本文格式为Word版,下载可任意编辑风力发电机说明书FT000107 G52/G58_850KW风力发电机说明书 编号:FT000107-IT.R01 1. G52/G58_850KW风力发电机说明 Gamesa制造的G52/G58 – 850 kW风力发电机是有三个叶片的上风安装转子发电机,该发电机由一变桨距调整系统和一主动偏转系统操纵 G52/G58 – 850 Kw是具有动力相等、电气和机械特性一致的两台风力发电机,两台风力发电机之间的识别在于G52更加适合于具有较大风能潜力(年均风速在大约8.5到 10m/sec.)的地方,风力等级为Ia和IIa然而,在其它地方风速可能要小一些(年均风速为 6.5m/sec.),在这样的地方,具有更大直径的G58可以获取更多的能量,但它只限于风能潜力较小(IIIb级)的地方 G52/G58 – 850 kW风力发电机有直径分别为52m和58m的转子,并且使用能够使风力发电机适应可变转子速度工作的操纵系统 转子包括三个带可沿整个扇面变化桨距的叶片、桨距变化支承和延展性铸铁轮毂叶片的长度为25.3m(G52)28.3m(G58),叶片是用预浸料坯技术由玻璃纤维制成。
每块叶片包括粘到支持梁上的两片壳体特殊钢衬垫连接叶片到相应的支承叶片支承包括4点接触球支承,支承用螺栓连接到叶片轮毂通过机舱内的液压系统操纵叶片的啮合角变化,允许从-5转到90该系统还给机械制动系统供给压力 发电机的变桨距调整系统由Optitip系统操纵,片面操纵该系统可以根据动力生产和噪声发生,在任何时候对叶片工作角供给分外精细的调理 在风速高时,无论空气温度和湿度如何,Ingecon系统和变桨距系统都可维持动力为常值在风速低时,通过选择转速(rpm)和桨距的优化组合,Optitip系统和Ingecon操纵优化能量生产 主轴通过齿轮箱传送动力到发电机齿轮箱包括4种组合状态:一阶段的行星齿轮和三个平行轴动力通过卡登联轴器从齿轮箱传到发电机 发电机是双反应绕线式发电机,它有使用滑环的缠绕转子发电机有2对电极,因此同步转速是1500rpm,但是,在转子电流的操纵下,发电机可以工作在可变的转速下,转速的变化范围为从900rpm到1950rpm 风力发电机的主制动器是空气动力制动器冗余的机械制动器是盘式制动器,它是通过液压举行操作并且安装在齿轮箱的高速输出轴上 风力发电机的全体功能由操纵器起动并管理,操纵器是基于PLC的。
风力发电机的操纵系统安装在机舱内 偏转系统包括两个齿轮马达,马达由风力发电机的操纵器根据安装在机舱顶部的风向标发来的信息举行操作偏转系统的马达转动旋转系统的齿轮,旋转系统与安装在塔的顶部的偏转齿轮的轮齿相啮合,因而,机舱在磨擦力的作用下开头转动 机舱外壳由聚合物玻璃纤维制成,它可养护机舱内部的各组件免受雨、雪、灰尘、太阳辐射等的破坏从塔内通过中心开口可以到达机舱 机舱内部包含有一台125Kg的维护吊车 对于G52和G58两种型号,风力发电机塔都供给有三种不同的高度(44m、55m和65m),且它的形状为向上逐步变细的金属管状,且分成两到三段塔用特殊的防腐蚀养护漆漆过 2. 风力发电机的组成 G52/G58风力发电机侧视图 1 根本框架 2 主轴 3 轮毂 4 叶片 5 叶片支承 6 齿轮箱 7 齿轮连接棒 8 盘式制动器 9 发电机 10 万向联轴器 11 液压单元 12 偏转马达 13 偏转齿轮 14 扭矩传感器 15 顶部操纵器 G52/G58风力发电机顶视图 3. 气候条件 G52被设计用在年均风速达成10m/sec且有高湍流(10分钟典型风力偏转,平均18%,达成15m/sec),平均等级为IA的地点。
G58被设计用在年均风速达成6.5m/sec且有高湍流(10分钟典型风力偏转,平均16%,达成15m/sec),平均等级为IIIA的地点 环境温度在-20C到40C之间 风力发电机在风场中安装时,各风力发电机之间在主风向上的距离至少理应在5倍转子直径(260m)以上 相对湿度可达100%防腐相当于ISO 12944-2的C5-M类腐蚀(外部)和C2到C3(内部) 4. 电网条件 风力发电机务必连接的电网的条件是690 V, 50 Hz运行时的电流波动范围务必在额定值的+10到-10%以内频率的变化范围是+2到-3Hz 电网在所述的范围内务必足够稳定,假设频繁的电压或者频率变化超过工作限度,那么可能导致机器机械部件的损坏在风力发电机的整个寿命周期内,平均每个星期只能展现一次电力系统断电 对于独立的小电网,有必要查验电网的实际状态 风力发电机的操纵系统使功率保持在850KW,即便风速超过了额定风速(对于G52额定风速为大约15m/sec,对于G58额定风速为大约13m/sec) 由于电网的网络同步程序,在全体工作条件下,从操纵面板的输出可以得到单一的690V的功率因数为一且从输出到电网的连接顺畅。
务必有一个最大阻值为10Ω的对地连接而且,建议将风力发电机连接到TN网络接地系统务必适应地形条件接地中性阻抗务必符合当地有关管理部门的要求 5. 发电系统说明 G52/G58_850KW风力发电机是一有三个变桨距叶片的,且转速可变的风力发电机 由于发电机和变换器的组合形成一种被称为“双输入机器”的组件,发电系统可以工作在可变的转速 在感应式发电机中,定子是唯一连接到电网的电路转子电路被限制在风力发电机的旋转片面之中,被短接,与外部没有连接双绝缘机器通过操纵转子电流的大小和频率,来建立起机械扭矩和旋转速度的梦想值为了可以接触到转子系统,电力系统把感应式发电机和缠绕转子组合起来,转子可经由滑环通电,滑环连接到操纵转子电流的频率变换器 发电系统确保风力发电机的速度和机械扭矩能够一向供给稳定的电功率到电网 由于加在发电机的工作方法(有对转子电流的大小和频率的调理)的理由,对于电网来说它被看作感应式发电机对转子电流举行操纵的结果是,有可能通过定子进而通过功率因数操纵电压和电流的相差,功率因数可通过操纵系统作为一个可定义参数强加给系统因此,没有必要用到无功功率补偿设备,在电网上的功率损耗就会下降。
感应式发电的另一结果是,这种发电系统能够平滑地连接到电网中,这也是这种发电方式的一大特点这种平滑的连接是通过一种“电网同步”程序得到的,由此,定子上产生的电压与电网中的电压大小相等、相位一致,因此,它以零连接电流和简朴的接触器连接到电网,而不需要另外的设备 G52/G58_850KW风力发电机的发电系统还有另外的优势机械扭矩操纵的结果是,可以减轻传动系统上的载荷,因而可以将突然的暴风所产生的多余能量贮存为转子的转动能量同样,转子噪声水平相比风速对比低时由于转速低所产生的噪声也相应的可以降低,风速低时,由风力发电机引起的噪声相对于风引起的噪声,将会分外领会 5.1 发电机 如前所述,发电机是带有缠绕转子和滑环的感应式发电机,转子和滑环连接到频率变换器,频率变换器操纵转子的电流 发电机可以有星形或者三角形定子连接,这就允许它在轻载时(风速低时的一种频率状态)得到较大范围的速度变动和较少的发电机损耗稳定的旋转速度是从900rpm到1620rpm,尽管它可动态地达成1950rpm 发电机有短路和过载养护定子和支承等处的温度通过PT100被连续地监控。
通过连接在轴上位于联接一侧的轴向风扇对发电机供给通风,风扇通过发电机的后部从机舱吸入空气又将其排到壳体的外面滑环隔间也起到了风扇的作用 更细致的信息包含在本手册有关发电机的特定章节 5.2 频率变换器 频率变换器包括两个4象限IGBT电抗器,一个基于DC电容器的连续阶,电气养护和与 连接和发电功能有关的操纵 一个变换器负责通过滑环(转子终端盒)注入电流到发电机的转子,另一个变换器负责注入从转子到电网传输的能量,基于借助电容器电池以直流电的形式举行能量储蓄 变换器实现IGBT设备的操纵,并处理电气测量和养护这一操纵是通过用于信号处理(DSP)的两块微处理器实现的,因而两微处理器在每一变换器桥上并行工作 养护电气设备还包括: (1) 连接到电网的星形、三角形和通用连接接触器 (2) 发电机定子电路的必要养护 (3) 变换电源的养护 (4) 输入到480V转换器的自动变压器 (5) 在发电机中对谐波电流举行滤波的电抗器 (6) 对谐波电流举行滤波的电抗器保证与电网电磁兼容的滤波器 (7) IGBT的电子养护(硒堆) 6. 操纵系统说明 风力发电机操纵器位于机舱内部的一个电盒内。
处理器和它的输入/输出卡从不同的风力发电机功能中获取信号,然后计算最正确操纵动作并给出指令给动作器(马达、电动阀、继电器等)以保证安好运行并抉择获取本地点可用能量的最正确方法 6.1 操纵功能 (1) 机舱相对于主风向的偏转操纵监测并校正塔的电缆的缠绕状态 (2) 液压:管理供给机械能量给变桨起动器和紧急制动器的液压马达 (3) 监测环境传感器:风、温度 (4) 监测机械部件和齿轮箱的液压马达的旋转状态并监测塔的振动状态 (5) 监测发电机和变换器功能与电网连接或断开 (6) 设定点无功功率的产生 (7) 调理速度和要产生的有功功率 (8) 定位且监测叶片的倾斜 (9) 产生且管理报警和运行状态 (10) 与远程操纵交换数据 (11) 能量的产生,时间和可用性米数 (12) 与风力发电机底座的本地操作操纵面板交换数据,用于机舱内的修理 (13) 管理和维护机器的参数 6.2 操纵和操作面板 可以查看风力发电机的运行数据,也可以从地面操纵器起动或者中断机器也可以将一个便携式显示屏连接到“顶部”以执行这些任务。
图3 操纵面板的不同模式 6.3 运行条件 风力发电机的旋转速度和叶片的啮合角根据到达机器的风速一向在变操纵系统负责选择这些变量的适合的值根据风速的不同,可以分为四种状态: (1) 低风速,发电机与电网断开并打定连接到电网 (2) 中风速,发电机连接到电网但没有产生额定功率 (3) 高风速,发电机产生额定的功率 (4) 分外高的风速,发电机断开,风力发电机停转 低风速 当风速低于机器的起动风速但与起动风速接近时,操纵系统定位叶片到接近45的啮合角,这将供给足够高的起动扭矩在风速分外低时,机器不对自己举行定位以俭约能量 当风速增加时,机器对自己举行定位,转子速度增加,倾斜角减小直到达成适合的条件以使发电机连接到电网 中风速 风速高于起动风速但低于额定风速时,Ingecom-W操纵系统选择旋转速度和倾斜角,为每一风速供给最大电功率。