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　　1、现代化的风力发电，已不仅仅一台风力机和一台发电机的简略组合，而是一个高现代化的风力发电，已不仅仅一台风力机和一台发电机的简略组合，而是一个高 度集成了空气动力学、机械学、电机学、电力电子学、微电子学、计算机科学以度集成了空气动力学、机械学、电机学、电力电子学、微电子学、计算机科学以 及电力体系分析、继电维护技能、先进操控技能和数据通讯等各方面常识为一体及电力体系分析、继电维护技能、先进操控技能和数据通讯等各方面常识为一体 的杂乱的机电能量转化体系。的杂乱的机电能量转化体系。 风力机分类 一、旋转主轴方向（即主轴与地上相对方位） 水平轴风力机水平轴风力机 垂直轴风力机垂直轴风力机 二、桨叶受力方

　　2、式 升力型风力机升力型风力机 阻力型风力机阻力型风力机 三、风机接受风的方向 优势向优势向 劣势向劣势向 水平轴风力机随风轮与塔架相对方位的不同而有优势向与劣势向 之分；风轮在塔架的前面顶风旋转, 叫做优势向风力机。风轮设备在 塔架的劣势方位的, 则称为劣势向风力机。优势向风力机必须有某种 调向设备来坚持风轮顶风。而劣势向风力机则能够主动对准风向, 从 而免除了调向设备。但关于劣势向风力机, 因为一部分空气经过塔架 后再吹向风轮, 这样, 塔架就搅扰了流过叶片的气流而构成所谓塔影效 应, 使功用有所下降。 四、叶片数量 单叶片单叶片 双叶片双叶片 三叶片三叶片 多叶片多叶片 风力机的分类 叶片

　　3、的数量由许多要素决议，其间包括空气动力功率、杂乱度、本钱、噪音、 美学要求等等。大型风力发电机可由1、2或许3片叶片构成。叶片较少的风力 发电机一般需求更高的转速以提取风中的能量，因而噪音比较大。而假如叶 片太多，它们之间会相互效果而下降体系功率。现在3叶片风电机是干流，从 美学视点上看，3叶片的风电机看上去较为平衡和漂亮。 五、功率传递的机械衔接方法 有齿轮箱型风机有齿轮箱型风机 直驱型风机直驱型风机 有齿轮箱风机的桨叶经过齿轮箱及其高速轴及万向弹性联轴节将转矩传 递到发电机的传动轴，联轴节具有很好的吸收阻尼和轰动的特性，可吸收矢 量的径向、轴向和必定视点的偏移，而且联轴器可阻挠机械设备的过

　　4、载。 而直驱型风机选用了多项先进技能，桨叶的转矩能够不经过齿轮箱增速而 直接传递到发电机的传动轴，使风机宣布的电能相同能并网输出。 六、按桨叶接纳风能的功率调理方法 定桨距（失速型）机组定桨距（失速型）机组 变桨距机组变桨距机组 风力机的分类 定桨距机组桨叶与轮毂的衔接是固定的，当风速改动时，桨叶的顶风视点不 能随之改动，该机组结构简略、功用牢靠，在20年来的风能开发中一向占主 导方位；而变桨距机组叶片能够绕叶片中心轴旋转，使叶片攻角可在必定范 围内（一般090度）调理改动，其功用相对进步许多，但结构也趋于杂乱。 七、依照叶轮转速是否安稳 恒速风力发电机组恒速风力发电机组 变速风力发电机变速风

　　5、力发电机 组组 恒速风力发电机组规划简略牢靠，造价低，维护量少，直接并网；缺陷 是气动功率低，结构载荷高，给电网形成电网动摇，从电网吸收无功功率。 而变速风力发电机组气动功率高，机械应力小，功率动摇小，本钱功率高， 支撑结构轻。缺陷是功率对电压降灵敏，电气设备的价格较高，维护量大。 常用于大容量机型。 八、按发电机类型 异步发电机型异步发电机型 同步发电机型同步发电机型 绕线式双馈异步发电机转子为绕线型。定子与电网直接衔接运送电 能，一起绕线式转子也经过变频器操控向电网运送有功或无功功率。 变速恒频机理 从上式可知，当发电机转速改动时， 可经过调理转子励磁电流频率坚持 定子输出电能频率安稳，这

　　6、是变速 恒频作业的原理。当发电机亚同步 作业时，转子绕组相序与定子相同； 当发电机超同步作业时，转子绕组 相序与定子相反；当发电机同步速 作业时，转子进行直流励磁。 图中分别为DIFG定、转子电流的 频率，为定子磁场的转速，即同步 转速，为转子磁场相关于转子的转 速，为DFIG转子的电转速。由电 机学的常识可知，DFIG 安稳作业 时，定、转子旋转磁场相对停止， 即 风电机组全体解决计划 风电机组叶片制作工艺 适于风电机组作业的环境条件 用于北方区域的低温型风机用于北方区域的低温型风机: : 待机环境温度规模:-40 +50 作业环境温度规模:-30 +40 (至海拔 1250 m) -30

　　7、+35 (海拔 1250 至 1500 m) 海拔高度: 10001500 m 地震危险:有 结冰危险:有 沙尘暴危险:有 均匀湿度:70 % 用于南边区域的常温型风机用于南边区域的常温型风机: : 待机环境温度规模:-20 +50 作业环境温度规模:-10 +40 均匀环境温度: 20C 均匀湿度:82 % 兆瓦风机首要零部件阐明 1叶片 2变桨体系 3轮毂 4发电机转子 5发电机定子 6偏航体系 7测风体系 8辅佐提升机 9顶舱操控柜 10底座 11机舱罩 12塔架 风机塔筒 第三塔架 第二塔架 榜首塔架 风机轮毂及变桨体系 风机传动链 传动链特色：传动链特色： 双轴承支撑的锻压主轴、三级

　　8、增速齿轮箱、双馈式异步发电机。 齿轮箱不承当转子分量和推力，只承当扭矩(齿轮箱悬挂在传动轴上) ，可 靠性大大进步。 发电机的独立壳体设备在主体结构上。 发电机壳体不接受转子负载。 转子负载不对齿轮箱发生冲击。 机舱布局宽阔，检修、维护便利。 风机主轴 资料资料:42CrMo4+QT (常温常温) 34CrNiMo6+QT (低温低温) 分量分量:8040 kg 风机齿轮箱 类型类型 三级齿轮箱三级齿轮箱(2级行星齿轮级行星齿轮 和和1级直齿轮级直齿轮) 额定功率时功率额定功率时功率 0.965 额定功率额定功率 (输入输入) 1663 kW 额定转矩额定转矩 (输入）输入） 912.5 kN

　　9、m 齿轮箱传动比齿轮箱传动比 100.74/100.48 风轮转速规模风轮转速规模(正常作业正常作业) 9.7 19.5 rpm 风轮额定转速风轮额定转速 17.4 rpm 极限载荷时的最大转速极限载荷时的最大转速 24.3 rpm (A1-DLC1.6c2-1) 主轴倾角主轴倾角 5 风轮旋转方向风轮旋转方向 (从主轴侧看从主轴侧看) 右右 高速轴制动器 风力发电机的主制动器是空气动力 制动器，机械制动器为第二制动系 统； NHCE-900盘式制动器为主动式、 自定位盘式制动器，也便是经过液 压油的压力来制动的。 高速轴制动器（高速轴制动器（antec） 高速轴联轴器 联轴器功用：联轴器功用

　　10、： 衔接齿轮箱输出轴与发电机轴； 补偿两平行性差错和视点差错； 转矩约束； 避免寄生电流经过联轴器从发电机 转子流向齿轮箱； 风机变频器 专为双馈式风力发电机规划的。功用：经过操控转子对发电机激磁， 在指定的规模内将发电机与电网同步，并网/脱网操作；发生所需求的 转矩/功率；发生所需求的无功功率。 Crowbar用来在电网呈现异常状况时避免呈现低电压，经过发生容性 无功功率来支撑电网作业。Crowbar能够依据电网电压对转子侧变流 器的影响注册或关断，确保传动单元在电网电压快速改动时能正常工 作。 变频器能够操控风力发电机组机的功率因数，沉着性0.9 到 1.0 再到 理性0.9，能够依据用户

　　11、的要求在0.9规模内进行恣意功率因数的设 定。 变频器首要组成有：并网开关、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。 变频器的结构规划为IP54 的防水型空冷柜体。柜体结构中带有电气 加热操控部分，能够确保在很冷的环境下进行安全的发动程序。 设备地海拔高度 0 到4000 米，超越1000 米时需降容运用。海拔高度 在1000-2000 米之内，每升高100 米，降容1%。 发电机 原理 双馈异步发电机 额定功率 1550 kW 额定转矩 (发电机输入) 8.46 kNm 最大过载转矩 (由过载安全耦合约束) 13.49 kNm 速度规模 1

　　12、000 rpm -2016 rpm 最大机械转速 2450 rpm 当发电机与电网相连时，最大转速 2050 rpm 额定功率下发电机的功率 96.6 % 发电机 风机偏航体系 偏航体系的首要效果有两个：其一是与风力发电机组的操控体系般配 合，调理整个机舱的对风向方位，依据风速仪和风标仪的传感检测， 主动使风轮对准风向，以进步风力发电机组的发电功率；其二是供给 必要的紧闭力矩，以确保风力发电机组的安全作业。 偏航电机下面有一个小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮叫偏航轴承，由偏 航电机驱动。偏航轴承承载机组中首要部件的分量，并传递气动推力 到塔架，轴承中含有齿圈，偏航驱动组织中的小齿轮与之啮合。明阳 1

　　13、.5MW 风力发电机组的偏航体系选用内齿方法。 驱动设备由驱动电动机、减速器、传动齿轮、齿轮空隙调整组织等组 成。偏航驱动设备要求起动平稳，转速均无振动现象。在风力发电中， 叶轮应该总是处在对风状况，以便于风轮最大程度的吸收风能。偏航 电机就起滚动机舱使叶轮对风的效果。 运用齿轮驱动偏航体系，为避免因振动的风向改动而引起偏航齿轮产 生交变载荷，选用偏航制动器来吸收细小自在偏转振动，避免偏航齿 轮的交变应力引起轮齿过早损坏。 偏航体系 序序 号号 称号称号 数数 量量 单重（单重（Kg)Kg) 总重（总重（Kg)Kg) 1 偏航编码器装 配 13.093.09 2偏航编码齿轮10.270.27

　　14、3 偏航编码器支 架 12.412.41 4偏航制动盘11617.711617.71 5制动器支座11768.181768.18 6偏航驱动45502200 7偏航轴承114161416 8偏航制动器1275900 系 统 偏航体系5MF.201.001 A8211.72 偏航制动器 1.5MW机组偏航体系一般采 用810组偏航制动器，每 组制动器由上、下两个闸 体组成；刹车夹为液压卡 钳方法，在偏航刹车时， 由液压体系供给140- 160bar之间的压力，使刹 车片紧压在刹车盘上，提 供制动力；偏航时坚持 45bar的余压，发生必定 的阻尼力矩，使偏航作业 愈加平稳，削减机组的振 动。 风机

　　15、液压体系 1.5兆瓦机组兆瓦机组HYDAC液压站首要参数液压站首要参数： 作业介质：Esso Univis HVI 26 油箱容积：12L 电机功率：0.75 KW 电机频率：400 V 电机转速：1450 RPM 泵出口流量：1.6 L/min 作业压力：160 bar左右 1.5MW风机液压站体系有两个主操控回 路：转子制动回路和偏航刹车回路。系 统正常作业压力规模在140-160bar之间， 体系压力由电机泵组（序号90、60）作 为动力单元供给，并由压力传感器来加 以准确显现，动力源的断合运用压力传 感器和电气联动操控来完结。 1.5MW风机安全与操控计划 基本概念基本概念 正常作业准

　　16、备作业发动 转矩操控 主动偏航 变桨动作 自检测 变桨操控 监测/监督 毛病处理 服务/修理 无毛病状况下无毛病状况下 电气安全维护 发电机外部定子接线箱上部装有发电机防雷箱，能够维护 发电机免遭雷击。定子绕组和前后轴承等处的温度经过 PT100温度传感器被接连地监控。 电气设备维护设备还包括： 1)衔接到电网的具有过载、短路维护的空气开关。 2)发电机定子电路的必要维护。 3)改换电源的维护。 4)在发电机中对谐波电流进行滤波的电抗器。 5)确保与电网电磁兼容的滤波器。 6)IGBT的电子维护。 操控与电气设备 操控体系是用PLC言语开发的一个 软件PLC操控体系。 软件是依据安全和操控原理

　　17、图规划 的。 电缆和额定的软件功用，比方可视 化 和长途拜访软件由明阳风电担任开 发。 操控与电气设备 双馈风力机的操控手法： 经过变频器操控器对逆变电路中功率器材 的操控，能够改动双馈发电机转子励磁电流 的幅值、频率及相位角，到达调理其转速、 有功功率和无功功率的意图，既进步了机组 的功率，又对电网起到稳频、稳压的效果。 变频操控： 为了确保转子转速最优，风轮叶片的角 度经过变桨体系进行调整。可是，视点的调 整是一个十分缓慢的进程，为了补偿转子转 速的快速改动，变频操控单元快速添加或降 低转子磁场的旋转速度，确保发电机取得最 优的滑差。当风速下降时，操控单元从电源 取得电能并添加转子磁场的转

　　18、速，以确保定 子向电网供给固定频率的能量。相同，当风 速不断添加、转子磁场的转速也逐渐添加， 到达超同步转速以上时，转子发生的能量不 仅满意转子自身励磁还有剩下电能运送到电 网。 风电场监控体系 其他操控器 CX1020 数据文件 DB 业主业主 实时数据库 前史数据库 中控室中控室 Internet 数据库服务器 数据文件 数据流 投资商投资商 政府政府 WEB Server 发布到WEB 数据流 数据文件 数据文件 风电场监控体系概述 1就地监控体系：依据倍福操控器和TWINCAT 软件开发的、用于操控单台 风机； 2中心监控体系：设备在中控室内，以闭环光纤网络，牢靠衔接一切风机； 1)

　　19、依据TCP/IP 协议的以太网络： 支撑一切现有的TCP/IP 网络部件，所需部件能够在任何地方买到； 没有专利一切权的约束；便于其他供货商的体系接入； 对现有带宽能够进行优化； 2）闭环网络：进步了网络牢靠性；在单个节点毛病状况下，体系依然 能够正常作业。 3）便利扩展：能够经过添加服务器来会集办理多组风机，； 3长途监控体系：设备在远方调度室内，选用支撑JAVA 程序的网络浏览器； 1）用户无需购买任何额定软件或许可证； 2）可依据需求，自在装备长途网络的接入方法； 风电场网络结构 信息服务层网络把每台风机操控器衔接到中控室机房，为中控室监控体系与 每台风机之间树立通讯通道。 信息服务层网

　　20、络的网络拓扑结构为：链形闭环网络；选用依据光纤以太网 的TCP/IP 协议，速度为100M； 风机雷电维护 变桨体系防雷办法：变桨体系防雷办法： 变桨体系及变桨电机依照LPZ2防雷等级规划，为了 避免变桨体系及操控箱遭受电磁搅扰，一切输入接地电缆 和屏蔽层在进入操控箱内直接和接地端子条衔接。 机舱操控器与轮毂变桨体系操控箱之间的一切电缆都 有屏蔽，屏蔽设备与接地端子条和滑环外壳相连。 在变桨操控电路中对输入和输出信号选用浪涌维护装 置进行维护。 测风杆防雷办法：测风杆防雷办法： 风速计与风标支架作为避雷针来制作。从该避雷针底 部，一根50mm2的单股铜线将雷电电流以最短的线路直 接传导至左主梁

　　21、。 风机雷电维护 电控体系、变频器防雷办法：电控体系、变频器防雷办法： 电控体系依照LPZ2防雷等级规划，为了避免电控系 统及操控箱遭受电磁搅扰，一切输入接地电缆和屏蔽层在 进入操控箱内直接和接地端子条衔接。 机舱操控器与塔筒操控箱之间的一切电缆都有进行屏 蔽。屏蔽设备与接地端子条相连。在操控电路中对输入和 输出信号选用浪涌维护设备进行维护。 塔架防雷办法：塔架防雷办法： 塔架的每个法兰部分相互之间至少有三点由50mm2的 接地铜电缆进行衔接。 总接地设备经过它内部的一条扁钢引出根底。该扁钢 标准为506mm，与主接地母线相连。 机组安全体系的功用简述 安全体系也叫做安全链，它是独立于计算机系

　　22、统的软硬件保 护办法。选用反逻辑规划，将可能对风力机组形成严峻损 害的毛病节点串联成一个回路：紧迫停机按钮（塔底主控 制柜）、发电机过速模块1和2、扭缆开关、来自变桨体系 安全链的信号、紧迫停机按钮（机舱操控柜）、振动开关、 PLC过速信号、到变桨体系的安全链信号、总线OK信号。 一旦其间一个节点动作，将引起整条回路断电，机组进入 紧迫停机进程，并使主控体系和变流体系处于闭锁状况。 假如毛病节点得不到康复，整个机组的正常的作业操作都 不能完结。一起，安全链也是整个机组的最终一道维护， 它处于机组的软件维护之后。安全体系由契合国际标准的 逻辑操控模块和硬件开关节点组成，它的施行使机组愈加 安全可

　　23、靠。 机组安全体系的结构 安全体系程序功用块的描绘 “与”的联络，类似于乘 法的概念，输入都是1 时，输出是1；只需有 1个输入为0，输出就 为0。 AND功用块 风机水冷体系作业原理 当温度到达设定温度时，电动三通阀开端敞开，若温度持续升高，电动 三通阀不断敞开直至悉数注册，冷却液悉数经过散热器进行散热，同 时两个散热扇轮番替换进行作业强制散热。 风机电控体系的操作 机舱操控柜上的按钮机舱操控柜上的按钮 紧迫停机按钮（紧迫停机按钮（emergency stop） 呈现特殊状况时，拍下紧迫停机按钮；此按钮按下后 安全链断开,机组在作业状况下将履行紧迫停机。 复位按钮（复位按钮（reset） 按

　　24、下该按钮后，体系的安全链康复，铲除毛病反应信 号。与塔底操控柜的复位按钮功用相同。 停机按钮（停机按钮（stop） 手动停机。按下后体系履行正常停机进程。与塔底控 制柜的停机按钮功用相同。 风机首要信息页面 此页面包括： 惯例数据、累 计量、风机控 制功用、机组 基本信息、自 发动及纽缆状 态。 经过就地调试 与操控按钮可 以在风机操控 中对机组进行 复位、发动、 停机等简略的 操控。 变速变桨变速变桨功率曲线 11965 121200 131200 141200 151200 161200 1712

　　25、00 181200 191200 201200 211200 221200 231200 241200 251200 主控体系的功用 主操控体系是机组牢靠作业的中心，首要完结数据收集及输入、输出信号处理； 逻辑功用断定；对外围履行组织宣布操控指令；与机舱柜通讯，接纳机舱信 号，并依据实时状况进行判别宣布偏航或液压站的作业信号；与三个独立的 变桨柜通讯，接纳三个变桨柜的信号，并对变桨体系发送实时操控信号操控 变桨动作；对变流体系进行实时的检测，依据不同的风况对变流体系输出扭 矩要求，使风机的发电功率坚持最佳；与中心监控体系通讯、传递信息。控 制包括机组主动发动，变流器并网，首要零部件除湿加热，机

　　26、舱主动盯梢风 向，液压体系开停，散热器开停，机舱扭缆和主动解缆，电容补偿和电容滤 波投切以及低于切入风速时主动停机。 为人类贡献白云蓝天，给未来留下更多资源。 谢谢我们！ 现代化的风力发电，已不仅仅一台风力机和一台发电机的简略组合，而是一个高现代化的风力发电，已不仅仅一台风力机和一台发电机的简略组合，而是一个高 度集成了空气动力学、机械学、电机学、电力电子学、微电子学、计算机科学以度集成了空气动力学、机械学、电机学、电力电子学、微电子学、计算机科学以 及电力体系分析、继电维护技能、先进操控技能和数据通讯等各方面常识为一体及电力体系分析、继电维护技能、先进操控技能和数据通讯等各方面常识为一体 的

　　27、杂乱的机电能量转化体系。的杂乱的机电能量转化体系。 风机偏航体系 偏航体系的首要效果有两个：其一是与风力发电机组的操控体系般配 合，调理整个机舱的对风向方位，依据风速仪和风标仪的传感检测， 主动使风轮对准风向，以进步风力发电机组的发电功率；其二是供给 必要的紧闭力矩，以确保风力发电机组的安全作业。 偏航电机下面有一个小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮叫偏航轴承，由偏 航电机驱动。偏航轴承承载机组中首要部件的分量，并传递气动推力 到塔架，轴承中含有齿圈，偏航驱动组织中的小齿轮与之啮合。明阳 1.5MW 风力发电机组的偏航体系选用内齿方法。 驱动设备由驱动电动机、减速器、传动齿轮、齿轮空隙调整组织等组 成

　　28、。偏航驱动设备要求起动平稳，转速均无振动现象。在风力发电中， 叶轮应该总是处在对风状况，以便于风轮最大程度的吸收风能。偏航 电机就起滚动机舱使叶轮对风的效果。 运用齿轮驱动偏航体系，为避免因振动的风向改动而引起偏航齿轮产 生交变载荷，选用偏航制动器来吸收细小自在偏转振动，避免偏航齿 轮的交变应力引起轮齿过早损坏。 偏航制动器 1.5MW机组偏航体系一般采 用810组偏航制动器，每 组制动器由上、下两个闸 体组成；刹车夹为液压卡 钳方法，在偏航刹车时， 由液压体系供给140- 160bar之间的压力，使刹 车片紧压在刹车盘上，提 供制动力；偏航时坚持 45bar的余压，发生必定 的阻尼力矩，使偏

　　29、航作业 愈加平稳，削减机组的振 动。 电气安全维护 发电机外部定子接线箱上部装有发电机防雷箱，能够维护 发电机免遭雷击。定子绕组和前后轴承等处的温度经过 PT100温度传感器被接连地监控。 电气设备维护设备还包括： 1)衔接到电网的具有过载、短路维护的空气开关。 2)发电机定子电路的必要维护。 3)改换电源的维护。 4)在发电机中对谐波电流进行滤波的电抗器。 5)确保与电网电磁兼容的滤波器。 6)IGBT的电子维护。 操控与电气设备 操控体系是用PLC言语开发的一个 软件PLC操控体系。 软件是依据安全和操控原理图规划 的。 电缆和额定的软件功用，比方可视 化 和长途拜访软件由明阳风电担任开

　　30、发。 机组安全体系的结构 风机水冷体系作业原理 当温度到达设定温度时，电动三通阀开端敞开，若温度持续升高，电动 三通阀不断敞开直至悉数注册，冷却液悉数经过散热器进行散热，同 时两个散热扇轮番替换进行作业强制散热。 主控体系的功用 主操控体系是机组牢靠作业的中心，首要完结数据收集及输入、输出信号处理； 逻辑功用断定；对外围履行组织宣布操控指令；与机舱柜通讯，接纳机舱信 号，并依据实时状况进行判别宣布偏航或液压站的作业信号；与三个独立的 变桨柜通讯，接纳三个变桨柜的信号，并对变桨体系发送实时操控信号操控 变桨动作；对变流体系进行实时的检测，依据不同的风况对变流体系输出扭 矩要求，使风机的发电功率坚持最佳；与中心监控体系通讯、传递信息。控 制包括机组主动发动，变流器并网，首要零部件除湿加热，机舱主动盯梢风 向，液压体系开停，散热器开停，机舱扭缆和主动解缆，电容补偿和电容滤 波投切以及低于切入风速时主动停机。

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