FD82型风力发电机组并网(调试)方案 调试大纲.doc

FD82型风力发电机组并网（调试）方案1.东方汽轮机有限公司FD82型风力发电机组简介东方汽轮机有限公司FD82型风力发电机组是按照德国REpower公司风机的License技术制造的。主要技术数据如下：类型： 双馈式异步发电机额定功率： 1.5MW额定频率: 50Hz额定电压： 0.69kV同步转速： 1500rpm转速范围： 10001800rpm(动态可以到2000rpm，瞬间2200rpm)额定转速： 1800rpm额定风速： 12m/s（FD70型）切入风速： 3.5m/s切断风速 21m/s额定功率因数：0.98发电机效率： 97%2.东方汽轮机有限公司FD82型风力发电机组电气系统简介东方汽轮机有限公司的FD82风力发电机组的电气系统由发电机-变频器系统组成，变频器出口连接到箱式变压器。其系统简图如下图所示：发电机为双馈式异步发电机，4极，同步转速为1500r/min。发电机定子侧通过布置在变频器中的并网开关上网，转子侧通过变频器交流励磁与电网连接。电气系统的并网运行控制由变频器控制系统实现。如上图所示，变频器一直监测电网侧的电压，频率，相位及发电机的转速值，通过调整变频器给定的转子励磁电流的大小、频率、相位保持与电网侧一致，进行同期检测并网。电气系统并网工作范围：电压：690V(变频器出口)+/-10%频率：50Hz+/-1%谐波含量在下列范围内：跳闸设定值如下：电压高: 110%额定电压，小于等于100ms电压低： 80%额定电压，小于等于200ms频率高: 50.5Hz，小于等于100ms频率低: 49.5Hz，小于等于100ms不对称电流：70A, 小于等于5s矢量跳跃：小于等于6度。功率因数可以在-0.95+0.95之间进行调节。风机主控系统通过在线监测电网参数，给出功率因数的设定值给变频器。变频器控制技术调整励磁电流与电压之间的相角控制整个风机的电气系统的功率因数值。该设定值也可以通过人机对话人为给定（可以在机组及远程监控室进行）。变频器功率占发电机额定功率的比例约为2030%。风机的电气系统符合VDEW导则( 中压电网内发电设备，中压电网内发电设备连接及并网运行导则)，1998年第二版。3.风机检测改型风机在德国经过严格的测试，并已在国内的山东荣成鲁能风力发电场进行测试工作，同时已在国内多个风场投运、并网发电。所有风机出厂前均已在东方汽轮机有限公司经过了地面测试工作，对所有的系统功能进行了规定试验。而且最后在地面由电机拖动进行了并网试运行试验。结果符合风机的技术要求。4.风机的控制保护系统风机的控制系统由三部份组成，分别是风机主控系统、变频器控制系统、变桨控制系统。其中风机主控系统为上位机。风机主控系统监测风机的各种状态，包括风速、转速、功率、发电机力矩、叶片桨角、电网参数、风向、各部件的状态等进行状态调节。给变桨控制系统给定叶片的桨角；给变频器控制系统给定发电机转子的力矩。风机的变桨控制系统按照主控系统的桨角要求控制各叶片的桨角一致符合主控系统的要求。风机的变频器控制系统监测电网参数，控制主控系统给定的发电机力矩值符合要求及电气参数与电网侧匹配。风机的保护系统由一个硬接线的安全回路组成。回路中有超速保护、变频器故障保护、振动保护、电缆缠绕保护、手动打闸停机等开关。回路中的任一开关断开，安全链中断失电。风机不需要控制系统进行运算立即执行紧急停机，在后备蓄电池供电下使叶片变桨减速及减功率。在1200r/min左右并网开关断开，刹车动作，使风机转速降到零。5. 风机的启动、并网及脱网风机的启动停机均自动进行，当风速大于切入风速（3.5m/s或3m/s，十分钟平均值）时，风机主控系统检测各系统状态正常，则开始自动启动风机。在变桨系统的作用下，使叶片的桨角调到运行状态，风机开始升速。到并网转速1200r/min左右时，主控系统使风机的转速维持在1200r/min左右，发出指令给变频器，变频器开始给发电机转子送入励磁电流，并用变频器内的同期监测装置监测发电机定子侧电气参数（电压、频率、相位）与电网侧参数是否匹配。变频器控制系统通过调整发电机转子励磁电流的参数（电流、电压、频率、初始相位角等）使发电机定子侧电气参数（电压、频率、相位）达到并网的要求。变频器控制系统控制发电机定子侧电气参数达到并网要求后，给主控系统发出可以并网运行的信号。在这整个过程中，风机需要电网通过风机旁的箱式变压器给风机提供690V的电源，用于风机的辅助系统、控制系统及发电机励磁。主控系统监测风机各系统状态正常，给变频器控制系统发出可以并网的指令。变频器控制系统使变频器内的并网开关合闸，发电机定子开始并网运行。主控系统根据风速、发电机转速信号等给出叶片的桨角及发电机力矩，开始按照升功率曲线升功率到此时风速下的功率。风机的停机指令由主控系统给出，主控系统按照风机的状态及环境参数（风速、温度等）及人机对话指令给出停机信号，变桨系统开始使叶片桨角向停机位置调整。风机转速、功率下降，当转速降到1200r/min左右时，主控系统给出并网开关断开的信号给变频器，变频器控制系统使并网开关断开。变桨系统继续将叶片调整到停机位置，此时风机转速降到零。此过程中机械刹车不投入。6. 风机的调试、并网方案按照德国REpower公司的技术资料，东方汽轮机有限公司已经完成厂内地面调试工作。在风机现场安装完毕，按照调试规程进行最终调试。现场的主要调试步骤有：1 安装检查：检查风机是否按照技术资料安装，各系统部件是否完整。2 绝缘、接地检查：检查风机的电气系统的绝缘、接地值是否符合要求。3 给风机送电：风机的各蓄电池开始充电，必须充满24小时。4 风机的变桨系统、偏航系统、各辅助系统功能测试调整。5 风机的保护系统各功能测试。6 消除各系统的缺陷，测试风机的启动、停机、各状态下的紧急停机功能是否正常（此时风机发电机不并网运行）7 发电机-变频器系统调试，在变频器的测试模式（发电机实际不并网）下启动风机到并网转速，开始做发电机的励磁特性及相位角调整。8 在测试模式下（发电机实际不并网）用调试软件自带的示波器检测发电机的定子侧的电压、频率、相位与网侧一致。9 退出测试模式，将风机的额定功率调到500kW。风机自动进行并网运行。用数据文件记录并网时的各参数。10 一天后检查系统的状态是否正常，将风机的额定功率调到1000kW。11 一天后检查系统的状态是否正常，将风机的额定功率调到1500kW。调试工作完成后风机进行调试验收，然后进行规定时间的可靠性考核运行并完成风力发电机组验收报告，进入质报期运行。7.调试内容主要调试步骤有：1 安装检查：检查风机是按照技术资料安装，各系统部件完整。 2 绝缘、接地检查：检查风机的电气系统的绝缘、接地值符合要求。 3 给风机送电：风机的各蓄电池开始充电，已充满24小时。 4 风机的变桨系统、偏航系统、各辅助系统功能测试调整。 5 风机叶片的机械零位与电气零位已对位。 6 主轴刹车的刹车片间隙已调整，并已测试性能。 7 风机的保护系统各功能测试。 8 消除各系统的缺陷，测试风机的启动、停机、各状态下的紧急停机功能正常（此时风机发电机不并网运行）。 9 发电机-变频器系统调试，在变频器的测试模式（发电机实际不并网）下启动风机到并网转速，已完成发电机的励磁特性及相位角调整。 10 在测试模式下（发电机实际不并网）用调试软件自带的示波器检测发电机的定子侧的电压、频率、相位与网侧一致。 11 退出测试模式，将风机的额定功率调到500kW。风机自动进行并网运行。用数据文件记录并网时的各参数。 8.性能试验8.1 紧急停机测试 各种紧急停机开关的测试必须在风机停车时进行。 塔基下的紧急停机开关名称信号值正常01塔基下紧急开关按下未按下塔基下复位开关未复位复位机舱内的紧急开关名称信号值正常01机舱控制柜紧急开关按下未按下机舱控制柜复位未复位复位机舱紧急开关按下未按下8.2超速测试 为了测试传感器超速识别的功能，风机内部各种超速传感器必须逐一测试。为了使风机的应力值减小，速度测量装置在测试时必须减小触发值 。在超速测试中，各种参数要按下表所示值进行设定，而且风电场要在正常运行的状态下进行启动。表1：风机速度限制号数参数产生位置警报设置点值rpm精确值rpm11控制系统发电机转速50022控制系统风轮转速533控制系统齿轮箱转速50044超速装置风轮转速555超速装置齿轮转速度50066超速装置发电机转速5001） 用控制系统将发电机转速限制值设置为500rpm，测试控制系统（发电机）在超过限制值时是否中断安全链。2） 用控制系统将风轮转速限制值设置为5rpm，测试控制系统（风轮）在超过限制值时是否中断安全链。3） 用控制系统将齿轮箱转速限制值设置为500rpm，测试控制系统（齿轮箱）在超过限制值时是否中断安全链。4、5）风轮转速测量继电器装置设置为5rpm。在完全成功完成风轮超速的测试后，首先将风轮转速测量继电器装置复位之后，再将齿轮箱的测速继电器装置设置为500rpm进行测试。重新将他们的速度限制值设置为原始值。8.3偏航系统性能8.3.1在操作面板上选择”Status Menu” 和”Yaw” ，手动激活”Yaw CW/Yaw CCW” 观察偏航方向及偏航刹车机械是否可以及时刹车。操 作 种 类 功 能 正 常自动偏航手动CW手动CCW8.3.2 测试自动解缆功能测 试 项 目 自动解缆工作正常修改控制器内自动解缆参数8.3.3 测试偏航极限停机位置功能。测 试 项 目 自动停机并解缆工作正常手动按下偏航凸轮盒内的凸轮开关8.4 塔筒的自然频率 实测频带平均值fg: _Hz塔筒自然频率在规定的频带范围内。 8.5 启动测试编号描述正常1按下START键启动风机，当1000rpm时按下STOP键停止风机。观察相应阶段的情况（变桨电流、变桨角度、风速和触发信号）。2按下START键启动风机，当速度大约为1000rpm时触发紧急停机。观察相应阶段的情况（变桨电流、变桨角度、风速和触发信号）。3按下START键启动风机，当速度大约为1000rpm时触发紧急停机。测量塔筒的振动频率，正常。8.5运行运行期间的紧急停机功能描述正常在运行时触发紧急停机和观察相应阶段的情况（变桨电流、变桨角度、风速和触发信号）。切换到自动运行描述正常按下START键启动风机、切换到并网运行。8.6各种传感器工作情况根据各种传感器工作原理及其功能采取不同的测试方法。8.6.1 数字信号 在操作面板上选择”status menu” 和”input control”，激活/解除以下各传感器，在面板上观察对应输入端口的“错误/正常“情况。功能解释状态变化正确发电机碳刷磨损0=错误 1=正常偏航传感器A164 脉冲偏航传感器B164脉冲电缆缠绕CW0=正常 1=错误电缆缠绕CCW0=正常 1=错误转子转动 124 脉冲/rpm转子转动 224 脉冲/rpm振动0=错误 1=正常变频器温度低0=正常 1=错误刹车磨损10=磨损 1=正常刹车磨损20=磨损 1=正常风速1风速2发电机转速2 脉冲/rpm齿轮箱转速2 脉冲/rpm8.6.2 模拟信号通过操作面板读取以下各值。测测试内容 显示 显示内容正确风向0-20mA 0-360 齿轮泵压力4-20mA 0-16bar齿轮输入油压4-20mA 0-16bar液压油压4-20mA 0-250bar8.6.3 温度传感器在操作面板上选择”status menu” 和”temperature control”，观察以下各参数的值：测测试内容记录当时显示值齿轮油温度齿轮箱轴承1温度齿