变桨系统原理及维护

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1、1.5M风力发电机组变桨系统原理及维护国电联合动力技术有限公司培训中心(内部资料严禁外泄)P77/ 风电机组变桨控制及维护目录1、 变桨系统控制原理 2、 变桨系统简介3、 变桨系统故障及解决4、 LUST与SS变桨系统的异同5、 变桨系统维护 定桨失速风机与变桨变速风机之比较定桨失速型风电机组 发电量随着风速的提高而增长，在额定风速下达到满发，但风速若再增长,机组出力反而下降不久,叶片呈现失速特性。长处：机械构造简朴，易于制造； 控制原理简朴，运营可靠性高。 缺陷：额定风速高,风轮转换效率低; 电能质量差,对电网影响大； 叶片复杂，重量大，不适合制造大风机变桨变速型风电机组 风机的每个叶片可

2、跟随风速变化独立同步的变化桨距角,控制机组在任何转速下始终工作在最佳状态,额定风速得以有效减少，提高了低风速下机组的发电能力;当风速继续提高时,功率曲线可以维持恒定，有效地提高了风轮的转换效率。长处：发电效率高,超过定桨机组10以上; 电能质量提高，电网兼容性好; 高风速时停机并顺桨,减少载荷，保护机组安全; 叶片相对简朴,重量轻,利于制造大型兆瓦级风机缺陷：变桨机械、电气和控制系统复杂,运营维护难度大。变桨距双馈变速恒频风力发电机构成为目前国内兆瓦级风力发电机组的主流。变桨系统构成部分简介变桨控制系统简介 主控制柜 轴柜 蓄电池柜 驱动电机 减速齿轮箱 变桨轴承 限位开关 编码器 变桨主控柜

3、 变桨轴柜 蓄电池柜 电机编码器 00绝对值编码器共1根线，引入变桨控制柜,需按线号及颜色接入变桨控制柜端子排上。 限位开关变桨系统工作流程：l 机组主控通过滑环传播的控制指令；l 将变桨命令分派至三个轴柜;l 轴柜通过各自独立整流装置同步变换直流来驱动电机;l 通过减速齿轮箱传递扭矩至变桨齿轮带动每个叶片旋转至精确的角度;l 将该叶片角度值反馈至机组主控系统变桨系统控制原理风机不同运营状态下的变桨控制1、静止起动状态2、起动加速状态、 加速风机并网状态3.1、低于额定功率下发电运营3. 达到额定功率后维持满发状态运营4、运营停机状态1、静止起动状态下的变桨调节 桨距角调节至50迎风; 开桨速

4、度不能超过2 /s; 顺桨速度不能超过5 /s; 变桨加速度不能超过2 /； 目的:叶轮转速升至3 r/s(低速轴） 2、起动加速状态下的变桨调节 桨距角在（50 ,0）范畴内调节迎风; 开桨速度不能超过2 /s; 顺桨速度不能超过5 s; 变桨加速度不能超过20 /s; 目的：叶轮转速升至10 r/（低速轴) 3、加速并网发电状态下的变桨调节.1 低于额定功率下的变桨调节 桨距角在维持0迎风； 开桨速度不能超过2 /s; 顺桨速度不能超过5 /s; 变桨加速度不能超过2 s; 变频系统通过转矩控制达到最大风能运用系数， 目的:叶轮转速升至17.5 s(低速轴) 3.2 达到额定功率后维持满发

5、状态运营 桨距角在(9 ,0)范畴内调节; 开桨速度不能超过 /; 顺桨速度不能超过5/； 变桨加速度不能超过20/; 通过变桨控制使机组保持额定输出功率不变， 目的：叶轮转速保持1.5 r/s(低速轴)4、运营停机状态 .1正常停机 叶片正常顺桨至89； 变桨主控柜的顺桨命令通过轴柜执行； 顺桨速度控制为5 s; 叶轮空转，机械刹车不动作； .2 迅速停机 叶片迅速顺桨至89; 变桨主控柜的顺桨命令通过轴柜执行; 顺桨速度控制为7 s; 叶轮空转，机械刹车不动作;4紧急停机 叶片紧急顺桨至91或9限位开关 ; 紧急顺桨命令通过蓄电池柜执行； 顺桨速度不受控制； 叶轮转速低于5 /后，液压机械

6、刹车抱闸，将叶轮转速降至为零；独立变桨：三个叶片通过各自的轴柜和蓄电池柜实现开桨和顺桨的同步调节；如果某一种驱动器发生故障,另两个驱动器仍然可以安全地使风机顺桨并安全停机。变桨系统故障及解决变桨系统故障类别: 变桨系统通讯故障 变桨系统蓄电池故障 变桨桨距位置故障 变桨整流器故障 变桨驱动电机故障 变桨系统通风、加热故障 变桨系统供电故障 变桨系统状态故障紧急停机故障: 变桨系统通讯故障 变桨整流器故障 变桨桨距位置故障 变桨系统供电故障 变桨系统状态故障 该类故障立即触发控制系统安全链断开,机组紧急停机。正常停机故障: 变桨系统蓄电池故障 变桨驱动电机故障 变桨系统通风、加热故障 该类故障导

7、致正常停机，可远方复位后重新恢复 正常运营。LT与SB变桨系统的异同两家变桨系统均为电动变桨,重要实现功能完全一致,电路设计原理大同小异。差别：整流设备SB变桨系统是晶体管整流,DG； UST变桨系统是晶闸管整流,Pitchster机组主控安全链: SSB完全由机组主控控制,安全链闭合后正常运营; LST系统先自检无端障后，向主控系统发安全链闭合信号，同步接受到主控的安全链闭合信号后才干正常运营。变桨系统维护变桨轴承的基本维护： 1检查变桨轴承表面清洁度。 2检查变桨轴承表面防腐涂层。 .检查变桨轴承齿面状况。 4.变桨轴承螺栓的紧固。 5.变桨轴承润滑。变桨驱动电机的基本维护1.检查变桨驱动

8、装置表面清洁度。2.检查变桨驱动装置表面防腐层。 3.检查变桨电机与否过热、有异常噪声等。 4.检查变桨齿轮箱润滑油。5检查变桨驱动装置螺栓紧固。限位开关的基本维护 1.检查开关敏捷度,与否有松动。 2.检查限位开关接线是正常,手动刹车测试。 .检查螺栓紧固。变桨主控柜和电池柜的基本维护.变桨控制柜/轮毂之间缓冲器与否有磨损。 2.变桨控制柜内接线与否有松动。 3柜子支架及柜子的螺栓紧固。.用蓄电池驱动变桨机构，用比例装置检测电池维护和检修工作,必须由国电联合动力技术有限公司调试所人员或接受过国电联合动力技术有限公司培训并得到承认的人员完毕。 在进行维护和检修工作时，必须携带变桨系统检修卡。并

9、按照该卡上的规定完毕每项内容的检修与记录。在进行维护和检修前必须阅读UP77/82 维护手册,所有操作必须严格遵守P77/2 维护手册中的安全条款。 如果环境温度低于20 ，不得进行维护和检修工作。 低温型风力发电机,如果环境温度低于-30 ,不得进行维护和检修工作。如果风速超过下述的限值,不得进行维护和检修 工作。 叶片位于工作位置和顺桨位置之间的任何位置 5 分钟平均值(平均风速) 15/s 5 秒 平均值 (阵风速度) 20 /s 叶片位于顺桨位置(当叶轮锁定装置启动时不容许变桨) 5-分钟 平均值(平均风速)20 m/s 5-秒 平均值(阵风速度） 5 m/s安全备注： 变桨机构进行任何维护和检修,必须一方面使风机 停机,机械刹车装置动作，高速轴抱闸并将叶轮锁锁定。 如特殊状况，需在风机处在工作状态或变桨机构处在转动状态下进行维护和检修时(如检查轮齿啮合、电机噪音、振动等状态时），必须保证有人守在紧急开关旁,可随时按下开关,使系统刹车。 当在轮毂内工作时因工作区域狭小,要避免对其他部件的损伤。