金风变桨系统培训

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1、兆瓦机组变桨系统培 训Vensys变桨系统天源科创主要器件介绍 控制原理 结构组成 操作控制 数据的检查及功能测试1、变桨直流电源NG 5 2、变桨变频器AC 23、变桨后备电源-超级电容4、PLC功能模块5、中间继电器和熔断器6、散热风扇7、风扇电源滤波器和24V电源8、旋转编码器主要器件介绍：18724691035变桨系统所在位置 1.叶片 2. 轮毂 3.变桨系统 4.发电机转子 5.发电机定子 6.偏航电机 7.风速仪、风向标 8.基座 9.塔筒 10 .提升机变桨系 统外观 变桨电机变桨柜轮毂变桨柜内部结构图变桨直流电源NG 5变桨直 流电源 NG 5NG5壳体上充电程度指示器： 红

2、色LED灯表明电池处于初始化充电阶 段； 黄色LED灯表明电池已经达到80%的充电量； 绿色LED灯表明电池已经充满。缺相报警指示器 当交流电源发生缺相的时候，红色LED 灯会亮起。这时电 池充电器停止工作，充 电程度指示器变成黄灯。检查 交流电源和 输入保险。NG5是为变浆电机提供电源。额定输入电压400VAC，额定输出电压60CDC ，额定输出电流80A。 变桨变频器AC 2变桨变频 器AC 2AC-2异步电机用高频MOSFET逆 变器变桨逆变器的输入电压为60V，最大输出电流为450A输出为29VAC为变浆电 机提供动力电源。AC2代表了当今最为先进的技术(IMS功率模块，Flash内存

3、 ，微处理器控制，Can Bus)。上面分别给出AC2的图片和内部结构示意图。变桨后备电源-超级电容变桨后备电源-超级 电容（NG5的后面）电容单元的主要参数： 型号：4-BMOD2600-6 额定电压：60Vdc 容量：108F 可用能量：150kJ 超级电容是由4个超级电容组串联而成的 超级为变浆系统提供备用电源，是由4个超级电容组串联而成的额定 电压为60V总容量为108F，可用能量为150kJ。每个超级电容组430F，16V。超级电容能量存储模块是一个独立的 能量存储设备，最多能够存储55kJ(15.3Whr)的能量。能量存储模块由6 个独立的超级电容单元、激光焊接的母线连接器和一个主

4、动的、完整的 单元平衡电路组成。单元可以串联连接以获得更高的工作电压(215F， 32V；143F，48V；107.5F，64V等)。也可以并联连接提供更大的能量 输出(860F，16V；1290F，16V等)或者是串联和并联的组合来获得更高 的电压和更大的能量输出。当串联连接的时候，单元到单元之间的电压 平衡问题可以通过使用我们提供的双线平衡电缆来加以解决。超级电容模块的包装是一个耐损耗的冲压铝外壳。这样一个外壳是永久封 装的，不需要维护。 变桨超级电容的优点。a、充电电流大，充电时间短；b、交流变直流的整流模块同时作为充电器，无须再单独配置充放电管 理电路；c、超级电容的容量随使用年限的增

5、加，减小的非常小。d、寿命长；e、无须维护；f、体积小，重量轻等优点;g、充电时发热量低。PLC功能模块PLC功能模块A10功能板1.BC3150是PROFIBUSDP总线端子控制器，在 PROFIBUS-DP 系 统中作为智能从站使用，实现的功能，一方面负责变桨控制系统与主控 制器之间的通信，另一方面负责变桨控制系统外围信号的采集处理和对 变桨执行机构的控制。2.电源反馈板A10，采集超级电容电压和电流。输入至倍福模块。继电器和熔断器熔断器继电器90度限位开关检测叶片位置不得超过90度。变浆系统有可能选编故障， 导致叶片旋转位置超过限位。而0度接近开关检测的是叶片在-2度至5度 的角度，当0

6、度接近开关大于6.5度时检测到信号，或小于3.5度时检测不 到信号，均会导致紧急停机需求。变浆柜内各继电器作用： 继电器K2：控制变桨电机刹车松、抱闸，同时对变桨电机冷却风扇M2 、散热器冷却风扇M3运行进行控制。 继电器K3：由限位开关控制，当叶片接触到限位开关时，继电器K3线圈 失电，逆变器内部直流控制电源断电，变桨电机刹车抱闸。 继电器K4：安全链控制继电器，由总线端子控制器BC3150检测变桨系 统自身安全链信号是否正常，只有变桨系统安全链正常时,继电器K4的线 圈导通，否则，继电器K4的线圈将失电，由轮毂反馈给机舱的安全链信 号是断开的。 继电器K5：用于控制变桨控制柜内部加热器R0

7、的运行,继电器K5线圈得 电，加热器工作，反之，加热器停止工作； 继电器K6：用于控制变桨控制柜内部冷却风扇M4的运行, 继电器K6线圈 得电，风扇工作，反之，风扇停止工作； 继电器K8：用于控制充电器NG5是否有直流电压输出, 继电器K8线圈得 电，NG5停止直流输出，反之，NG5输出正常； 继电器K7：用于检测由机舱进入轮毂的安全链信号是否正常, 继电器K7 线圈得电，安全链正常，反之，安全链已断；散热风扇AC 2散 热风扇柜体散热风扇风扇电源滤波器和24V电源24V电源风扇电源滤波器旋转编 码器 将机械转动的模拟量(位移)转换成以数字代码形式表示的 电信号，这类传感器称为编码器又称数字编

8、码器 。 位置处在变桨电机的后部。对变桨角度进行检测。哈丁接头控制原理兆瓦机组使用的是变浆变速控制，在启动阶段叶片位置从 顺浆变浆至54度，直到叶轮转速增加到8.8RPM，机组发 电。发电后叶片角度与风的大小状况决定。变速变桨距控 制的优点和功能是: 1）.通过变速、变桨的控制吸收更多 风能，2）.在停机时为叶轮提供气动刹车，3）.减少作用 在机组上的极限载荷。 变浆变速额定风速以下通过控制发电机的转速使其跟踪风 速。额定风速以下阶段要实现的主要目标就是让叶轮尽可 能多的吸收风能，由于额定风速以下风速较小，因此，此 时没有必要变桨，只需要将叶片角度设置为规定的最小桨 矩角，这样可以跟踪最优Cp

9、。额定风速以上通过扭矩控 制器及变桨控制器共同作用，使得功率、扭矩相对平稳。 单个变桨柜内回路介绍单个变桨柜内回路介绍变桨柜内进入的变桨柜内进入的400V400V动力电缆首先进入直流单元动力电缆首先进入直流单元NG5NG5。 NG5NG5是一是一400V400V交流变成交流变成60V60V直流的电压源。直流的电压源。NG5NG5变压送出的变压送出的60V60V直流电压给超级电容充电。直流电压给超级电容充电。NG5NG5具有检具有检 测输出电压功能。检测超级电容电压低于测输出电压功能。检测超级电容电压低于55V55V时，自动给超时，自动给超 级电容充电。充至级电容充电。充至60V60V停止。停止

10、。超级电容分别为逆变器超级电容分别为逆变器AC2AC2，DC-DCDC-DC模块供电。模块供电。 AC2AC2是高频逆变器，是高频逆变器，60V60V直流变直流变45V45V交流电源，供给变桨电交流电源，供给变桨电 机变桨。机变桨。 DC-DCDC-DC模块是模块是60V60V直流变直流变24V24V直流的电压转换器。为倍福模直流的电压转换器。为倍福模 块和继电器提供电源。块和继电器提供电源。结构组成变浆系统使用的VENSYS的电气系统。变浆系统 共包括变桨控制柜、变桨驱动、皮带、皮带轮、 叶片五部分。变浆驱动中包含变浆电机、变浆减 速器。变浆控制柜为变浆电机提供电源，变浆电 机带动皮带、皮带

11、轮工作，驱使叶片上的变浆盘 旋转，使叶片调整角度。 变浆柜通过滑环与机舱柜连接进行数据交换，经 过滑环的线路分别为400伏电源线、安全链回路 线、DP 总线。变浆系统结构图操作控制变桨系统的控制模式分为以下几种： 自动变桨模式：正常工作状态，主控程序控制； 手动变桨模式：调试、维护状态；只有当两只叶片的位置 在86度附近，第3只叶片才能向0度变桨，单只叶片的变桨 范围被限制在87度到5度之间（叶片向0度变桨到接近开关 动作为止）； 强制手动变桨模式：调试、维护状态；3只叶片都可以向0 度变桨，不受86度限制，也不受0度接近开关和90度限位 开关的限制，只要在变桨齿形带的范围之内都可以变桨。变浆

12、柜体上有3个控制旋钮，分别为主控制开关Q1，自动 /手动旋钮S1，向前/向后变浆旋钮S2。 Forward：朝0度变桨； Manual:手动控制模式； Backward：朝90度变桨； Auto: 自动控制模式；先前/向后变 桨控制旋钮手动/自动变 桨控制旋钮400V电源 断路器变桨控制柜状态设置 变桨控制柜主断路器Q1：OFF 变桨模式选择旋钮S1：M 强制手动变桨模式：激活。激活方法：移出X11：8、9短接排，插入 X11：5、6进行短接。检查变桨系统的通讯地址：变桨控制柜1子站地址为：41；变桨控制柜2子 站地址为：42；变桨控制柜3子站地址为：43。地址设定方法：面对BC3150， 在

13、DP接口下有2个旋转码盘，第1个码盘为“1”，第2个码盘为“10”。例如图3 设定地址41，将第1个码盘设定为1，第2个码盘设定为4。DP连接器的设置：41号子站DP连接器上的终端电阻需拨至“OFF”位置， 42号子站DP连接器上的终端电阻需拨至“OFF”位置，43号子站DP连接器终端 电阻需拨至“ON”位置。（若按顺序调试，调试那个变桨系统可先将DP连接器 终端电阻拨至“ON”位置）24VDC+端子排（见图）， X3：14为旋转编码器清零点（见图）。上电时打开柜体，依次测量400VAC、230VAC、60VDC、24VDC电压。 断电后，超级电容电压仍热存在，注意危险。24VDC+端子排短接

14、线连接清零X3端子排，14端口操作规范： 进行以下操作时，要求两人进行操作，一人进行变桨操作，一人进行变桨 机械设备安全监测，保证变桨时机械设备始终在安全的区域。安全区域是指变 桨盘两端与变桨驱动齿轮保持一定的安全距离，使齿形带对变桨盘两端的固定 平板存在垂直于平板面的力矩。 操作方法：旋转变桨旋钮S2至“F”，使叶片逆时针旋转（面对轮毂），旋转时注意接近 开关是否与挡块干涉。在变桨盘0侧（触发接近开关的挡块侧为0侧）上有一 刻度线，使其与轮毂上0线对齐（若无明显标记，也可以用对叶片锁定的销孔 的方式对零或者用数螺栓的方式对零），然后使用短接电缆短接端子X3：14与 X2：8持续3秒后断开，主

15、控调试人员观察叶片变桨角度数据是否为0，为0度则 清零成功。清零成功后，用短接线把端子X3：14接地。旋转编码器的清零操作操作规范：进行以下操作时，要求两人进行操作，一人进行变桨操作，一人进行变桨机械设备 安全监测，保证变桨时机械设备始终在安全的区域，并且在停止变桨时，进行传感器 位置的调节。0接近开关位置校正：旋转变桨旋钮S2至“B”，使叶片顺时针旋转（面对轮毂），主控调试人员观察叶片 角度，旋转至5时，停止变桨。调整挡块与接近开关，使接近开关被触发，但大于5 时接近开关不被触发，调整接近开关与挡块之间的距离在12mm。调节完毕后，观 察0接近开关反馈为高电平，如果为低电平，说明接近开关未被

16、触发，需要继续调节 。完成上述操作以后，旋转变桨旋钮S2至“F”，使叶片逆时针旋转（面对轮毂），观 察0度接近开关反馈与叶片角度，使叶片角度停止在-2，在此角度范围内0度接近开 关反馈必须持续为高电平，如果存在低电平，则需要缩小接近开关与挡块间的距离， 但勿必保证接近开关与挡块不摩擦。 0度接近开关挡块调整操作90限位开关位置校正：旋转变桨旋钮S2至“B”，使叶片顺时针旋转（面对轮毂），观察叶片角度，旋转至92时，停止变桨 。调整挡块与限位开关，使限位开关被触发，但小于92限位开关不被触发，调整限位开关的滚轮在 挡块斜面与平面形成的凸角处触发，防止限位开关被挡块撞断。调整完毕后，观察90限位开关反馈 ，如果为高电平，说明限位开关未被触发，需要继续调节。完成上述操作后，手动变桨进行测试， 观察叶片角度在92附近，90限位开关反馈信号的变化是否符合调试要求。90度限位开