明阳风电场培训反馈.pptx

2016-01-28,#,国,家电投,SPIC,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,第二部分：风机整体结构与各部件介绍,第三部分：主控系统、变桨系统、偏航系统,第四部分：风机的日常维护及注意事项,风能,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,作为,风电场主要设备,的,风力发电机组，其功能是将风中的动能转换为机械能，再将机械能转换为电能，输送到电网中,。,机械能,电能,电网,叶轮,发电机,变压器,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,直驱风力发电机结构图,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,1,、轮毂,2,、叶片,3,、主轴锁紧盘,4,、主轴轴承座,5,、齿轮箱风扇,6,、齿轮箱,7,、刹车夹,8,、刹车盘,9,、发电机,10,、测风桅杆,11,、机舱吊机,12,、航空灯,13,、机舱柜,14,、弹性支撑,15,、机座,16,、机舱罩,17,、整流罩,18,、变桨轴承,双馈风机结构图,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,一：部件差异：,发电机,：,目前明阳双馈机组采用双馈式异步发电机，而湘电则采用永磁直驱机组。直驱式发电机由于转数低，且磁极数很多，通常在90极以上，而且体积和重量相比双馈式机组也大很多，对其轴承等转动部件要求极高。,永磁直驱风机的缺点：,材料在震动、冲击、高温情况下容易发生失磁的现象；而且材料中含有铁，在海上强盐雾的情况下防腐问题难以解决；同时，由于永磁材料存在永久的强磁性，无法在现场条件下检修，所以一旦出现问题只有返回厂家才能维修，现场不具有可维护性，给运行带来了很大的隐患。,双馈式异步风电机的优点：,具有技术成熟可靠，成本低，重量轻、易维护等优点，目前国际前几大整机厂商均采用双馈式异步风电机就充分证明了这一技术的上述优点。,变频器,：,永磁直驱风机的缺点：,直驱机组采用的是全功率变频器，容量大，价格昂贵，并且变频器产生谐波大。,双馈式异步风电机的优点：,双馈机组中仅有转差功率经过变频器，充分发挥了双馈发电机以小博大的优点，所以变频器容量小，价格低，并且机组的谐波小。,齿轮箱,：,永磁直驱风机的优缺点：,直驱机组不采用齿轮箱，风轮直接带动发电机转子旋转。省去齿轮箱会减少齿轮箱的机械故障，但风轮与发电机直接连接会增加叶片的冲击载荷，并且将其直接传递到发电机上，增加了发电机出故障的可能性。,双馈式异步风电机的优点：,双馈机组采用齿轮箱将风轮转速升高，提高了发电机的效率，而齿轮箱技术从上世纪90年代起已经发展的非常成熟，其故障率已经非常低。,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,二：运行与维护,日常运行：,从低风速下的运行情况看，直驱式风机没有运行转速下限的限制，而双馈式风机存在着运行转速的下限，所以从原理上来讲直驱式风机的切入风速可以更低。但是，直驱式风机所使用的全功率变频器存在较高的功率损耗的问题，由于全功率变频器的容量是双馈风机中变频器的三倍左右，所以变频器的功率器件和冷却等设备所消耗功率也要大很多。同时，风电机组可以吸收的风能与风速的三次方成正比，所以在低的切入风速的情况下可利用的风能非常有限。综合考虑以上两个方面，在低风速下,双馈式风机和直驱式风机的实际发电功率是旗鼓相当的。,维护方面：,永磁直驱风机的优缺点：,直驱技术由于没有齿轮箱会减少相对应的故障率，但是直驱技术也并非没有短板，发电机散热与机头载荷，就是困扰直驱技术的两大问题。由于直驱机组必须通过空气流过转子和定子之间的间隙来进行冷却空气中含有的带电粒子、灰尘等会在永磁场的作用下附着在永磁体的表面，造成风机磁隙发生变化，从而影响机组性能，由于存在强磁场，附着后的带电粒子和灰尘很难去除。此外，直驱机组虽然省去了齿轮箱却增加了其机头载荷，机身更大，用钢材更多。机头重量过重容易使机舱、轮毂的联合处磨损。而且由于存在强的永磁场，在机组上进行维修几乎不可能，金属工具在机组上也很难运作，一旦发生故障就要将整个机舱运回车间维修，而在海上项目中一旦发生故障则需将整个机舱拆下，拆卸和安装成本可以与整个风电机组造价相比。,双馈式异步风电机的优缺点：,双馈机型可以单独对齿轮箱、发电机等部件单独维修，其维护难度和维护成本要远远低于直驱机型。但是因为机箱内有齿轮箱，轴承座等大体积部件，使得机舱内部空间大打折扣，若齿轮箱磨损严重，维修也是相当麻烦的。,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,两种机型的对比,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,三：原理的不同,在直驱式风力发电系统中，风机叶轮直接驱动多级同步发电机的转子发电，免去齿轮箱这一传统部件。双馈风力发电机组，定子有两套极数不同的绕组，功率绕组直接与电网相连，控制绕组通过双向变流器接电网，采用无刷的磁阻或者笼型转子，无需电刷和集电环。,双馈机组有齿轮箱，但是变流器是部分功率逆变；直驱机组无齿轮箱，是全功率逆变的。直驱电机也分励磁和永磁，永磁理论上效率略高，但技术没有非常成熟。关注效率方面，在低风速区域，直驱风力发电设备具有优势，此优势取决于所用电机的设计、制造水准。需要明确指出，此优势不明显，尤其综合整机年发电量，双馈与直驱机型相差不大，如果相差两个百分点已经属于上等水平。,双馈异步风力发电机组采用的双馈异步恒频技术为国际先进成熟的技术，变流器容量小，采用空冷冷却方式；直驱发电机组采用全功率变流器，在低电压穿越等情况下IGBT模块的可靠性较低，同时全功率变流器通常需采用水冷冷却方式，在实际运行中的很多工况下，水冷系统容易出现故障，易导致变流器IGBT模块烧毁。,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,四：变频器的可靠性,：,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,五：本质属性的不同,直驱风力发电机组采用水平轴、三叶片、上风向、变桨距调节、直接驱动、永磁同步发电机并网的总体设计方案，相对于传统的双馈式异步发电机组其优点如下：,（1）由于传动系统部件的减少，提高了风力发电机组的可靠性；,（2）发电机与电网之间采用全功率变流器，发电机与电网之间的相互影响减小；,（3）机械传动部件的减少降低了风力发电机组的噪音；,（4）可靠性的提高降低了风力发电机组的运行维护成本；,（5）机械传动部件的减少降低了机械损失，提高了整机效率；,（6）可以实现对电网有功、无功功率的灵活控制；,（7）由于减少了部件数量，使整机的生产周期大大缩短。,虽然直接驱动与采用交直交变频器相结合的变速恒频方式有一定的优势，但这种结构方式也有其缺点，缺点如下：,（1）采用的多极低速永磁同步发电机，电机直径大，成本高。由于运输问题，电机的直径不能超过4m，随着机组容量的增大，给电机设计、加工制造带来困难。,（2）定子绕组绝缘等级要求较高。,（3）采用全容量逆变装置，功率变换器设备投资大，增加控制系统成本。,（4）由于结构简化，使机舱重心前倾，设计和控制上难度加大。,第一部分：直驱风机与双馈风机的优缺点,传统的双馈式风力发电机组的组成通常包含三个主要部分：风轮、增速箱、发电机、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。在风力发电系统中，当风力发电机组与电网并网时，要求风力发电机组发电的频率与电网的频率保持一致，即保持频率恒定。,交流励磁变速恒频双馈发电系统有如下优点：,（1）在原动机变速运行场合中，实现高效、优质发电。双馈感应发电机可通过调节转子励磁电流的幅值、频率与相位，在原动机速度变化时也可保证发出恒定频率的电能，从而提高了机组的运行效率，延长了机组的使用寿命。（2）允许原动机在一定范围内变速运行，可以在同步速上下30%转速范围内运行；简化了调整装置，减少了调速时的机械应力。同时使机组控制更加灵活、方便，提高了机组运行效率。,（3）调节励磁电流幅值，可调节发出的有功功率；调节励磁电流相位，可调节发出的无功功率。可实现有功功率和无功功率的独立调节，达到改变功率角使发电机稳定运行的目的。所以可通过交流励磁使发电机吸收更多无功功率，参与电网的无功功率调节，解决电网电压升高的弊病，从而提高电网运行效率、电能质量与稳定性。,（4）双馈感应发电机通过对转子实施交流励磁，精确地调节发电机定子输出电压，使其满足并网要求，实现安全快速的“柔性”并网操作。,（5）需要变频控制的功率仅是电机额定容量的一部分，使变频装置体积减小，成本降低，投资减少。,双馈式发电系统缺点如下：,（1）双馈式风力发电机组低风速下的风轮机转速也很低，直接用风轮机带动双馈电机转子将满足不了双馈发电机对转子转速的要求，必须引入齿轮箱升速后，再同双馈发电机转子连接进行发电。然而齿轮箱成本很高，且易出现故障，需要经常维护，可靠性差；同时齿轮箱也是风力发电系统产生噪声污染的一个主要因素。,（2）当低负荷运行时，效率低。,（3）电机转子绕组带有滑环、碳刷，增加维护和故障率。,（4）控制系统结构复杂。,风能,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,作为,风电场主要设备,的,风力发电机组，其功能是将风中的动能转换为机械能，再将机械能转换为电能，输送到电网中,。,机械能,电能,电网,叶轮,发电机,变压器,风机主要机械构造：,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,风机,一、,风轮,叶片,轮毂,二、机舱,机舱罩,机座,主要装置,传动系统,发电,系统,液压系统,偏航系统,控制系统,冷却系统,三、塔架,塔筒,爬梯,中间平台,四、基础,防雷系统,1,、风轮,风轮是获得风中能量的关键部分，由叶片和轮毂组成。,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,2,、机舱,机舱由,机座,和机舱罩组成，,机座,上安装各主要装置。机舱罩后部的上方装有风速和风向传感器，舱壁上有通风装置等，底部与塔架相连。主要装置由传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统组成。,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,3,、传动部分,、动力传动系统由如下部件组成：,主轴、齿轮箱、联轴器、主轴轴承、刹车盘、弹性支承,；,、主轴是连接叶片和齿轮箱的传动机构，用来支撑轮毂及叶片并传递转矩到齿轮箱；,、联轴器，主要用于轴与轴之间的联接，并传递转矩。用联轴器联接的两根轴，只有在停机刹车后，经过拆卸才能将之分离；,、齿轮箱，是一个重要的机械部件，其主要作用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。,由于风轮的转速低而发电机转速高，为匹配发电机，要在低速的风轮轴与高速的发电机之间接一个,增速器,。,对于低极对数发电机都是通过齿轮箱的增速作用来实现。,发电机转速与风轮转速的比,就是,齿轮箱的传动比。,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,4,、发电机,明阳风电机组采用,双馈异步滑环发电机，主要组成部分有：定子、转子、加热器、抗磨滚珠轴承、冷却和通风系统、滑环室、速度编码器、温度传感器、端子接线盒等。,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,5,、冷却系统,明阳,MY2.0,型风力发电机组的齿轮箱、发电机、变频柜的冷却系统都是独立的，温度的监控包括齿轮箱轴承、齿轮箱油、发电机线圈、发电机轴承，各个温度监测点都受控制系统的实时监控，多余的热量通过热交换系统和空气循环系统排除到机舱外。,齿轮箱：采用空,-,油冷却方式；发电机：也采用空气冷却系统；变频器：主要使用的,REE,变频器采用空气冷却方式。,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,变频器组成主要包括,并网柜、控制柜和功率柜,。,控制柜,并网柜,功率柜,电抗柜,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,6,、制动系统,变桨系统是机组的主要制动机构，除了变桨系统以外还有偏航制动、高速轴制动。,运行：开桨,停机：顺桨,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,高速轴制动,偏航制动,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,7,、偏航系统,偏航,系统主要由偏航轴承、偏航电机、偏航编码器、偏航制动器等组成。其主要作用有三个：,一是与风力发电机组的控制系统相配合，调节整个机舱的,对风,向位置，根据风速仪和风标仪的传感检测，自动使风轮对准风向，以提高风力发电机组的发电效率；,二是自动偏航过程中,提供必要的周向阻尼力矩,，以保证风力发电机组的安全运行。（对风过程的平稳、防止竖直方向的运动）；三是为机组在扭缆达到限值时进行,解缆,，保护电缆不被扭断。,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,8,、液压系统,液压站系统有两个主控制回路：转子制动回路和偏航刹车回路。系统正常工作压力范围在,155,170,（,140,160,）,bar,之间，系统压力由电机泵组作为动力单元提供并由压力传感器来加以精确显示，动力源的断合利用压力传感器和电气联动控制来实现。,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,9,、,塔架与基础,1,、,塔架是支撑风力发电机的支架。发电机的动力电缆，控制、通信电缆都在其中。,塔架内有一个梯子从塔架底部延伸至机舱，塔架内有多个中间平台用于检修。梯子装有防跌落的安全装置,塔架下端安装在地面，需做钢筋混凝土结构的基础，周围有防雷击接地系统。,2,、明阳,MY2.0,型风力发电机组的塔架采用的是圆筒式钢制塔架，有,90m,85m,80m,等多种系列，根据不同的区域和风况可以采用不同高度的塔架。,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,10,、,防雷系统,整体防雷原理,风机是高于,100m,的建筑物，由合成材料制造的叶片和机舱决定了其不能经受直接的雷电或者传导闪电电流；叶片和机舱得转动增加了风机防雷保护的难度；风机部件也可以将雷电流传导到地面。以上说明风机的防雷保护系统有一定的特殊性，高层建筑物的防雷保护经验已经不适用。,对于直接雷击通过在叶片内部和机舱顶部安装接受体和导体装置，通过叶片轴承、主轴、齿轮箱和偏航轴承的放电装置，以及机架、塔筒,将雷电流传导到大地,，达到释放雷电流的目的。,在不同的防雷保护区域之间进行电气连接过渡，必须安装,SPD,保护设备,。,为减少电磁干扰的感应效应，在需要保护的空间（如机舱罩）内,增加屏蔽措施,。为了改进电磁环境，所有大尺寸金属件及电缆屏蔽层在防雷交界处作,等电位连接,。,第二部分：风机整体结构及各部件介绍,防雷电保护的具体措施分为内部保护与外部保护两种。,1、外部保护负责耗散直接雷击造成的能量，防止风力发电机组产生机械损坏和火灾，,主要通过避雷针和接地系统来实现,。只有准备良好并具有低电阻和低诱导效应的接地才有可能尽可能快的耗散雷电流，电位差才会尽可能的低。,2、内部保护包括机舱内部与传感器和聚能处因直接或间接雷击造成的雷电电磁脉冲所产生的电磁场与电位差，旨在将过电压降到最小来保护电子部件，并保护人们避免跨步电压和接触电压。,主要通过接地系统和过电压保护来实现,。,为了抑制所有穿过防雷分区的导线电缆产生的操作过电压及雷电浪涌电压，安装具有雷电流泄放能力的浪涌保护器。浪涌保护器前端须连接熔断器或故障断路器，以使浪涌保护器损坏或失效时不影响供电回路。,3,、等电位处理。,第三部分、主控系统、变桨系统、偏航系统,一、主控系统,29 一月 2026,36,MY2.0,风机的主控系统是在,Beckhoff,提供的,TwinCAT,环境下，用,PLC,语言开发的一个,PLC,控制系统，软件是基于安全和控制原理图设计的。,一、主控系统,29 一月 2026,37,主控系统分为塔基控制柜和机舱控制柜。,主控制器,PLC,安装于塔基柜内，通过光纤与机舱柜进行通讯；,控制柜内都装有功能扩展模块对控制信号进行采集、处理；,安装有各种断路器、浪涌保护器用于对内外设备进行过电压、过电流和防雷保护；,配备有,UPS,不间断电源，在电网掉电时保证主控制器能够至少正常运行一个小时。,塔基柜,一、主控系统,机舱柜,一、主控系统,39,安全链独立于,PLC,的,CPU,运行，当,CPU,出现故障时，安全系统保证机组在极端情况下的顺利停机；,风力发电机组采用的控制策略具有以下特点：,1),具有完善的机组控制流程，实现自动偏航、自动变桨、转速闭环控制、功率闭环控制、自动启停机等功能；,2),全面监控机组的运行状态，保证机组处于安全状态；,3),输出功率稳定。,一、主控系统,40,风力发电机组控制系统根据实时数据信息的反馈，控制风机运行于各种工作模式，具体控制流程如下：,正常运行,准备运行,启动,转矩控制,自动偏航,变桨动作,自检测,变桨控制,监测,/,监视,故障处理,服务,/,维修,无故障情况下,控制策略,1,、根据风速的变化，风轮可以在限定的任何转速下运行。,2,、在额定功率以下，浆叶调到,0,，最大限度地获取能量。,3,、可靠、快速地变频调节发电机功率及功率因素。,4,、三浆叶独立的变浆传动控制单元。,5,、完善的制动偏航功能。,一、主控系统,29 一月 2026,42,风力发电机组的控制系统通过协调变桨系统、变频器系统、发电机、传动链等所有风机部件的动作，从而控制风力发电机组在各种模式下自动运行，机组共有,21,种不同的运行模式。,控制程序通过设立代码来监视机组运行状态，故障产生时会激活其对应的代码，每个代码都对应有各自的刹车程序，代码触发后，对应的刹车程序被执行，机组运行于对应的刹车模式。,一、主控系统,29 一月 2026,43,机组运行模式,描述,模式切换,1,刹车模式,210,当制动程序,=100,，且出现当变桨角度,75,，,持续,24,小时，机组进入变桨模式。,2,刹车模式,200,3,刹车模式,199,4,刹车模式,198,5,刹车模式,100,6,刹车模式,51,7,刹车模式,50,8,刹车模式,30,9,工厂测试模式,当机组在检修状态，且制动程序为,0,，且按下触摸屏上的“工,厂测试”按钮，机组进入工厂测试模式。,表,机组运行模式说明,一、主控系统,29 一月 2026,44,机组运行模式,描述,模式切换,10,检修、手动模式,手动测量机组的各项功能。,11,待机模式,若偏航准备就绪，机组需要自检，并满足,10,分钟平均风速,=10,米，则进入自检模式,1,。,若偏航准备就绪，机组若没有在工厂测试模式、检修模式、自,检模式，则进入启动模式。,12,自检模式,1,若发电机转速不大于,0,，则自检模式,1,完成，机组进入自检模,式,2,。,13,自检模式,2,若变桨角度,90,则自检模式,2,完成，机组进入自检模式,3,。,14,自检模式,3,时间到，自检模式,3,完成，机组进入启动模式。,一、主控系统,29 一月 2026,45,机组运行模式,描述,模式切换,15,变桨模式,若发电机转速,500rpm,，则机组进入励磁准备模式。,17,励磁准备模式,当发电机转速在,1050,1250rpm,之间，保持约,30,秒钟时间，机,组进入励磁切入模式。,当机组保持在励磁准备模式,30,秒钟，则机组进入推动模式。,出现变桨角度,75,，持续,24,小时状态时，机,组切到变桨模式。,18,推动模式,转速升速模式，是衔接,17,模式和,18,模式,一、主控系统,29 一月 2026,46,机组运行模式,描述,模式切换,19,自检模式,3,若变频器正常，发电机并网。机组切到并网模式。,20,并网模式,并网后功率低或发电机转速,=980rpm,时，机组切到推动模式。,出现变桨角度,75,，持续,24,小时状态时，机,组切到变桨模式。,21,低电压穿越模式,低电压穿越成功返回并网模式；低电压穿越超时返回刹车模式。,一、主控系统,另外，根据偏航系统的工作状态，设计了,5,种偏航模式。,偏航模式,100,：偏航处于故障停止状态,偏航模式,30,：偏航手动模式,偏航模式,10,：偏航处于解缆模式,偏航模式,5,：偏航处于准备解缆模式,偏航模式,0,：偏航处于自动模式,一、主控系统,29 一月 2026,48,风力发电机组的安全系统由安全链组成，其优先级大于安全系统中的计算机，在安全链中，传感器断路触点以串联方式连接，安全链包含的触点有：,1),塔基急停；,2),机舱急停；,3),轮毂急停；,(,不再启用,),4),风轮超速；,5),扭缆保护；,6),振动超限；,7)PLC,监视。,如果触发上述安全触点任一个或多个，安全链都会断开。当安全链断开时，首先触发空气动力学制动，即,叶片顺桨,，待发电机转速小于,100rpm,时，触发,机械制动,，使风轮保持静止状态，同时会,切断部分,DO,输出,，以此保证风力发电机组的安全。,当安全链故障后恢复时，必须手动复位，不能进行远程复位。,二、变桨系统（,OAT,）,29 一月 2026,49,变桨控制系统是风力发电机组的核心部分之一，安装在风力发电机组的轮毂内，用于对风机叶片的定位和控制，变桨控制系统示意图如图 所示。,变桨系统包含,1,个中控箱和,3,个轴控箱，每个轴箱连接,1,台电机、,2,个限位开关和,2,个编码器。,右图为变桨控制系统示意图,二、变桨系统,29 一月 2026,50,1,）中控箱,中控箱配备了雷电保护、主开关、电源滤波器、断路器等器件，主要功能为连接外部电源、分配电源至三个轴控箱，执行变桨系统和风机主控之间的通讯工作，如图 所示。,二、变桨系统,29 一月 2026,51,2,）轴控箱,轴控箱主要包括电源管理单元（,PMM,），轴控制单元（,PMC,），电池单元（,PBS,），如图,所示。电源管理单元确保电力供应和备用电池的充电管理，是变桨系统的核心部件。轴控制单元控制变桨驱动电机。电池单元可以保证当电网掉电时系统能正常工作。,二、变桨系统,29 一月 2026,52,3,）变桨电机,变桨系统通过变桨电机驱动变桨减速机带动桨叶旋转，实现变桨距的目的。机组根据不同的环境工况，可选用直流变桨电机或交流变桨电机，如图所示，该变桨电机是一个三相交流感应电机。变桨电机具有独立散热风扇，能够自动调节电机温度；具有电热调节器，达到电机线圈过热保护；在电机停止运行期间根据需要进行加热，并能在低温环境,-30,（低温型）或,-10,（常温型）下能够启动运行。,二、变桨系统,29 一月 2026,53,4,）限位开关,限位开关用于控制桨叶运行的行程及限位保护，当桨叶运行到相应角度时就会触碰限位开关，此时桨叶处于顺桨位置。限位开关包括,91,限位开关（一级限位开关）和,100(95,),限位开关（二级限位开关），如图 所示。,二、变桨系统,29 一月 2026,54,5,）编码器,编码器包括安装在变桨电机尾部的电机编码器（,A,）和安装在变桨轴承处的桨叶编码器（,B,），如图所示，电机编码器直接测量变桨电机转速，桨叶编码器是用来测量风机叶片的转速，变桨转速信息将通过编码器反馈回系统中。,二、变桨系统,29 一月 2026,55,5,）编码器,编码器包括安装在变桨电机尾部的电机编码器（,A,）和安装在变桨轴承处的桨叶编码器（,B,），如图所示，电机编码器直接测量变桨电机转速，桨叶编码器是用来测量风机叶片的转速，变桨转速信息将通过编码器反馈回系统中。,（,1,）偏航轴承,偏航电机下面有一个小齿轮与大齿轮啮合（偏航轴承），由偏航电机驱动。偏航轴承承载机组中主要部件的重量，并传递气动推力到塔架，轴承中含有齿圈，偏航驱动机构中的小齿轮与之啮合。,三、偏航,系统,风向总是变化的，为了捕获最大的风能，必须每隔一段时间计算一次风向偏差，如果超过范围，就要偏航对风。,风力发电机组的偏航系统主要由偏航轴承、偏航驱动器、偏航制动器以及润滑泵、相关传感器等辅助设备组成。,风向总是变化的，为了捕获最大的风能，必须每隔一段时间计算一次风向偏差，如果超过范围，就要偏航对风。,风力发电机组的偏航系统主要由偏航轴承、偏航驱动器、偏航制动器以及润滑泵、相关传感器等辅助设备组成。,风向总是变化的，为了捕获最大的风能，必须每隔一段时间计算一次风向偏差，如果超过范围，就要偏航对风。,风力发电机组的偏航系统主要由偏航轴承、偏航驱动器、偏航制动器以及润滑泵、相关传感器等辅助设备组成。,风向总是变化的，为了捕获最大的风能，必须每隔一段时间计算一次风向偏差，如果超过范围，就要偏航对风。,风力发电机组的偏航系统主要由偏航轴承、偏航驱动器、偏航制动器以及润滑泵、相关传感器等辅助设备组成。,内圈与偏航制动盘、塔筒相连,外圈通过螺栓与机座相连,偏航轴承,偏航轴承：,偏航电机下面有一个小齿轮与大齿轮啮合，这个大齿轮叫偏航轴承，由偏航电机驱动。偏航轴承承载机组中主要部件的重量，并传递气动推力到塔架，轴承中含有齿圈，偏航驱动机构中的小齿轮与之啮合。,偏航驱动器,：驱动装置由驱动电动机、减速器、传动齿轮、齿轮间隙调整机构等组成。偏航驱动装置要求起动平稳，转速均无振动现象。,偏航制动器,：,偏航液压刹车,，用于偏航对风后固定机舱位置。,其他设备：,其他设备有,为其提供控制参,的传感器，提供润滑的润,滑泵等。,偏航轴承通过螺栓与机座连接，偏航制动盘安装在偏航轴承内圈上。,偏航制动盘,偏航轴承,偏航制动盘,偏航制动盘,（,2,）偏航驱动器,偏航,驱动装置由偏航驱动电动机、减速器、传动齿轮、齿轮间隙调整机构等组成。偏航驱动装置要求起动平稳，转速均无振动现象,。,（,3,）偏航制动器,安装在机座偏航制动块上液压驱,动，封闭式设计;通过卡钳给制,动盘一个制动力矩，以达到阻止,制动盘转动的目的。,1.5MW:10组/台,2.0MW:6组/台,（,4,）其他设备,风向仪,风速仪,扭缆开关,偏航编码器,偏航系统的主要作用有三个：,其一是与风力发电机组的控制系统相配合，调节整个机舱的,对风,向位置，根据风速仪和风标仪的传感检测，自动使风轮对准风向，以提高风力发电机组的发电效率；,其二是自动偏航过程中提供必要的周向,阻尼,力矩，以保证风力发电机组的安全运行。（对风过程的平稳、防止竖直方向的运动）,其三是为机组在扭缆达到限值时进行,解缆,，保护电缆不被扭断；,偏航系统可视化操作界面如图所示可在该界面监测偏航信息与操作。,第四部分、风机的日常维护及注意事项,一、维护风机的基本原则和条件,二、风机的发电机组的组成,三、叶片的维护及注意事项,四、轮毂系统的检查与维护,五、传动系统的检查与维护,六、发电机的检查与维护,七、偏航系统的检查与维护,八、液压系统的检查与维护,九、塔架的检修维护,十、防雷接地系统检修维护,一、维护风机的基本原则和条件,1,）风电场必须坚持贯彻“预防为主，计划检修”的方针，始终坚持“质量第一”的,思想，切实贯彻“应修必修，修必修好”的原则，使设备处于良好的工作状态。,2,）风电场应制定维护检修计划，执行维护检修计划，不得随意更改或取消，不得无,故延期或漏检，切实做到按时实施。如遇特殊情况需变更计划，应提前报请上级主管部门,批准。,3,）风电场要做好以下检修管理的基础工作：,1,搞好技术资料的管理，应收集和整理好原始资料，建立技术资料档案库及设备,台帐，实行分级管理，明确各级职责。,2,加强对检修工具、机具、仪器的管理，正确使用，加强保养和定期检验，并根,据现场检修实际情况进行研制或改进。,3,搞好备品备件的管理工作。,4,建立和健全设备检修的费用管理制度。,5,严格执行各项技术监督制度,。,4,）严格执行分级验收制度，加强质量监督管理。,5,）检修人员应熟悉系统和设备的构造、性能；熟悉设备的装配工艺、工序和质量标,准；熟悉安全施工规程；能看懂图纸并绘制简单零部件图。,6,）维护检修时，宜避开大风天气，雷雨天气严禁检修风力发电机组。,7,）风力发电机组检修时，必须使风电机组处于停机状态。,8,）维护检修中应使用生产厂家提供的或指定的配件及主要损耗材料，若使用代用品，,应有足够的依据或经生产厂家许可。部件更换的周期，参照生产厂家规定的时间执行。,9,）遵守有关规定制度，爱护设备及维护检修机具。,10,）每次维护检修后应做好每台风力发电机组的维护检修记录，并存档；对维护检修中发现的设备缺陷、故障隐患应详细记录并上报有关部门。,11,）风电场根据本规程和主管部门的有关规章制度，结合当地具体情况，可制定适,合本单位的实施细则或做出补充规定（制度），如检修质量标准、工艺方法、验收制度、,设备缺陷管理制度、备品备件管理办法等。,在维修与维护工作完成后，必须遵循以下步骤使风力发电机组重新投入运行：,1,）检查装有液体的所有容器是否已经关闭密封。,2,）检查吊车上的制动装置，并将吊钩悬挂到其制动装置上。,3,）将风轮锁松开。,4,）将所有的紧急停机开关松开。,5,）清除带有维修作业提示的牌子。,6,）确认使用的工具、拆卸部件及废弃物已全部拿出风力发电机组。,7,）风力发电机组重新投入运行。,8,）在工作中产生的废弃物应集中处理，避免对环境造成污染。,二、风机的发电机组的组成,广东明阳风电产业集团有限公司制造的,MY2.0,风力发电机组是三叶片、水平轴、,变桨变速、恒频风力发电机组。风轮通过低速轴与齿轮箱连接，齿轮箱通过高速轴联轴,器与发电机连接。其结构如下图所示：,1,叶片,2,变桨轴承,3,主轴,4,机舱吊,5,齿轮箱,6,高速轴制动器,7,发电机,8,轴流风机,9,机座,10,滑环,11,偏航轴承,12,偏航驱动,13,轮毂组件,如上图所示，叶片通过变桨轴承被安装到轮毂上，组成风轮。风轮吸收风中的动能并,转换成风轮的旋转机械能。机械能通过连接在轮毂上的主轴传入齿轮箱。齿轮箱把风轮输,入的大扭矩、低转速能量通过两级行星一级平行轴转化成小扭矩、高转速的能量后，通过,高速轴联轴器传递给发电机。,由于主轴采用两个主轴承支撑，齿轮箱由两个扭矩臂支撑，风轮的弯矩载荷由主轴轴,承承担，所以齿轮箱只承受转矩。,风力发电机组采用两级制动：主制动是运用空气动力学的原理，通过叶片顺桨实现一,级制动；在齿轮箱的输出轴上，装有液压系统控制的常开式高速轴制动器，当齿轮箱输出,轴转速降低到,500rpm,后，控制系统启动高速轴制动器实现风机二级制动。发电机安装在机座的尾部，它将机械能转变成电能并输送到电网上。,MY2.0,风电,机组采用了双馈异步发电机，发电机的定子直接连接到电网上，转子绕组通过逆变器输入,到电网。齿轮箱与机座、发电机与机座之间通过弹性支撑连接，从而吸收了风轮和齿轮箱所产,生的震动，降低震动对系统的影响，同时可以减小噪声向外部的传递。高速轴联轴器是柔,性联轴器，它本身可以吸收震动，并且可以补偿齿轮箱输出轴和发电机输入轴的轴向偏差,和角度偏差，在正常工作状态，发电机轴承几乎是不承受来自联轴器的径向作用力和弯矩。,为使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风力发电机组的发,电效率，,MY2.0,型风力发电机组设有偏航系统。偏航系统包括四个偏航驱动总成、偏,航轴承和偏航制动器以及扭缆装置。控制系统根据机舱顶部的风向仪传来的控制信号，控,制偏航电机动作，偏航电机驱动偏航减速器带动偏航轴承实现偏航，为减少偏航过程中风,切变造成的冲击，在自动偏航过程中偏航制动系统压力处于半制动状态，从而使风机在一,定阻尼下偏航。变桨系统为电动独立变桨，具有较快的响应速度，即便其中一个叶片的变桨系统出现,问题，另外的叶片顺桨也足以保证机组安全停机。变桨系统有两路电源可供电，当电网掉,电时，自带的干电池组驱动变桨减速机实现叶片顺桨，保证了风力发电机组的安全。,整流罩和机舱罩由玻璃纤维增强树脂材料制成，它可以保护机舱内部的各组件免受,雨、雪、灰尘、太阳辐射等外界侵害，同时减少噪音排放。,塔筒起支撑主机的作用。塔筒分为三节，每节都有照明系统，安装维护人员可以通过,塔筒梯子到达机舱，塔筒梯子上配备有安全滑轨并可选配助爬器。机舱内部包含一些辅助设备：一台维护吊车，额定起重重量是,250,公斤；一套水冷系统：主要包括水冷循环泵、板式热交换器和水冷风扇，作用是给齿轮箱散热；,2,台轴流风,机，使机舱内部的空气与外部进行交换；还有液压系统，它为偏航制动和高速轴制动提供动力。,三、叶片的维护及注意事项,在进行维护和检修前必须：,所有操作必须严格遵守,MY2.0,风力发电机组安全手册,。,如果环境温度低于,-20,，不得进行维护和检修工作。低温型风力发电机,如果环境,温度低于,-30,，不得进行维护和检修工作。雨雪天气不得进行维修工作。,如果超出下列任何一个风速限定值，必须立即停止工作，不得进行维护和检修工作。,1.,叶片位于工作位置和顺桨位置之间的任何位置：,5,分钟平均值,(,平均风速,)10m/s,5,秒平均值,(,阵风速度,)19m/s,2.,叶片位于顺桨位置,(,当叶轮锁定装置启动时不允许变桨,),：,5,分钟平均值,(,平均风速,)18m/s,5,秒平均值,(,阵风速度,)27m/s,重要提示：,对叶片进行任何维护和检修，都必须使风力发电机处于停机状态，各制动器处于制,动状态并将叶轮锁锁定。,如特殊情况，需在风力发电机处于工作状态或风轮处于转动状态下进行维护和检,修时（如检查轮齿啮合、噪音、振动等状态时），必须确保有人守在紧急开关旁，可随时,按下开关，使系统刹车。,当修复叶片表面时，必须佩戴安全面具和手套，这一点特别重要，因为修复材料,有刺激性并对人体有伤害。,叶片运转,12,个月之后，应该对复合材料部件进行检查，然后每,24,个月检查一次。,理想状态和可靠运行的情况下，叶片表面不会出现缺陷。,外观检查,叶片表面应该检查是否有裂纹、损害和脱胶现象。在最大弦长位置附近处的后缘应该,给予格外的注意。,叶片清洁,通常情况下，用变桨来调节功率的风力发电机组叶片不是特别脏时，不推荐清洁叶片。,污垢经常周期性发生在叶片边缘，在前缘处或多或少会有一些污物,但是，在雨季期间，,它将再一次消失。取决于局部的条件，长期过多积累的污物会影响叶片的性能和噪音，在这些情况下清,洁是很必要的。,裂纹检查,如果发现叶片有裂纹或裂缝，必须将所有问题信息做好记录：机号、叶片号、叶片角,度、长度、方向及其它的故障类型等。外表面出现的裂纹必须记录并报告，如果可能，须在裂纹末端处用防水记号笔作标记，,同时写下日期并且进行拍照记录。在下一次检查中必须检查此裂纹，如果裂纹未发展，就,无须更深一步检查。裂缝的检查可通过敲击表面来进行，可能的裂缝处用防水记号笔作标记，且裂缝处必,须记录、拍照。如果在叶片根部或叶片承载部分发现裂纹或裂缝，风力发电机组必须停机。如果上述,两处在叶片外壳处有裂开，风力发电机组也必须停机。关于裂纹或其它损坏信息必须报告,广东明阳风电产业集团有限公司。,防腐检查,检查叶片表面是否有腐蚀的现象,-,小坑，小坑有时会彻底穿透涂层。,叶片表面应该检查是否有气泡，当叶片涂层与底层之间没有完全结合时可能产生气泡。,由于气泡内积聚湿气，在温度低于,0C,时会产生膨胀,(,冰的膨胀,),随即产生裂缝，所以,这种损害应该及时进行修复。叶根处的螺栓及螺母、垫圈具有足够的防腐保护层。由于在安装过程中表面有轻微损,害而产生的轻微腐蚀不是很严重，但时间久以后的严重腐蚀应该报告到客户中心门,。,叶片噪音,叶片的异常噪音是由于叶片表面缺陷,(,坑、洞,),或叶片边缘造成，应在叶片的边缘或在,叶尖处，这些有问题的地方用玻璃纤维修补或除去，修补人员应来自叶片生产厂家或广东,明阳风电产业集团有限公司客户中心。叶片尾部厚的边缘也可以产生噪音，必须通过特殊,处理减小。叶片的异常噪音很大，可能是由于雷击损坏。被雷击损坏的叶片外壳处会裂,开，此时，风力机组必须停机，因为叶片部分外壳下落是危险的。,雷击损坏的叶片,在叶尖附件防雷接收器处可能产生小面积的损害。较大闪电的损害,(,在接收器周围多,于十毫米的黑点,),应该由客户中心门进行修理。,叶片表面有火烧黑的痕迹，远距离看像油脂或油污点。,叶尖或边缘裂开。,在易断裂的叶片边缘有纵向裂纹。,在叶片表面有纵向裂纹。,在外壳和梁之间裂开。,在外壳中间裂开。,在叶片缓慢旋转时，叶片发出卡嗒声。,以上问题通常可以从地面或机舱里用望远镜观察。确有疑问的情况下，应使用升降机,单独检查叶片。如果观察后，可以决定吊下叶片，在拆卸之前就不用更仔细检查；雷击损,坏的叶片吊下后，得到广东明阳风电产业集团有限公司可靠解释及批准后，方可修补叶片。,一个新的或修补的叶片必须做平衡与其它叶片相比较。,四、轮毂系统的