華銳15mw風(fēng)力發(fā)電機組培訓(xùn) (電氣部分)

1、概述2022/7/81主要內(nèi)容電控部分主要由以下幾個方面組成：Training 1500 ControlTraining 1500 YawTraining 1500 Brake Training 1500 OilTraining 1500 WaterTraining 1500 ConverterTraining 1500 pitchTraining 1500 BatteryTraining 1500 Safety ChainTraining 1500 Other2022/7/82Control控制系統(tǒng)主要分為兩部分：通信回路控制面板遠程PWM遠程PWM軟件的操作方法和現(xiàn)場的控制面板基本一致，建

2、議在掌握控制面板的使用方法后，再學(xué)習(xí)PWM軟件的使用。2022/7/83Control通訊回路2022/7/84Control通訊回路2022/7/85Control控制面板優(yōu)點只有一個接口位于控制柜NCC310柜門連接到主站PLC位于控制柜TBC100柜門連接到塔基PLC不需要額外的操作軟件簡單、使用、可靠2022/7/86Control控制面板可以操作的對象：風(fēng)機的啟動、停止變槳的啟動、停止剎車的啟動、停止變頻器的相關(guān)操作偏航的操作油冷系統(tǒng)的操作水冷系統(tǒng)的操作加熱系統(tǒng)的操作2022/7/87Control控制面板可以查看的參數(shù)信息風(fēng)機所處的狀態(tài)例如：運行、停機、故障查看即時的故障信息例如：

3、故障代碼、簡單描述各個設(shè)備的即時參數(shù)例如：溫度、電壓、角度各個設(shè)備所處的狀態(tài)例如：啟動、停止信息的記錄例如：發(fā)電量、發(fā)電時間、耗電量2022/7/88Control控制面板2022/7/89Control菜單內(nèi)容2022/7/810ControlWPM遠程的WPM操作有Server、Local組成Server用于整個風(fēng)場的管理Local用于單個風(fēng)機的管理其操作方法和使用控制面板基本一致control2022/7/811主程序界面2022/7/812群操作2022/7/813風(fēng)機狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)不在線狀態(tài)故障狀態(tài)2022/7/814查看某臺風(fēng)機的詳細信息單擊主界面內(nèi)某臺風(fēng)機即可2022/7/815某

4、臺風(fēng)機主界面2022/7/816命令欄詳細信息2022/7/817實時數(shù)據(jù)POWER一分鐘有功功率WINSPE一秒鐘平均風(fēng)速IWINFIL五分鐘平均風(fēng)速2022/7/818Spe.Con發(fā)電機檢測速度Spe.Rot輪轂檢測速度速度2022/7/819變槳IhububTor 變槳電機力矩IhububTor 變槳電機力矩IhububTor 變槳電機力矩HubPos001 葉片1角度HubPos002 葉片2角度HubPos003 葉片3角度2022/7/820溫 度2022/7/821歷史數(shù)據(jù)-故障 2022/7/822歷史數(shù)據(jù)-故障 2022/7/823歷史數(shù)據(jù)-總計數(shù)器 2022/7/824歷

5、史數(shù)據(jù)-功率曲線 風(fēng)頻發(fā)電量2022/7/825工作概況SL1500風(fēng)力發(fā)電機組目前使用的是超聲波風(fēng)速風(fēng)向測試儀。風(fēng)速儀可以測量風(fēng)速、風(fēng)向、和外界溫度。通過防雷模塊、串行通訊數(shù)據(jù)線傳給從站PLC。通過對風(fēng)向的測試，確定風(fēng)力發(fā)電機組與正風(fēng)向之間的夾角。通過對風(fēng)速的檢測，從而限制風(fēng)力發(fā)電機組的工作狀態(tài)2022/7/826工作概況風(fēng)速范圍065m/s風(fēng)向范圍0360 溫度范圍-40+70C加熱功能2022/7/827工作原理風(fēng)速和風(fēng)向的測量測量結(jié)果處理為瞬時風(fēng)速、5min的平均風(fēng)速2022/7/828信號采集和通訊協(xié)議風(fēng)速風(fēng)向儀與RS232/RS485轉(zhuǎn)換設(shè)備的RS485接口連接根據(jù)轉(zhuǎn)換接口撥碼設(shè)置

6、不同，連接方式也不同。PLC與風(fēng)速儀間數(shù)據(jù)傳輸遵照RS232協(xié)議風(fēng)速儀信號有RXD、RXD、TXD、TXD、24V電源。6（RXB）53（TXB）47（RXA）24（TXA）1雙工模式 （8、9 off）6（RXB）457（RXA）12單工模式 （8、9 on）RS422接口端子風(fēng)速儀接口端子工作模式單工 雙工使用中2022/7/829偏航變頻器偏航變頻器與從站PLC連接，PLC通過CAN總線與偏航變頻器通訊。偏航變頻器內(nèi)部有獨立的程序。PLC內(nèi)對偏航變頻器有設(shè)置程序。偏航變頻器需要380VAC，經(jīng)過PLC的程序要求，控制偏航變頻器動作。2022/7/830*31偏航用變頻器為開環(huán)系統(tǒng)。硬件上

7、，偏航用變頻器采用了一拖多的控制拓撲結(jié)構(gòu)：即一臺變頻器控制四臺電機。軟件上，變槳用變頻器采用開環(huán)控制，由PLC接受凸輪的位置反饋信號，并向變頻器發(fā)出速度控制指令、啟動時間等信息，從而調(diào)節(jié)了偏航角度。偏航變頻器31偏航變頻器偏航變頻器存在以下兩種操作模式：PLC模式偏航變頻器在PLC模式下工作，由PLC經(jīng)過CANopen將相關(guān)頻率和啟動/停止命令傳送給偏航變頻器。命令信號也決定了偏航的方向。手動模式手動模式通過連接手動控制盒連接完成。在手動模式下，偏航變頻器通過手動操作盒上的兩個按鈕控制。輸入信號F（手動偏航）：向左偏航輸入信號R（手動偏航）：向右偏航2022/7/832手動偏航利用三相380V

8、交流電源和手動控制盒即可實現(xiàn)。2022/7/833偏航電機偏航電機的額定工作電壓是380VAC，額定功率2.2kW偏航電機通過偏航齒輪箱與偏航大齒圈咬合。偏航電機有溫度控制開關(guān)保護電機在正常溫度范圍內(nèi)工作。2022/7/834偏航電機 剎車反饋 溫度控制開關(guān)2022/7/835旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器主要執(zhí)行兩個任務(wù)第一，檢測機艙偏航超出工作位置。第二，計算偏航旋轉(zhuǎn)角度。2022/7/836偏航系統(tǒng)的功能是什么?在安裝時配合葉輪吊裝調(diào)整機艙方向，最大限度的吸收風(fēng)能組成風(fēng)速風(fēng)向儀偏航變頻器偏航電機旋轉(zhuǎn)編碼器工作情況偏航變頻器與PLC連接，控制偏航電機的動作四個偏航電機統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，達到偏航目的偏航計

9、數(shù)器對偏航角度進行計算，反饋報警信號左右方向偏航極限限制報警偏航系統(tǒng)2022/7/837為什么我們需要制動器?應(yīng)用于以下情況： 過速 緊急停機風(fēng)機進行維護時為了鎖上葉輪鎖Brake主要功能2022/7/838Brake傳感器剎車壓力傳感器剎車調(diào)整傳感器剎車打開反饋剎車調(diào)整反饋剎車警告?zhèn)鞲衅鲃x車片磨損報警2022/7/839Oil原則油冷的目的是什么?為齒輪箱潤滑冷卻齒輪油組成齒輪箱油冷泵、過濾器、溫度傳感器油冷風(fēng)扇工作情況到齒輪箱和冷卻系統(tǒng)分兩套回路由參數(shù)的設(shè)定而決定油路2022/7/840Water為什么要有水冷系統(tǒng)？對發(fā)電機、變頻器、機柜進行冷卻。組成水泵、溫度感應(yīng)模塊沒有風(fēng)扇的冷卻器沒有

10、過濾器傳感器：冷水溫度、熱水溫度、水壓力狀況溫度感應(yīng)模塊在軟件中不起作用2022/7/8412022/7/842水管分布2022/7/843*44SL1500中變頻器功能介紹變頻器具有以下特點：系統(tǒng)元件按20年使用壽命設(shè)計。系統(tǒng)可在恒定的轉(zhuǎn)矩或功率下工作，突變轉(zhuǎn)矩和作用在機械部件上的合力被有效地減到最小，因此使用壽命更長。變頻器可以通過控制柜上的按鈕、PC機或者自動控制系統(tǒng)來操作。當發(fā)出啟動信號時，變頻器可在設(shè)定的速度范圍內(nèi)自動運行或者由PLC控制系統(tǒng)根據(jù)輸入?yún)?shù)控制變頻器自動運行。緊湊、體積小。防護等級為IP55，有效的防塵防水。冷卻系統(tǒng)采用空水冷冷卻方式。功率變頻器內(nèi)部通過位于柜側(cè)的空氣水

11、換熱器進行冷卻。此外在功率變頻器內(nèi)有一套專門冷卻功率半導(dǎo)體的空氣水換熱器。有效散熱、防止變頻器溫度過高，保護器件和系統(tǒng)。44Converter2022/7/845Converter2022/7/846SL1500中變頻器功能介紹發(fā)電機用變頻器。硬件上，發(fā)電機用變頻器為IGBT整流變頻器，SVPWM(空間矢量脈寬調(diào)制 )技術(shù)。2022/7/847SL1500中變頻器功能介紹發(fā)電機側(cè)變頻器與發(fā)電機轉(zhuǎn)子相連。功率容量上，兩倍于網(wǎng)側(cè)變頻器。軟件上，發(fā)電機側(cè)變頻器采用矢量控制，接受來自發(fā)電機的速度反饋并進行解藕。2022/7/848SL1500中變頻器功能介紹電機側(cè)變頻器發(fā)電機力矩控制功率因數(shù)調(diào)節(jié)發(fā)電機

12、同步速度監(jiān)視Crowbar觸發(fā)2022/7/849SL1500中變頻器功能介紹網(wǎng)側(cè)變頻器與電網(wǎng)連接。2022/7/850LSC和GSC的目的電網(wǎng)側(cè)變頻器控制DC母線預(yù)充電線路濾波同步處理電網(wǎng)監(jiān)視2022/7/851 變速恒頻發(fā)電機組具有以下優(yōu)點：雙饋異步發(fā)電機只處理轉(zhuǎn)差能量就可以控制電機的力矩和無功功率，降低了變頻器的造價。變頻器的最大容量僅為總機組容量的1/3左右。在最大輸出功率時，轉(zhuǎn)子和定子共發(fā)出1.5MW的電能。轉(zhuǎn)差頻率調(diào)節(jié),調(diào)速范圍為發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速的33.3。降低控制系統(tǒng)成本、減少系統(tǒng)損耗，提高效率。功率因數(shù)可調(diào)，發(fā)電機組具有無功功率控制能力，功率因數(shù)可恒為1。根據(jù)需要，功率因數(shù)可在額

13、定電壓下最大達到容性0.95，感性0.90。低風(fēng)速時能夠根據(jù)風(fēng)速變化，在運行中保持最佳葉尖速比以獲得最大風(fēng)能；高風(fēng)速時儲存或釋放風(fēng)能量，提高傳動系統(tǒng)的柔性，使功率輸出更加平穩(wěn)。先進的雙PWM變頻器，實現(xiàn)四象限運行。變速恒頻技術(shù)大幅延長了核心部件的使用壽命，同時顯著提高發(fā)電量。 2022/7/852*53直驅(qū)發(fā)電機能量流圖93.2% 電網(wǎng)100%變頻器發(fā)電機4.0%2.8%功率損耗功率損耗53*54雙饋感應(yīng)電機能量流圖77.8%100%19.4%0.8% 能量損耗變頻器18.6%96.4% 電網(wǎng)2.8%發(fā)電機54 交流勵磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示，其中省略了變壓器、濾波器等構(gòu)件。

14、其中定子接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組由頻率、相位、幅值都可以調(diào)節(jié)的三相低頻交流勵磁電流2022/7/855并網(wǎng)過程演示2022/7/856Pitch主要功能為什么要有變槳系統(tǒng)？在風(fēng)速小于目標風(fēng)速時，通過調(diào)整葉片角度，來得到最佳的發(fā)電功率。當風(fēng)速大于目標風(fēng)速時，變槳系統(tǒng)調(diào)節(jié)葉片角度，控制風(fēng)機的速度和功率維持在一個最優(yōu)的水平。當安全鏈斷開的時候，把葉片轉(zhuǎn)到順槳位置（安全運行），把風(fēng)輪當成一個空氣動力學(xué)的剎車來使用。利用風(fēng)和葉輪的相互作用，減小擺動從而將機械負載最小化。變槳系統(tǒng)是如何實現(xiàn)的？從站PLC發(fā)出命令電氣變槳系統(tǒng)，3個由變頻器控制的變槳伺服電機間接變速裝置。機艙內(nèi)的電池系統(tǒng)。2022/7/857輪轂軸

15、承小齒輪避雷裝置玻璃鋼外殼Pitch2022/7/858結(jié)構(gòu)： 變槳制動器輪轂輪轂變槳控制柜變槳限位撞塊變槳接近開關(guān)緩沖器極限工作位置開關(guān)極限工作位置撞塊輪轂罩分隔壁導(dǎo)流帽變槳控制原理與功能2022/7/859滑環(huán)系統(tǒng)每個葉片一個配備 - 變槳機柜 - 變槳驅(qū)動 (齒輪箱, 補助馬達間接變速 裝置, 編碼器，飛輪單元，剎車) - 接近傳感器 - 工作位置開關(guān) 變槳機柜包括 - 變槳變頻器, 剎車斷路器, - 總開關(guān), 230VAC 工組插頭 - 機柜加熱器 - 繼電器Pitch2022/7/860與其他類型的風(fēng)力發(fā)電機組相比，減少了元件的數(shù)量。剎車系統(tǒng)有完整的空氣動力學(xué)故障保護。 輪轂內(nèi)沒有電

16、池。Pitch2022/7/861*62Pitch62*63變槳用變頻器為伺服系統(tǒng)。硬件上，變槳用變頻器采用了一公共整流，三個變槳變頻器通過逆變控制電機。軟件上，變槳用變頻器采用矢量控制，并進行位置控制，從而對槳葉角度進行快速、準確的調(diào)節(jié)。Pitch63風(fēng)向順槳位置變槳電機小齒輪變槳齒輪邊緣工作位置大約90度的調(diào)節(jié)范圍Pitch2022/7/864兩個獨立的剎車系統(tǒng)：電氣機械Pitch2022/7/865Battery為什么要電池單元？確保在電網(wǎng)短時間掉電的時候風(fēng)機可以正常運行在掉電后，變槳系統(tǒng)可以安全停機掉電后，為控制系統(tǒng)提供24V電源2022/7/866Battery2022/7/867用

17、途 電池通過整流橋連接到普通的直流電源供電單元，確保變槳系統(tǒng)供電不會中斷。風(fēng)機在自動運行時，首先要檢查電池系統(tǒng)是否正常。加熱溫度傳感器在電池柜內(nèi)，并由PLC控制。當溫度在零度以下時，機柜加熱啟用。加熱控制通過PLC執(zhí)行。Battery2022/7/868Safety Chain安全鏈的目的是什么？保護風(fēng)機GL證書的一部分保護風(fēng)機的最后一道防線注意：必須檢測決不允許修改錯誤是很嚴重的2022/7/869Safety Chain24VDC供電, 熔絲，急停發(fā)電機超速振動開關(guān)輪糓超速看門狗制動器位置工作位置變槳驅(qū)動存儲繼電器輪糓超速三個葉片故障制動器打開制動器關(guān)閉2022/7/870Safety Chain認真對待這些檢查，它是保護風(fēng)機的最后一道防線！2022/7/871Others防雷保護2022/7/872*73雷擊- 大氣放電的電流路徑。- 人和物體都有危險。- 雷擊是一個大氣的放電過程。結(jié)果- 放電電流的熱效應(yīng)、磁效應(yīng)和機械效應(yīng)。- 沿著放電路徑電壓下降。- 在供應(yīng)系統(tǒng)中暫時的波動過電壓。Others防雷保護73*74Others防雷保護保護理論- 基于麥克斯韋爾的磁平衡理論。- 磁感應(yīng)遠遠比阻抗嚴重。- 當直徑增加的時候磁感應(yīng)下降。74*75實現(xiàn)一些導(dǎo)體在外表面，在閉合的表面內(nèi)磁場為零