華電天仁變槳TR-15G演示文稿變槳補充

1、北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.TR-1.5G變槳系統(tǒng)介紹變槳系統(tǒng)介紹國電風(fēng)電設(shè)備調(diào)試所國電風(fēng)電設(shè)備調(diào)試所2012.042012.04北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.目目 錄錄1. 1. 變槳系統(tǒng)硬件組成變槳系統(tǒng)硬件組成2. 2. 變槳系統(tǒng)接口定義變槳系統(tǒng)接口定義3. 3. 變槳系統(tǒng)控制方案及故障診斷變槳系統(tǒng)控制方案及故障診斷4. 4. 變槳系統(tǒng)與風(fēng)電主控通

2、訊變槳系統(tǒng)與風(fēng)電主控通訊北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.1. 1. 變槳系統(tǒng)硬件組成變槳系統(tǒng)硬件組成1.1 1.1 TR-1.5G采用三柜制設(shè)計理念,系統(tǒng)包括三個基本相同的控制柜每個柜內(nèi)包括：1.1.1 1.1.1 電源管理模塊（400AC-60VDC）1.1.21.1.2 超級電容（416V）1.1.3 1.1.3 變頻器（速度環(huán)、電流環(huán)）1.1.41.1.4 PLC（位置環(huán)及控制輸出）及通訊接口（DP,CAN）1.1.51.1.5 含有繼電器輸入/輸出的安全電路1.2 1

3、.2 每個軸箱的外部連接有：每個軸箱的外部連接有：1.2.11.2.1 三相交流異步電動機（29V）1.2.21.2.2 SSI和增量式編碼器（編碼器校零：短接10X1的7和8端子）1.2.31.2.3 95限位開關(guān)1.2.41.2.4 3-5 槳葉位置傳感器和90 槳葉位置傳感器。北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.1.1 TR-1.5G1.1 TR-1.5G1.1.1 1.1.1 電源管理模塊（電源管理模塊（400AC-60VDC400AC-60VDC） TR-1.5G采用電

4、源管理模塊，用于AC400轉(zhuǎn)換DC60V供變頻器及超級電容使用。輸入過欠壓保護（Vac）；輸入過壓保護（Vac）；過溫保護（）；輸出過流/短路保護；輸出過壓保護（VDC）。 缺相保護。1）INPUT 400+20 沖擊電流小于10A，45-65Hz，2）OUTPUT 60/80V 輸入輸入EMI濾波濾波輸入輸入三項三項整流整流DC-DC功率功率變換變換輸出輸出高頻高頻整流整流濾波濾波輸出輸出二級二級濾波濾波開關(guān)開關(guān)變換變換 CPU控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)供供電電GNDF容性負載容性負載RSTDC60V北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STA

5、R SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.1.1.2 1.1.2 超級電容（超級電容（4 416V16V） 系統(tǒng)采用超級電容技術(shù)，在節(jié)省空間的同時，減少維護成本及對環(huán)境的污染，超級電容額定電壓60VDC,PLC檢測電容溫度伺服控制器檢測電容中間電壓。1 1）采用超級電容的變槳控制系統(tǒng)具有下列優(yōu)點：）采用超級電容的變槳控制系統(tǒng)具有下列優(yōu)點：a a 充電時間短，2分鐘左右即可充滿至60V；b b 耐低溫；c c 壽命長，充放電次數(shù)可達10萬次以上，-無須維護； d d 超級電容隨使用年限的增加，容量減小的非常??；e e 體積小，重量輕；f f 電源管理模塊作為充電器，無須再

6、單獨配置充放電管理電路。北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.2 2）超級電容模組端電壓檢測和中間點電壓檢測）超級電容模組端電壓檢測和中間點電壓檢測a a 系統(tǒng)上電120S后超級電容模組端電壓應(yīng)大于54V，否則會斷安全鏈，風(fēng)機緊急停機；b b 在4個超級電容模組的中間位置增加了中間點電壓檢測，當(dāng)中間點與1/2端電壓之差大于2V時，系統(tǒng)判定超級電容狀態(tài)不正常，安全鏈斷開，風(fēng)機緊急停機。與蓄電池相比，超級電容模組電壓檢測更有意義。 原因如下：蓄電池在放電過程中電壓會有跌落，但停止放電后

7、，蓄電池電壓會自動恢復(fù)到正常電壓附近，因此蓄電池電壓監(jiān)測很大程度上不能反映蓄電池的能量情況；超級電容模組隨著放電過程電壓也會跌落，停止放電后，電壓不會自動恢復(fù)，只有進行充電后電壓才能恢復(fù)正常，因此超級電容的電壓檢測更能反映其能量情況。c c 超級電容模組端電壓檢測和中間點電壓檢測既能檢測超級電容模組內(nèi)部短路和開路的故障，也能反映其能量情況。北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE

8、AND TECHNOLOGY CO.,LTD. 充電器主要由輸入整流濾波、DC-DC變換、輸出高頻整流濾波、以及CPU控制電路組成。其中輸入整流濾波器對于電磁兼容有很大作用，有效地抑制了來自交流電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾，DC-DC高頻變換使整機效率大大提高。高頻整流濾波作用使電源的輸出紋波極小。CPU控制系統(tǒng)用于控制各種負載變換情況下的穩(wěn)定輸出。北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.1.1.3 1.1.3 變頻控制器變頻控制器1）三相異步交流電機變頻器2）電子剎車功能3）CAN BUS 接口

9、4）程序存儲器5）額定直流輸入電壓60VDC6）最大輸出電流450A7）開關(guān)頻率8kHz8）環(huán)境溫度-40+50， 最高工作溫度85北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.24VDC電源電源北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.第一路控制軸柜加熱器第二路控制2T2輸入電源溫度控制器溫度控制器北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN S

10、TAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.CPUCPU：CX9000-0001CX9000-0001AIAI：EL3204 EL3204 DIDI：EL1008EL1008DODO：EL2008EL2008SSISSI：EL5001EL5001Profibus DPProfibus DPCAN OPENCAN OPEN1.1.4 PLC1.1.4 PLC配置配置 北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.每個軸柜設(shè)計有獨立的PLC系統(tǒng)，通過Profibus

11、DP與風(fēng)電主控進行通訊。北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD. 三相異步交流電動機三相異步交流電動機 額定電壓：額定電壓：3 3* *29VAC29VAC 額定電流：額定電流：90A90A 額定功率：額定功率：4.5kW4.5kW 額定轉(zhuǎn)矩：額定轉(zhuǎn)矩：28.6Nm28.6Nm 額定轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速：1500rpm1500rpm電機采用3x50mm的帶柔性金屬網(wǎng)電纜，軸箱側(cè)與電機側(cè)可靠接地。所有外部連接都有過壓保護裝置。所有的外部連接通過屏蔽電纜接地（哈丁插頭內(nèi)部采用GND接地，軸箱接

12、地采用銅條或接地螺釘）變槳變槳電機電機北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD. 采用冷板技術(shù)，變頻器取消散熱風(fēng)扇,緊貼在大功率散熱板上 采用鑄鋁大功率散熱板鑄鋁散熱器材質(zhì)本身具有升溫快、散熱效果好的特性 鋁的耐氧化腐蝕性能好,重量輕散熱板散熱板北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD. TR-1.5G變頻器采用低壓控制策略。 冷板技術(shù)的應(yīng)用給變槳系統(tǒng)本身創(chuàng)造了良好的運行環(huán)境。

13、 TR-1.5G型變槳系統(tǒng)采用超級電容作為備用電源，超級電容作為備用電源與柜內(nèi)其它部件緊湊合理的安裝在軸箱內(nèi)，減少對柜體空間要求，能夠?qū)崿F(xiàn)三軸柜設(shè)計。超級電容有壽命長、低溫特性好、功率密度高等優(yōu)點，非常適合風(fēng)電變槳系統(tǒng)，系統(tǒng)還設(shè)計了多種手段實現(xiàn)對備用電源狀態(tài)的在線監(jiān)測，能更真實地了解備用電源的能量狀態(tài)，大大提高了系統(tǒng)的安全可靠性。北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.2. 2. 變槳系統(tǒng)接口定義變槳系統(tǒng)接口定義2.12.1 變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖北京國電思達科技有限公司北

14、京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.滑環(huán)進線包括滑環(huán)進線包括400VAC400VAC電源線，電源線，Profibus DPProfibus DP通訊線，通訊線，1212芯芯24VDC24VDC電源線。電源線。2.2 2.2 滑環(huán)進線接口定義滑環(huán)進線接口定義北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.3. 3. 控制方案和故障診斷控制方案和故障診斷風(fēng)電主控采用Profibus DP 方式與軸箱PLC通

15、訊。Profibus DP 通訊波特率1.5兆北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.3.1 3.1 控制方案控制方案 軸柜內(nèi)的軸柜內(nèi)的CAN BUSCAN BUS通訊柜內(nèi)通訊柜內(nèi)PLCPLC、電源管理模塊、變頻器之間采用、電源管理模塊、變頻器之間采用CAN BUS CAN BUS 通訊方式。通訊方式。北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.3.1.1 3.1.1 安全鏈及

16、安全鏈及EFCEFC緊急順槳緊急順槳 風(fēng)機安全鏈串入三個軸箱PLC OK 8K3觸點回路,當(dāng)有故障發(fā)生時，安全鏈斷開，進入緊急模式。EFC緊急順槳信號分別接入三個軸箱的繼電器，當(dāng)發(fā)生EFC時，繼電器失電，風(fēng)機順槳。北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.1）自動模式：正常工作，接受風(fēng)電主控位置指令。2）手動模式：3）強制手動模式：PLC第2個EL1008第1個通道為強制手動信號。具體實現(xiàn)：短接軸柜內(nèi)2X1的9和10端子。ForwardForward：開槳：開槳BackwardBack

17、ward：收槳：收槳A A：自動模式：自動模式M M：手動模式：手動模式3.1.2 3.1.2 控制方案控制方案-操作模式操作模式北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.ForwardForward：開槳：開槳BackwardBackward：收槳：收槳控制方案控制方案低電壓穿越（低電壓穿越（LVRTLVRT） 當(dāng)變槳系統(tǒng)交流失電或故障時，整個變槳系統(tǒng)切為超級電容供電，8s后進入緊急模式，變槳系統(tǒng)順槳到安全位置。這種控制策略能使變槳系統(tǒng)實現(xiàn)低電壓穿越功能，維護電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。北京國

18、電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.3.2 3.2 故障診斷故障診斷3.2.1 3.2.1 進入緊急模式。進入緊急模式。緊急模式槳葉轉(zhuǎn)到緊急模式槳葉轉(zhuǎn)到8989位置的故障包括：位置的故障包括：1)本槳葉位置小于最小位置限值 8) 電機堵轉(zhuǎn)2)本槳葉位置大于最大位置限值 9) 變頻器超溫3)變槳電機轉(zhuǎn)速超過最高轉(zhuǎn)速限值 10）軸箱超溫4)Profibus DP通訊故障 11）超級電容中間電壓比較錯誤5)安全鏈動作 12）90位置傳感器故障 6)主電源故障 13）3位置傳感器故障7) 欠壓3.2.2 3.2.2 進入緊急模式進入緊急模式緊急模式槳葉轉(zhuǎn)到95位置的故障包括：1）Can通訊故障2）編碼器故障3）Enable故障北京國電思達科技有限公司北京國電思達科技有限公司BEIJING GUODIAN STAR SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD.3.3 3.3 故障復(fù)位控制故障復(fù)位控制 復(fù)位1) 90位置傳感器故障 7) 電機堵轉(zhuǎn)2) 3位置傳感器故障 8) 變頻器超溫3) 編碼器故障 9) 軸箱超溫4