手动模式通过连接手动控制盒连接完成。在手动模式下，偏航变频器通过手动操作盒上的两个按钮控制。输入信号F（手动偏航）：向左偏航输入信号R（手动偏航）：向

8、右偏航3:57:1946 手动偏航 利用三相380V交流电源和手动控制盒即可实现。3:57:1947偏航系统的功能是什么?-在安装时配合叶轮吊装-调整机舱方向，最大限度的吸收风能组成-风速风向仪-偏航变频器-偏航电机-旋转编码器 偏航系统3:57:1948偏航电机 偏航电机的额定工作电压是380VAC，额定功率2.2kW 偏航电机通过偏航齿轮箱与偏航大齿圈咬合。偏航电机有温度控制开关保护电机在正常温度范围内工作。3:57:1949 偏航电机 刹车反馈 温度控制开关3:57:1950偏航系统的功能是什么?-在安装时配合叶轮吊装-调整机舱方向，最大限度的吸收风能组成-风速风向仪-偏航变频器-偏航电

9、机-旋转编码器 偏航系统3:57:1951 旋转编码器旋转编码器主要执行两个任务第一，检测机舱偏航超出工作位置。第二，计算偏航旋转角度。3:57:1952偏航系统的功能是什么?-在安装时配合叶轮吊装-调整机舱方向，最大限度的吸收风能组成-风速风向仪-偏航变频器-偏航电机-旋转编码器工作情况-偏航变频器与PLC连接，控制偏航电机的动作-四个偏航电机统一协调工作，达到偏航目的-偏航计数器对偏航角度进行计算，反馈报警信号-左右方向偏航极限限制报警 偏航系统3:57:1953 主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成：Training 1500 Control Training 1500 Yaw Tr

10、aining 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other3:57:1954 Brake3:57:1955为什么我们需要制动器?应用于以下情况：-过速-紧急停机-风机进行维护时-为了锁上叶轮锁Brake主要功能3:57:1956Brake传感器 刹车压力传感器 刹车调整传感器 刹车打开反馈 刹车调整反馈 刹车警告传感器

11、刹车片磨损报警3:57:1957Brake3:57:1958 主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成：Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other3:57:1959Oil Cooling3:57:1960Oil原则油冷的目

12、的是什么油冷的目的是什么?-为齿轮箱润滑为齿轮箱润滑-冷却齿轮油冷却齿轮油组成组成-齿轮箱齿轮箱-油冷泵、过滤器、温度传感器油冷泵、过滤器、温度传感器-油冷风扇油冷风扇工作情况工作情况-到齿轮箱的润滑和冷却系统分两套回路到齿轮箱的润滑和冷却系统分两套回路-由参数的设定而决定油路由参数的设定而决定油路3:57:2061Oil Pictures3:57:2062Oil Pictures3:57:2063Oil Pictures3:57:2064主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成：Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Bra

13、ke Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other3:57:2065 Water3:57:2066 Water 为什么要有水冷系统？对发电机、变频器、机柜进行冷却。组成 水泵、温度感应模块 没有风扇的冷却器 没有过滤器 传感器：冷水温度、热水温度、水压力 状况 温度感应模块在软件中不起作用3:57:20673:57:2068水管分布3:57:

14、2069主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成：Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other3:57:2070Converter3:57:2071SL1500中变频器功能介绍 变频器具有以下特点：系统元件按20年使用寿命设

15、计。系统可在恒定的转矩下工作，突变转矩和作用在机械部件上的合力被有效地减到最小，因此使用寿命更长。变频器可以通过控制柜上的按钮、PC机或者自动控制系统来操作。紧凑、体积小。功率变频器内部通过位于柜侧的空气水换热器进行冷却。此外在功率变频器内有一套专门冷却功率半导体的空气水换热器。有效散热、防止变频器温度过高，保护器件和系统。3:57:2072SL1500中变频器功能介绍 发电机用变频器。硬件上，发电机用变频器为IGBT整流变频器，SVPWM(空间矢量脉宽调制)技术。3:57:2073SL1500中变频器功能介绍 功率变频器 发电机力矩控制 功率因数调节 发电机同步 速度监视 Crowbar触发

16、 控制DC母线 预充电 线路滤波同步处理 电网监视3:57:2074 变速恒频发电机组具有以下优点：双馈异步发电机只处理转差能量就可以控制电机的力矩和无功功率，变频器的最大容量仅为总机组容量的1/3左右,降低了变频器的造价。在最大输出功率时，转子和定子共发出1.5MW的电能。降低控制系统成本、减少系统损耗，提高效率。功率因数可调，发电机组具有无功功率控制能力，功率因数可恒为1。根据需要，在额定电压下，功率因数在容性0.95，感性0.95可调。低风速时能够根据风速变化，在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能；高风速时储存或释放风能量，提高传动系统的柔性，使功率输出更加平稳。先进的双PWM变频器，

17、实现四象限运行。变速恒频技术大幅延长了核心部件的使用寿命，同时显著提高发电量。安装位置 通过联轴器与齿轮箱高速端相连。从驱动端往发电机看控制柜位于右侧。叶片吸收风能中的动能，将其转化为机械能传给齿轮箱。发电机将齿轮箱传输到发电机主轴的机械能转化为电能，通过发电机定子、转子传送给电网。发电机分为同步发电机（传统发电机模式）和异步发电机。传统风力发电机组模式效率可达93.2%,而双馈异步发电机模式可达96.4%。3:57:2077传统的发电机能量流图传统的发电机能量流图93.2%电网电网100%变频器变频器发电机发电机4.0%2.8%功率损耗功率损耗 功率损耗功率损耗3:57:2078双馈感应电机

18、能量流图双馈感应电机能量流图77.8%100%19.4%0.8%能量损耗能量损耗变频器变频器18.6%96.4%电网电网2.8%发电机发电机采用双馈异步发电机（采用双馈异步发电机（DFIGDFIG）只在发电机转子侧使用相当于发电机容量只在发电机转子侧使用相当于发电机容量1/31/3的变频器的变频器风机转速随风速变化得到最优控制风机转速随风速变化得到最优控制消除紊流对机器和设备的影响，大幅提高关键部件寿命消除紊流对机器和设备的影响，大幅提高关键部件寿命采用采用IGBTIGBT变频器，可调节发电机输出功率因数变频器，可调节发电机输出功率因数系统损耗小，发电量高系统损耗小，发电量高并网时冲击小，适合

19、弱电网并网时冲击小，适合弱电网GO:光缆光缆 IG:增量编码器增量编码器DFIG:双馈异步发电机双馈异步发电机0.690 V0.17 Hz滤波器滤波器3=690 V50 HzGOPCCPCIG3690 V50 HzDFIG数字数字/模拟模拟输入输入/输出输出CrowBardU/dtFilter控制控制dU/dt 滤波器滤波器Crow BarGO 加热器加热器 为了使风力发电机组在低温环境下正常运行，发电机内置了600W的加热器。在低温启动风机时，首先启动加热器，通过排水孔排出冷凝水。加热器的启停由PLC控制。PT100PT100温度传感器温度传感器 每个定子绕组、轴承都用2个PT100温度传感

20、器来检测和监控温度，防止发电机过热。如果绕组、轴承温度过高，监控系统就发出警报，并降低功率，如果温度过高变频器系统关断。4.4.发电机附件发电机附件 编码器编码器 变频器系统需要实时监测发电机的转速进行控制。编码器是一种精确的测量设备，记录与其相连的设备的角度位置和转速。因而速度检测采用分辨率高、性能稳定、安装方便、抗干扰能力强、体积小、重量轻的增量型编码器。发电机主轴和编码器主轴的连接用R+W,MK1 020/40 XX的弹性联轴器。编码器轴和驱动轴不能用任何的刚性连接。4.4.发电机附件发电机附件 电压：电压：5VDC5VDC；分度分度 ：25002500线线/转转 ；编码器编码器 编码器

21、轴与发电机主轴必须绝缘；编码器轴与发电机主轴必须绝缘；编码器壳体与发电机壳体必须绝缘；编码器壳体与发电机壳体必须绝缘；4.4.发电机附件发电机附件 冷却冷却 双馈异步发电机冷却方式采用水冷的形式。需冷却部位为集电环系统、定转子绕组（通过机壳水冷却管道）。冷却水从集电环的后端入水口进入，经蛇行的水管从集电环后端的出水口流出给机壳上端的入水口，出水口与入水口位于同一轴向位置。冷却管道如图所示：4.4.发电机附件发电机附件 水冷：优点：发电机体积小、结构紧凑，效率高，机舱无需排风扇。缺点：需要冷却液。风冷优点：无需冷却液，温度适应范围广。缺点：体积大，效率低，机舱需要增设排 风孔，影响防护。适应市场

22、及中国风场的多样化需求，正开发多种机型。集电环单元的操作和维护集电环单元的操作和维护 集电环单元是专为风力发电设备的发电机开发的。共4个集电环。其中第4个为接地集电环，以实现轴接地。允许极限值是：最大转速：2400rpm(每分钟转数)最大检验电压：5kv 最大持续电流负荷：500A 最高冷剂温度：50 集电环系统的维护周期为半年，每半年打开盖板和底板，吹静碳粉并把碳刷取出来检查其磨擦面。5.5.运输、贮存及维护运输、贮存及维护 3:57:2187并网过程演示3:57:2188主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成：Training 1500 Control Training 1500 Yaw

23、 Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other3:57:2189Pitch主要功能为什么要有变桨系统？在风速小于目标风速时，通过调整叶片角度，来得到最佳的发电功率。当风速大于目标风速时，变桨系统调节叶片角度，控制风机的速度和功率维持在一个最优的水平。当安全链断开的时候，把叶片转到顺桨位置（安全运行），把

24、风轮当成一个空气动力学的刹车来使用。利用风和叶轮的相互作用，减小摆动从而将机械负载最小化。变桨系统是如何实现的？-PLC发出命令-电气变桨系统，3个由变频器控制的变桨伺服电机间接变速装置。-机舱内的电池系统。3:57:2190轮毂轴承小齿轮避雷装置玻璃钢外壳Pitch3:57:2191结构：变桨制动器轮毂轮毂变桨控制柜变桨限位撞块变桨接近开关缓冲器极限工作位置开关极限工作位置撞块轮毂罩分隔壁导流帽变桨控制原理与功能3:57:2192滑环系统每个叶片一个配备 -变桨机柜 -变桨驱动(齿轮箱,补助马达间接变速 装置,编码器，飞轮单元，刹车)-接近传感器 -工作位置开关 变桨机柜包括 -变桨变频器,

25、刹车断路器,-总开关,230VAC 工组插头 -机柜加热器 -继电器Pitch3:57:2193 与其他类型的风力发电机组相比，减少了元件的数量。刹车系统有完整的空气动力学故障保护。轮毂内没有电池。Pitch3:57:2194Pitch3:57:2195 变桨用变频器为伺服系统。硬件上，变桨用变频器采用了一公共整流，三个变桨变频器通过逆变控制电机。软件上，变桨用变频器采用矢量控制，并进行位置控制，从而对桨叶角度进行快速、准确的调节。Pitch3:57:2196两个独立的刹车系统：电气机械Pitch3:57:2197Pitch电缆的固定3:57:2198主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成：

26、Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other3:57:2199Battery 为什么要电池单元？确保在电网短时间掉电的时候风机可以正常运行 在掉电后，变桨系统可以安全停机 掉电后，为控制系统提供24V电源3:57:21100

27、Battery3:57:22101Battery3:57:22102用途用途-电池通过整流桥连接到普通的直流电源供电单元，确保变桨系统供电不会中断。-风机在自动运行时，首先要检查电池系统是否正常。加热加热-温度传感器在电池柜内，并由PLC控制。当温度在零度以下时，机柜加热启用。-加热控制通过PLC执行。Battery3:57:22103主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成：Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 150

28、0 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other3:57:22104Safety Chain安全链的目的是什么？保护风机GL证书的一部分保护风机的最后一道防线3:57:22105Safety Chain24VDC供电供电,熔丝，急停熔丝，急停发电机超速发电机超速振动开关振动开关看门狗看门狗制动器位置制动器位置工作位置工作位置变桨驱动变桨驱动存储继电器存储继电器轮糓超速轮糓超速三个叶片故障三个叶片故障制动器打开制动器打开制动器关闭制动器关闭3:5

29、7:22106主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成：Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other3:57:22107Others防雷保护3:57:22108 雷击雷击-雷击是一个大气的放电过程。-大气放电的电流路径。-人

30、和物体都有危险。结果结果-沿着放电路径电压下降。-在供应系统中引起暂时的波动过电压。-放电电流的热效应、磁效应和机械效应。Others防雷保护3:57:22109 实现实现 一些导体在闭合的外表面内磁场为零。每个防雷导体到地和闪电的连接都要至少有两条平行的路径。避雷导线越短越好。避雷装置定位要尽可能的与要保护的系统元件接近。保护系统保护系统 所有的金属部分通常都导电。在旋转部件和非旋转部件的能量转化时，会有放电间隙。需要单独的电刷或者电爪。保护轴承。为每一个可能遭受损坏的元件提供雷击保护。Others防雷保护3:57:22110 转换 放电间隙 电刷 如果缺少的话，会怎么样？电气损坏 轴承损坏Others防雷保护3:57:22111接地极接地极 控制配线控制配线（光纤光纤）避雷用接地线电避雷用接地线电机设备接地线机设备接地线回路接地线回路接地线 雷击对策雷击对策（塔体下部接地塔体下部接地）操作盘操作盘Others防雷系统谢谢