風(fēng)力發(fā)電機(jī)培訓(xùn)教材

1、第 1 頁 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組培訓(xùn)教材 發(fā)電機(jī)部分 第 2 頁 目目 錄錄 1 安裝位置 2 作用與工作原理 3 技術(shù)參數(shù) 4 附件 5 運(yùn)輸、貯存及維護(hù) 1安裝位置 第 3 頁 通過聯(lián)軸 器與齒輪 箱高速端 相連。從 驅(qū)動(dòng)端往 發(fā)電機(jī)看 控制柜位 于右側(cè)。 葉片吸收風(fēng)能中的動(dòng)能，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 傳給齒輪箱。發(fā)電機(jī)將齒輪箱傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)主 軸的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，通過發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn) 子傳送給電網(wǎng)。 發(fā)電機(jī)分為同步發(fā)電機(jī)（傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)模式） 和異步發(fā)電機(jī)。傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模式效率可 達(dá)93.2%,而雙饋異步發(fā)電機(jī)模式可達(dá)96.4%。 作用：作用： 第 4 頁 傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能量流圖傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能量流

2、圖 93.2% 電網(wǎng)電網(wǎng) 100% 變頻器變頻器發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 4.0% 2.8% 功率損耗功率損耗 功率損耗功率損耗 第 5 頁 變速恒頻發(fā)電機(jī)組能量流圖變速恒頻發(fā)電機(jī)組能量流圖 77.8% 100% 19.4% 0.8% 能量損耗能量損耗 變頻器變頻器 18.6% 96.4% 電網(wǎng)電網(wǎng) 2.8% 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 第 6 頁 變速恒頻技術(shù)特點(diǎn)變速恒頻技術(shù)特點(diǎn) 采用雙饋異步發(fā)電機(jī)（采用雙饋異步發(fā)電機(jī)（DFIGDFIG） 只在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子測(cè)使用相當(dāng)于發(fā)電機(jī)容量只在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子測(cè)使用相當(dāng)于發(fā)電機(jī)容量1/31/3的變頻器的變頻器 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化得到最優(yōu)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化得到最優(yōu)控制 消除紊流對(duì)機(jī)器和

3、設(shè)備的影響，大幅提高關(guān)鍵部件壽命消除紊流對(duì)機(jī)器和設(shè)備的影響，大幅提高關(guān)鍵部件壽命 采用采用IGBTIGBT變頻器，可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出功率因數(shù)變頻器，可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出功率因數(shù) 系統(tǒng)損耗小，發(fā)電量高系統(tǒng)損耗小，發(fā)電量高 并網(wǎng)時(shí)沖擊小，適合弱電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)沖擊小，適合弱電網(wǎng) 第 7 頁 變速恒頻控制結(jié)構(gòu)變速恒頻控制結(jié)構(gòu) GO: 光纜光纜 IG: 增量編碼器增量編碼器DFIG: 雙饋異步發(fā)電機(jī)雙饋異步發(fā)電機(jī) 0.690 V 0.17 Hz 濾波器濾波器 3 = = 690 V 50 Hz GO PCCPC IG 3 690 V 50 Hz DFIG 數(shù)字?jǐn)?shù)字 / 模擬模擬 輸入輸入 / 輸出輸出 Crow

4、Bar dU/dt Filter 控制控制 dU/dt 濾波器濾波器 Crow Bar GO 第 8 頁 變頻器控制電機(jī)在亞同步和超同步轉(zhuǎn)速下都保持發(fā)電狀態(tài)。 亞同步發(fā)電時(shí)，通過定子向電網(wǎng)饋送能量、轉(zhuǎn)子吸收能量產(chǎn) 生制動(dòng)力矩使電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)。這時(shí)脈沖整流器相當(dāng)于 整流器從電網(wǎng)吸收能量。 定子功率 轉(zhuǎn)子功率 電網(wǎng)功率 功率與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的曲線圖 第 9 頁 超同步發(fā)電時(shí)，通過定轉(zhuǎn)子兩個(gè)通道同時(shí)向電網(wǎng)饋送能量，這時(shí) 脈沖整流器相當(dāng)于逆變器將直流側(cè)能量饋送回電網(wǎng)。轉(zhuǎn)速范圍是 10002000rpm，同步轉(zhuǎn)速是1500rpm。定子電壓等于電網(wǎng)電壓。 轉(zhuǎn)子電壓與轉(zhuǎn)差頻率、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)電壓成正比 。 定子功

5、率 轉(zhuǎn)子功率 電網(wǎng)功率 功率與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的曲線圖 第 10 頁 額定輸出1800rpm時(shí)1520kW 級(jí)數(shù) 4級(jí) 速度范圍10002000 功率因數(shù)容性0.95感性0.9 定子電壓690VAC 10% 最高定子電流1300A 定子連接D 轉(zhuǎn)子連接Y 最高轉(zhuǎn)子電流500A 頻率50 Hz 10% 效率97%（額定狀態(tài)下） 最大發(fā)電機(jī)損 耗 45 kW 轉(zhuǎn)子開路電壓 2000V 絕緣等級(jí) F級(jí)絕緣/H級(jí)絕緣 工作壽命 20年 軸承設(shè)計(jì)壽命 170，000小時(shí) 冷卻 水冷，60 l / min 水壓 5 bar 入口水溫度 +50C 發(fā)電機(jī)重量 5700kg 防護(hù)等級(jí) IP 54 中心高 450mm

6、 涂層顏色 RAL5003 電機(jī)安裝方式 IMB3 3.發(fā)電機(jī)技術(shù)參數(shù) 第 11 頁 3.發(fā)電機(jī)技術(shù)參數(shù) 第 12 頁 華銳風(fēng)電科技有限公司 690V，功率因數(shù)為，功率因數(shù)為1，50Hz 3.發(fā)電機(jī)技術(shù)參數(shù) 尺 寸 圖 第 13 頁 加熱器加熱器 為了使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在低溫環(huán)境下正常運(yùn)行，發(fā)電機(jī) 內(nèi)置了600W的加熱器。在低溫啟動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)，首先啟動(dòng) 加熱器，通過排水孔排出冷凝水。加熱器的啟停由PLC 控制。 PT100PT100溫度傳感器溫度傳感器 每個(gè)定子繞組、軸承都用2個(gè)PT100溫度傳感器來檢測(cè) 和監(jiān)控溫度，防止發(fā)電機(jī)過熱。如果繞組、軸承溫度 過高，監(jiān)控系統(tǒng)就發(fā)出警報(bào)，并降低功率，如果溫度

7、過高變頻器系統(tǒng)關(guān)斷。 4.4.發(fā)電機(jī)附件發(fā)電機(jī)附件 第 14 頁 華銳風(fēng)電科技有限公司 編碼器編碼器 變頻器系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。編 碼器是一種精確的測(cè)量設(shè)備，記錄與其相連的設(shè)備的 角度位置和轉(zhuǎn)速。因而速度檢測(cè)采用分辨率高、性能 穩(wěn)定、安裝方便、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、重量輕的 增量型編碼器。發(fā)電機(jī)主軸和編碼器主軸的連接用R+W, MK1 020 / 40 XX的彈性聯(lián)軸器。編碼器軸和驅(qū)動(dòng)軸不 能用任何的剛性連接。 4.4.發(fā)電機(jī)附件發(fā)電機(jī)附件 第 15 頁 編碼器編碼器 4.4.發(fā)電機(jī)附件發(fā)電機(jī)附件 電壓：電壓：5VDC5VDC； 分度分度 ：25002500線線/ /轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) ；

8、 輸出信號(hào)輸出信號(hào) ：A, /A,B,/B,N,/NA, /A,B,/B,N,/N 第 16 頁 華銳風(fēng)電科技有限公司 編碼器編碼器 編碼器軸與發(fā)電機(jī)主軸必須絕緣；編碼器軸與發(fā)電機(jī)主軸必須絕緣； 編碼器殼體與發(fā)電機(jī)殼體必須絕緣；編碼器殼體與發(fā)電機(jī)殼體必須絕緣； 4.4.發(fā)電機(jī)附件發(fā)電機(jī)附件 第 17 頁 接線盒接線盒 定子接線盒 定子為三角形連接，每相通過大約5m長(zhǎng)的電纜連接到 變頻器。如下表所示： 4.4.發(fā)電機(jī)附件發(fā)電機(jī)附件 相 螺紋連接 電纜型號(hào)電纜直徑/管截面積 U M50 x1.5 3根，NSSHU-O 24-35mm/150mm VM50 x1.5 3根，NSSHU-O 24-35

9、mm/150mm WM50 x1.5 3根，NSSHU-O24-35mm/150mm 第 18 頁 接線盒接線盒 定子接線盒 4.4.發(fā)電機(jī)附件發(fā)電機(jī)附件 第 19 頁 接線盒接線盒 轉(zhuǎn)子接線盒 轉(zhuǎn)子為Y形連接，轉(zhuǎn)子電纜為屏蔽電纜且EMC螺紋連接， 防止轉(zhuǎn)子與變頻器之間的信號(hào)干擾、便于變頻器控制。 轉(zhuǎn)子接線盒的電纜連接如下表所示： 4.4.發(fā)電機(jī)附件發(fā)電機(jī)附件 相 螺紋連接 電纜型號(hào)電纜直徑/管截面積 K M50 x1.5 1根屏蔽NSSHU-O 32-37 mm/240mm LM50 x1.5 1根屏蔽NSSHU-O32-37 mm/240mm MM50 x1.5 1根屏蔽NSSHU-O32

10、-37 mm/240mm PEM50 x1.5 1根，NSSHU-O24-35 mm/150mm 第 20 頁 接線盒接線盒 轉(zhuǎn)子接線盒 4.4.發(fā)電機(jī)附件發(fā)電機(jī)附件 第 21 頁 接線盒接線盒 轉(zhuǎn)子接線盒 4.4.發(fā)電機(jī)附件發(fā)電機(jī)附件 第 21 頁 冷卻冷卻 雙饋異步發(fā)電機(jī)冷卻方式采用水冷的形式。需冷卻部位為集 電環(huán)系統(tǒng)、定轉(zhuǎn)子繞組（通過機(jī)殼水冷卻管道）。冷卻水從 集電環(huán)的后端入水口進(jìn)入，經(jīng)蛇行的水管從集電環(huán)后端的出 水口流出給機(jī)殼上端的入水口，出水口與入水口位于同一軸 向位置。冷卻管道如圖所示： 4.4.發(fā)電機(jī)附件發(fā)電機(jī)附件 第 22 頁 水冷： 優(yōu)點(diǎn)：發(fā)電機(jī)體積小、結(jié)構(gòu)緊湊， 效率高，機(jī)

11、艙無需排風(fēng)扇。 缺點(diǎn)：需要冷卻液。 風(fēng)冷 優(yōu)點(diǎn)：無需冷卻液，溫度適應(yīng)范圍廣。 缺點(diǎn)：體積大，效率低，機(jī)艙需要增設(shè)排 風(fēng)孔，影響防護(hù)。 適應(yīng)市場(chǎng)及中國(guó)風(fēng)場(chǎng)的多樣化需求，正開發(fā) 多種機(jī)型。 第 23 頁 第 24 頁 軸承軸承 發(fā)電機(jī)兩端必須是絕緣軸承，且選用品牌過硬、質(zhì)量最 優(yōu)的SKF或FAG絕緣軸承。 自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng) 潤(rùn)滑泵：Kluberplex BEM 41-132 潤(rùn)滑脂：Lincoln P223 第 25 頁 廢油脂箱廢油脂箱 第 26 頁 接地保護(hù)接地保護(hù) 第 27 頁 運(yùn)輸及貯存運(yùn)輸及貯存 機(jī)器在供貨時(shí)要用合格的木材包裝。如果機(jī)器到達(dá)指定地 點(diǎn)之后不能立即安裝并投入使用，必須進(jìn)行合理的短時(shí)間 貯存。在選擇存放位置時(shí)必須注意下列事項(xiàng)： 良發(fā)通風(fēng)、干燥和無震動(dòng) 要防潮、防凍、防熱、防粉塵和砂子 要防止有害小動(dòng)物，如嚙齒目動(dòng)物、翅目昆蟲等等 在不準(zhǔn)備投產(chǎn)需要長(zhǎng)期貯存時(shí)，對(duì)機(jī)器還要附加專用防腐 措施防止損壞： 發(fā)電機(jī)只能裝填冷卻劑混合物來貯存 所有光面都要通過涂適合的物質(zhì)防腐 5.5.運(yùn)輸、貯存及維護(hù)運(yùn)輸、貯存及維護(hù) 第 28 頁 集電環(huán)單元的操作和維護(hù)集電環(huán)單元的操作和維護(hù) 集電環(huán)單元是專為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)電機(jī)開發(fā)的。共4個(gè)集 電環(huán)。其中第