鲁南风力发电场运行规程.doc

四川省能投会东风电开发有限公司鲁南风电场运行规程四川省能投会东风电开发有限公司运管部批 准： 审 定： 审 核： 编写： 目 录第一部分：风机运行规程.3第二部分：变压器运行规程.50第三部分：配电装置运行规程.85第四部分：厂用电运行规程.132第五部分：直流系统运行规程.148第六部分：继电保护与自动装置运行规程.214第七部分：微机监控运行规程.277第八部分：风机监控运行规程.285第九部分：SVG装置运行规程.298第十部分：集电线路运行规程.308第十一部分：UPS系统运行规程.312第十二部分：事故处理运行规程.327第一部分 风力发电机组运行规程（东汽FD93H-1500）1主题内容与适用范围1.1 主题内容 本规程规定了四川省能投会东风电开发有限公司风力发电机组的基本技术要求、运 行方式、运行监控、运行操作、事故处理等相关事项。1.2 适用范围 本规程适用于四川省能投会东风电开发有限公司拉马风力发电场所有东汽FD93H型风力发电机组运行工作。2基本要求与引用标准2.1 基本要求（1） 风电场的运行、维护工作，必须贯彻“安全第一，预防为主”的方针，认真学好风力发电机组的投运、巡视、防护、测试和管理工作，熟知设备基本情况，及时发现和消除设备缺陷，预防事故的发生，保证设备的安全、可靠运行。（2） 运行、管理人员应掌握设备状况和维修技术，熟知有关规程制度，经常分析设备运行情况，提出并制定预防事故措施、提高安全运行水平。（3） 从事风力发电场运行维护工作的一切生产人员、生产管理人员必须熟悉本规程，严格执行本规程。2.2 引用标准 本规程若与上级规定有抵触的按上级规定执行 引用标准：DL/T6661999风力发电场运行规程 东方汽轮机有限公司FD93H型风力发电机作业指导书 东方汽轮机有限公司FD93H型风力发电机用户使用手册 国家电网公司电业安全工作规程（风电厂和变电所电气部分） 国家电网公司电业安全工作规程（电力线路部分）3 运行规程说明3.1 由于风机的运行工作主要集中在远程监控和故障复位，运行人员主要监视各项运行参数，观察是否出现异常数值，出现故障后，可以通过风机监控面板和虚拟面板远程复位启机，如果不能正常启机，通知现场维护检修人员处理。3.2 通过本规程提供的内容可以进行以下工作：（1）对风机进行运行参数的监控。（2）安全的对风机进行启停机操作。（3）对风机进行故障复位。（4）安全地进行与风机有关的工作。4设备规范4.1 风力发电机组特性及技术规范4.1.1风力发电机组特性 东方汽轮机厂的FD93H型风机是一种采用水平轴、三叶片、上风向、升力型 可变速、变桨距调节、双馈异步发电机机组的风机，额定功率P=1500Kw。4.1.2 风力发电机组技术规范4.2技术参数4.2.1运行参数切入风速（m/s）3.0额定风速（m/s）11.5切出风速（m/s）20.0等级类型S级设计寿命(年)20适用海拔（m）30004000生存环境温度（）3050运行环境温度（）20404.2.2风轮参数直径（m）93.136扫风面积（m2）6793叶片数量3叶片长度（m）45.5叶片材料玻璃纤维加强塑料额定转速（rpm/min）16.36转速范围（rpm）9.0916.3610%风轮锥角-3.5风轮轴倾角（仰角）5风轮位置机头上风向旋转方向面对机头顺时针4.2.3变浆距系统参数原理电力驱动单独的叶片变浆距功率控制风轮转速控制和变桨控制最大叶片安装角91紧急停机时的变浆距角速度15/s正常停机变桨速度5/s变浆距传动位置带有蓄电池的同步直流电动机4.2.4 齿轮箱参数型号3级，一级行星齿轮/两级平行轴齿轮（螺旋）额定功率（kw）1660额定扭矩 (knm)969速比 约110输入轴转速（rpm）9.0916.36+10%输出轴转速（rpm）10001800+10%4.2.5 电气系统参数额定功率（kw）1560发电机类型双馈、带有滑环的四级双馈异步发电机变频器类型脉冲宽带调节IGBT变频器发电机防护等级IP54速度范围（rpm）10001800+11% 电压V/电流A690/1321频率(Hz)50额定电压(V)6904.2.6 塔架参数类型圆锥型整体钢筒结构轮毂中心高度 (m)69.372顶部直径(mm)2955底部直径(mm)4000防护类型油漆保护（满足高原防辐射的要求）4.2.7 偏航系统参数类型4套电动齿轮驱动装置，12套偏航制动器偏航角速度0.5/s轴承带有外齿轮的单列四点接触球轴承4.2.8 控制器参数 类型嵌入式PLC信号传输光纤远程控制PC机图形界面4.2.9 发电机参数型号SKYFKK1560-4-G4额定功率 （kW）1560额定转速 （rpm） 1800定子电流 （A）1182 定子电压 (V)690定/转子接线方式/ Y转子电流 （A）460转子电压 (V)462 运行温度 （）-3540防护等级IP54绝缘等级H转动惯量73kg.m2功率因数 0.95速度范围 10002050rmp重量6800kg4.2.10 主要部件重量叶片（每片）(吨)约7.2轮毂全封闭系统(吨)约16.4机舱（不包括风轮）(吨)约69塔筒总重量(吨)约114主轴(吨)9.691齿轮箱(吨)17发电机(吨)6.8风轮（包括叶片）(吨)38.3基础环(吨)8.654.3标准功率曲线推力系数风速空气密度kg/mvm/s1.2250.09610.9310.9010.8710.8630.8330.8030.7733.01.09001.09001.09001.09001.09001.09001.09001.09001.09004.00.89130.89130.89130.89130.89130.89130.89130.89130.89135.00.87010.82450.81810.81130.80410.80210.79450.78640.77776.00.87130.82510.81870.81220.80500.80300.79550.78780.77927.00.87190.82620.81980.81310.80600.80400.79650.78850.78038.00.82750.82680.82040.81370.80670.80490.79740.78940.78089.00.75350.75350.75350.75350.75350.75350.75350.75350.753510.00.51820.68360.68360.68360.68360.68360.68360.68360.683611.00.36490.48750.50850.53320.56200.57080.61380.61380.613812.00.27330.35520.36840.38260.39830.40270.42020.44010.463013.00.21210.27200.28140.29150.30240.30550.31760.33100.345814.00.16920.21510.22230.22990.23810.24040.24940.25930.270215.00.13770.17410.17960.18560.19200.19380.20090.20860.217016.00.11410.14350.14790.15270.15790.15930.16500.17120.177817.00.09600.12010.12370.12770.13190.13310.13770.14270.148218.00.08170.10180.10490.10810.11160.11260.11650.12060.125119.00.07040.08740.08990.09270.09560.09640.09970.10310.106920.00.06130.07570.07790.08020.08270.08340.08620.08910.092321.00.05380.06620.06810.07010.07220.07280.07520.07770.080522.00.04750.05840.06000.06170.06360.06410.06610.06830.070723.00.04230.05180.05320.05470.05640.05680.05860.06050.062624.00.03800.04630.04750.04890.05030.05070.05220.05390.055825.00.03420.04160.04270.04390.04510.04550.04690.04840.0500FD93H型风机标准功率曲线5 风机结构FD 93H1.5MW高原型风力发电机组主要包括：风轮（叶片、轮毂、变桨系统）、传动系统（主轴、主轴轴承及轴承座、齿轮箱、转子制动器、联轴器）、偏航系统、电气系统、控制系统、机架、塔架以及测风系统等。5.1风轮5.1.1 风轮用于将空气的动能转化为风轮转动的机械能。 风轮构成：叶片、 轮毂、导流罩、变桨控制系统、变桨驱动装置、变桨润滑系统等部件组成。1.5MW高原型风力发电机组采用三叶片，上风向的布置形式；采用电气变桨装置，每一只叶片装有一个独立的变桨轴承，变桨轴承连接叶片和铸铁结构的轮毂。叶片桨距角可根据风速和功率输出情况自动调节。在风机维护时，风轮可通过锁紧销锁定。 整个风轮通过高强度螺栓与主轴连接，主轴通过轴承座固定在机架上。5.1.2设计特征5.1.2.1机组功率调节采用变桨距控制。在额定功率点后，风机输出功率保持恒定，同时变桨距控制在风机运行过程中能有效降低机组所受载荷。5.1.2.2变桨范围从0到92。变桨速度在0.1/s7.5/s内，根据不同的工况，可自动控制变桨速度，順桨速度可达7.5/s。风轮转速在9.0916.36+10%rpm的范围内进行变速运行。5.1.3 轮毂轮毂采用球墨铸铁铸造而成，经过严格的磁粉探伤和超声波探伤，具备完整的涂覆层。整个轮毂受力部分全部采用高强度的紧固件连接，可有效保证轮毂在极端恶劣的工况下的安全性。轮毂内有充足的空间，方便进行检修维护工作。5.1.4 叶片叶片的外形采用了最新的空气动力学翼型优化成果，并且按高度精密的要求制造，实现最大风能的捕捉利用。三叶片通过变桨轴承采用高强度螺栓连接在轮毂法兰上。特点如下:5.1.4.1叶片的材料为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，该材质具有密度小、强度高的特点。具有良好的耐腐蚀性，在酸、碱、有机溶剂及海水等介质中性能稳定；具有良好的电绝缘性；不受电磁作用的影响，不反射无线电波；具有保温、隔热、隔音、减震等特点。叶片外表面采用工业级聚氨酯涂层。5.1.4.2叶片根部连接螺栓等金属结构，全部采用有效的涂覆层。每一个叶片与轮毂之间的接口尺寸完全一样，可确保叶片相互替换而不会影响风轮的运行。叶片还配有防雨罩，可防止雨水进入轮毂。靠近叶尖处设有配重室，以保证整个风轮的质量平衡。5.1.4.3叶尖和叶片中部均装有雷电接闪器，在叶跟法兰位置设置了雷电记录装置，可以自动记录记载叶片的最大雷击电流。5.1.5变桨系统 变桨系统由变桨轴承、轴控柜、蓄电池、驱动电机、变桨齿轮箱和自动润滑系统组成。风机停电时也能进行变桨驱动。叶片变桨控制用来限制风机的功率和旋转速度，而且是主要的刹车系统。通过计算机控制系统来指定叶片角度的设定值。每片叶片有单独的变桨距电力驱动装置。在主电源故障和在特定的风机停机程序阶段，驱动器可以直接由后备电容供电，驱动器以最大的调节速度旋转叶片到安全位置。变桨系统的特点:1.5MW高原型风力发电机组采用电气驱动单叶片独立变桨形式。该系统具有以下特点： 5.1.5.1叶片通过螺栓连接到变桨轴承内圈上，变桨轴承为单列、四点接触球轴承，其外圈连接到风轮轮毂上，内齿圈与叶片相连。每只叶片都配有独立的变桨装置，变桨装置由变桨电机、变桨齿轮箱、轴控柜、蓄电池柜、变桨轴承等组成，能够进行独立调节。5.1.5.2在风速低于额定风速时，风轮在恒定的叶片桨距角和变转速下运行，使其在最佳的空气动力学范围内连续工作并达到最大的风机效率。5.1.5.3在风速高于额定风速时，变桨距控制系统工作以保持风轮在恒定的功率输出下工作。这种先进的控制理念使得风机上的载荷大大降低。5.1.5.4为了保证整个风机的安全性，在电网出现故障时，变桨装置以蓄电池作为后备电源为变桨系统供电，完成紧急顺桨。5.1.5.5除了控制功率输出以外，变桨装置也是机组安全系统最主要的执行机构。在风机出现故障并触发快速停机程序时，变桨系统控制叶片以7/s的速度顺桨到92限位开关位置，保证机组安全停机。5.2 传动系统5.2.1 结构描述传动系统实现将风轮捕获的能量传递给发电机。主要部件包括：主轴、轴承座、齿轮箱、齿轮箱弹性支撑、联轴器、转子制动器及发电机。5.2.2 系统特点5.2.2.1传动系统采用三点支撑结构，安装于机架上，两个主轴轴承均为双列调心滚子轴承，其中靠近风轮侧的轴承为浮动轴承，靠近齿轮箱侧的轴承为固定轴承，两点支撑结构能很好地平衡系统的振动冲击，改善齿轮箱受载情况，保证结构的稳定性。5.2.2.2两个主轴轴承分别通过两个独产轴承座支撑。靠近风轮侧的主轴轴承座内有一套风轮锁紧装置，机组在进行调试、维护、检修时，可通过该锁紧装置把整个传动系统固定锁死，工作人员可以安全地在机舱和轮毂内工作。轴承座采用墨铸铁材料，具有良好的抗振性。轴承座通过迷宫式油封和“V”型圈对轴承的润滑油脂进行双重密封，有效地阻止了油脂的泄漏，使机舱保持清洁。 5.2.2.3风机主轴采用锻件。主轴的前端带有法兰，与轮毂相连。主轴的后端直接插入齿轮箱的行星齿轮架，并通过胀紧套安全可靠地与齿轮箱连接在一起。5.2.2.4齿轮箱的结构形式为一级行星齿轮和两级平行轴齿轮传动。齿轮箱中齿的啮合具有高效率和低噪音的特点。液压弹性支撑与齿轮箱 设备中的扭矩支承元件整合在一起，直接与机架连接。齿轮箱上的液压弹性支撑不仅运用了弹性支撑，同时也非常有效地隔离了声音和振动从齿轮箱到机架的传递。5.2.2.5齿轮箱与发电机之间采用柔性联轴器进行连接。该联轴器能够补偿齿轮箱输出端与发电机输入端之间的轴向、径向及角度偏移。此外，在联轴器上集成有一个力矩限制器，在可能发生的发电机突然短路情况下，能有效阻止产生的瞬时力矩转移到齿轮箱，以保护齿轮箱不受损坏。5.2.2.6在齿轮箱调整轴端安装了一套转子制动装置，机械制动器盘作为附加的安全保障。它只在主要的安全系统（叶片变桨距机构）发生故障的情况下启动，具有除了独立变桨距系统的三重冗余保护外的第四重安全措施。该制动装置在风机维护时手动操作，辅助锁紧风轮。 5.3 机架、机舱罩、塔架及导电轨5.3.1 机架：采用钢制的焊接组装件，具有极高的刚度及很高的阻尼，能有效地隔离齿轮箱中的噪声的传播。风轮和发电机的静态及动态载荷通过机架传递到塔筒（塔架）。5.3.2 机舱罩；机舱罩具有紧凑的外部尺寸，精巧的流线开外观设。尽管机舱的冷却和通风设备尺寸较大，但都隐蔽的整合在机舱内。设计时在机舱内考虑了足够大的活动空间，轮毂中的变浆距装置能直接从机舱进入以方便维修。整个机舱罩都采用隔音设计以达到吸声的目的。另外机舱罩内有传动系统、控制柜、偏航系统、发电机、主控柜、小型吊车等，外部还有测风系统。根据性质不同机舱可分为三个部分：1 传递载荷的主机部分；2 供维护人员使用的工作平台；3 由玻璃纤维原料制造的机舱罩。5.3.3 塔架：塔架采用锥形圆通式结构形式。塔架与基础、塔架的段与段之间以及塔架与机舱的连接均采用最可靠的L型法兰连接，采用最佳的门截面及高强度螺栓连接。塔架部件采用塔架的底配有一扇门，能使外部空气进入塔架内，同时具有防砂、防雨、防盗等功能，每段塔架内部均设有平台，各平台均设有照明灯和硬件安全链系统。塔架底部的独立平台上安装有控制系统的终端盒变频器，在门的入口位置。这样可以在不需要任何攀爬的情况下就能对重要设备功能进行控制。发电机的电能通过最佳屏蔽的导电轨传送到塔筒底部。塔架内装有网线以便所有控制信号能从主计算机与塔架底部相互传送。塔架通过多层喷涂来达到最佳的防腐蚀和防辐射效果。所有金属板和焊缝都采用超声波或X射线进行探伤检验。5.3.4 导电轨：外璧不导电、不导磁；确保设备和人身安全，不会短路5.4 偏航系统5.4.1 偏航系统主要由偏航轴承、偏航刹车器、偏航电机和偏航齿轮箱等部件组成。5.4.2 FD93H风力发电机组偏航系统为主动式偏航系统，能自动对风，使风轮的扫风面与风向垂直，以最大限度的捕获风能。5.4.3 FD93H风机配有一个风向标。机舱底架通过带有外齿轮的四点接触轴承连接到塔架上。机舱的偏航系统通过四个电机带动减速齿轮完成。在偏航电机间采用十二个偏航制动器，以便偏航轴承环不随外部偏航力制动。在偏航运动过程中，制动器仍保持较小的制动力，以防止啮合齿的往复变化从而引起到保护偏航机构的作用。5.4.5 偏航系统的特点：1.5MW高原型风力发电机组采用主动偏航对风形式。该系统具有以下特点：5.4.5.1 1.5MW高原型风力发电机组配有风向传感器，能非常准确地判定瞬时风向。机组对风的方向校准非常重要，因为它能保证最大的能量产出并同时避免由于斜向入流引起的附加负载。5.4.5.2机舱主机架通过带有外齿轮的四点接触器轴承连接到塔架上。机舱的偏航系统通过四个电动机带动减速齿轮完成，制动装置采用12个偏航制动器。5.4.5.3偏航制动装置通过液压装置（也作为传动系统安全刹车的动力源）提供必要的制动力。为了在各种情况下保证机组的安全运行，液压系统配有蓄能器，这些蓄能器能保证在出现电力供应故障的情况下仍能提供必要的制动力。5.4.5.4偏航轴承采用“负游隙”设计的四点接触球轴承，以增加整机的运转平稳性，增强抗冲击载荷能力。5.4.5.5偏航制动器为液压驱动刹车，静止时，偏航制动器的刹车闸将机舱牢固锁定：偏航时，偏航制动器仍然保持一定的残压，使得整个偏航过程中始终有阻尼存在，以保证偏航运动更加平稳，避免可能发生的振动现象。5.4.5.6位于偏航电机驱动轴上的电磁刹车具有失效保护功能，在出现外部故障(如断电)时，电磁制动系统仍能使机组的偏航系统处于可靠的锁定状态。5.4.5.7偏航齿采用硬齿面技术，其中外齿圈齿面采用了特殊工艺，以提高齿面硬度值，避免了长期运行产生磨损。5.4.5.8 1.5MW高原型风力发电机组偏航系统设计有手动和自动两种操作模式。在偏航过程中，风机还设置有自动解缆程序，从而保证电缆不会因为过多的缠绕而被破坏。具体解缆设置为：（1）风速小于启动风速时，扭缆角度大于430，自动解缆。（2）扭缆角度大于760，自动解缆。（3）当扭缆角度大于800（可自定）触发安全链停机。5.4.5.9优化设计偏航控制系统，对偏航的路径选择进行智能判断，机组在风速较小的状态下，自行解缆，避免了高风速段偏航解缆造成的发电量损失。5.5电气系统 电气系统是用于获得最佳能量产出和一流电能质量的关键结构。双馈绕线式异步发电机使得风机能在变化的转速下工作，而不需要大功率变频器将全部的功率转送出来。双馈异步发电机-变频器系统是目前世界上MW级风机使用最多的模式。其主要的特点为双馈发电机可靠性高，结构紧凑，体积小，重量亲（较永磁式同步发电机），变频器转换的有功功率小，只需要风机功率的1/5左右。风机具有低的风力特性（低启动风速、高效率），低噪音传播，特别是再低风速时向电网供电的特性都有明显改善。 速发电机在部分功率条件下提供了相当平滑的电能，在额的功率条件下提供了几乎完全平滑的电能。这使得风机运转时的噪音明显减小，并大大降低了该结构上的动力载荷。阵风通过风轮的加速得到缓冲，因此风机能够向电网输出平滑的电能。输入电网的电压和频率保持恒定。此外，变频器控制系统适用于所有的电网条件，甚至能够支持较弱的电网。5.5.1发电机-变频器系统1.5MW高原型风力发电机组使用变速发电机-变频器系统。在变桨系统的共同作用下，通过变速运行能够保证在电能产出、效率、负载、和电能质量等方面达到最佳允许值。系统最大程度避免了出现浪涌和峰值负荷。为发电机提供的运行控制装置运行在偏载时有平滑的能量输出，而功率波动最小。在额定负载范围内，风机能够在几乎恒定的功率下运行。风机产生无功功率的多少也允许按照用户和电网运营商的要求在风机无功功率能力范围能进行管理。双馈风机变速衡频的功能是基于双馈绕线式异步发电机带使用脉宽调制IGBT技术的变频器实现的。无论风轮转速如何，系统保证按照与电网匹配的电压和频率持续发电。根据风速大小，风轮转速和功率能够自动进行调节。在低于同步转速时，发电机定子向电网输送100的电能。变频器通过发电机的滑环向转子提供转差功率。在高于同步转速时，发电机转子和定子同时向电网输送电能。当发电机转速位于额定转速时，发电机通过定子将大约83%的功率输送给电网，剩余的功率（大约17%）由发电机转子通过变频器输送到电网。 与其他系统相比，该系统具备低损耗的优点，因而能保证较高的总效率。此外，由于使用的零件数少，设计紧凑，该系统还具有非常出色的可利用率。 改发电机采用完全封闭式包装，保护等级为IP54，冷却方式为空气冷却IC616/IC666。发电机产生的热量通过消声通道经空-空热交换器传到外界环境中。 变频器用过内含先进算法的微处理器控制电力电子器件，并采用最新的IGBT脉宽调制技术。由此获得接近无闪变的电能，可调节的无功功率管理，低失真的最低谐波含量，提供一个新的高质量“风电”定义。 较低的短路容量使可用的电网容量得到更好的利用，能够在某些情况下使昂贵电网容量放大。发电机变频器系统如下图所示 双馈绕线式风力发电机组示意图5.5.2雷电保护区域 1.5MW高原型风力发电机组有全面的内部和外部雷电保护系统，它考虑了直接遭受雷击的后果。风机的外部雷电保护系统通过低电阻导体与基础/环状接地电极相连，通过这种方式能够保证将雷电流可靠的导流接地。 以这个防雷接地处理方法的风险分析为基础，防雷接地系统所覆盖的危险区域的雷电保护等级能达到I级水平。5.5.2.1外部雷电保护 在机舱罩壳顶部，由安装在气象架上的避雷针来引导电流，避雷针与气象架之间可靠连接。然后再用95 的电缆与机架可靠连接，实现雷电流的导通入地。 每只叶片上安装一组接闪器，并通过变桨轴承的齿圈电气连接到轮毂。雷电电流从轮毂传导至主轴锁紧盘，再通过碳刷和并联的火花间隙旁路转子轴承，传导至机架。通过另外的两个碳刷和火花间隙，雷电电流从机架传导至偏航轴承齿圈。使用碳刷和火花间隙组合的方式是因为，碳刷建立两个接触区域之间的电气连接，而在几毫秒内若电压骤升到一定高度时，间隙放电就会起作用。偏航轴承与塔筒刚性连接，它能进一步的传导雷电电流。塔筒连接法兰（机舱与塔筒连接法兰除外）间安装有柔性连接器作为辅助防雷通道。塔筒的基础法兰通过三点与环状接地电极相连，这样能保证安全地将雷电流导入底下。按照I级雷电保护等级的要求，主要的雷电电流通路上的设计雷电电流峰值为200KA。5.5.2.2内部雷电保护系统中使用的附在封闭式开关柜上的金属排与就地的等电位连接导体相连，因此也与雷电保护装置中的等电位连接导体相连。特别是将有危险的电缆屏蔽并与就地的等电位连接导体连接在一起。所有在雷电保护区域LPZ OA和LPZ 1之间的过渡位置上来自外部的电缆也与雷电保护等电位连接导线相连。预计出现在该区域的雷电电流将通过避雷器泄掉。就地的等电位连接导体必须安装在各个附加的雷电保护区域界面上。所有的金属物体比如开关配电箱、驱动电机和发电机都要与就地的等电位连接导体相连。根据各区域内潜在危险的大小来选择雷电保护元件。过压保护包含在低压系统中。过压保护包括变压器中的基本保护措施和与之相匹配的变频器内的中间保护。由于变压器与变频器之间的电缆很短，塔筒系统中使用了特殊设计的基本保护。这样，中压系统电气设备和风机电气系统都有了可靠的过压保护。5.5.3接地系统接地系统的作用是将雷电电流安全地引下，并提供等电位连接。接地系统应该在建造时进行安装。接地体能够保证整个接地系统可靠，低电阻。在依照系统接地地要求安装接地系统时，需要考虑当地的土壤状况和电阻率。接地电网闭环导体制成。如果整个接地系统的接地电阻超过要求，则还应该通过额外的接地棒扩大接地系统范围，这些接地棒连接到环状接地电极的终端连接片上。通过环状接地电极可以大大降低跨步电压和接触电压。当发生雷电侵袭时，有人接近塔架基座，可以避免触电危险。5.5.3.1基础和环形接地电极 图为塔基接地示意图5.5.3.2风力发电电机组及中变压器接地系统中压变压器(箱变)联接组别为Dyn5或Dyn11，在二次侧接地，风机电网的连接方式设计为TN-C，并给变频器供电。变频器把PEN线分成PE和N。在此情况下，N不再用于下一级输出回路。根据这种划分，电路到定子时就变成一个TN-S电路，不包括N线。结果电路接线方式共同组成了TN-C-S电路，其特点是偶然的故障接地就转化成了短路故障。此故障将使短路保护动作。因此在这种情况下，无需附设接地监控。 风机接地系统与中亚变压器的接地系统连接，中压变压器至塔筒内等电位连接导体的接地线电缆型号：1240 mm2、600/1000VAC,共2根（具体根据箱变与塔筒间距离而定）。接地符号规定，能保证风机长期稳定运行。连接接地线前对等电位连接导线导体表面进行了除锈、打磨光滑处理，确保接线接触良好。5.5.3.3机舱内接地在机舱内各柜体就地接地，通过螺栓连接到机架上，连接处的漆膜进行打磨。5.5.3.4接地电阻要求共同接地电阻的测量是在风机基础建完成后，在适当的计算方法和接地系统建设情况下，保证风机防雷接地电阻测量值低于10；不考虑室外跨步电压，风机强电（发电机定、转子接地）、弱电（控制接地）、防雷接地（环形接地+基础接地）三电共地接地电阻应不大于4；考虑室外跨步电压对于人身安全的影响，接地电阻应不大于2.如果整个接地系统的接地电阻超过要求，则还应该通过额外的接地棒扩大接地系统范围，这些接地棒连接到环状接地电极的终端连接片上。根据当地电力部门的规定，接地电阻值的大小有必要更低。5.6主控系统 15MW高原型风力发电机组采用变浆变速恒频双馈型系统，该系统主要由风轮（叶片）、变浆系统、驱动链、变流器、发电机、主控、电力供给和传输等多个子系统组成，而主控制系统贯穿到各个部分中，是风力发电系统的神经中枢，因此主控制系统的性能直接影响到风力发电机的工作状态、发电量以及设备的安全性。 风机主控制系统基本目标是：保证风力发电机组安全可靠运行的同时获取组大的风能量和提供良好的电能。5.6.1主控制系统的组成主控制系统由中央控制器、传感器、安全保护、通讯接口单元、配电系统等组成，通过对采集数据的处理来实现变浆控制、转速控制、自动最大功率点跟踪控制、功率因素控制、偏航控制、自动解缆控制、并网和解列控制、停机制动控制、安全保护控制就地监控和远程监控通讯、箱变信号监控和低电压穿越控制。5.6.2 使用环境5.6.2.1生存温度：-40+70（变化率1/min）。5.6.2.2生存湿度：相对：1095，绝对：35g/m 有凝露。5.6.2.3工作温度：-3060（变化率0.5/min。5.6.2.4适用海拔：04000m。5.6.3 主控制系统的主要功能1.5MW高原型风力发电机组的各子系统都是在主控制系统的协调下工作的，主控制系统从各子系统得到相应的数据，然后根据所得到的数据对各子系统进行监控。主控制系统的主要功能包括：启动与停机控制、并/脱网控制、偏航和解缆控制、变浆控制、变频器控制、中央监控通讯、故障报警、箱变信号监控、低电压穿越和接受网调指令等功能。5.6.4启动与停机控制当主控制系统监测到在一段时间内（如10分钟）内风速仪测得的风速平均值达到风力发电机切入风速，且系统自检无故障时，控制系统发出启动指令，机组从等风状态进入启动运行。此时，变浆和变频器等系统会根据主控制器发出的指令做出相应的动作。当操作人员从现场或监控中心给出停机信号、风能量小于风机运行需要的能量或系统出现故障需要停机时，主控制系统会根据相应的条件控制变浆、变频和刹车等系统，最终达到停止风力发电机的目的。5.6.5并/脱网控制当风力发电机转速达到并网转速时，主控制器向变频器发出达到并网转速的信号，并与变频器协调控制实现软并网操作。并网完成后根据当前的风力状况，优化桨叶状态，最大利用风能并向电网输入高质量电能。正常运行时，主控器监测风机出口处的上网电能质量及风机状态，当检测到需要切除风机的故障或指令、风速低于切出风速时，主控制器发出脱网指令，风机系统进入脱网操作控制程序。5.6.6偏航和解缆控制偏航是为了最大限度的利用风能和保证风机系统的安全，偏航分为手动偏航和自动两种。当需要手动偏航时，只需用手旋动偏航开关即可进行手动偏航，手动偏航的实现应该是纯硬件回路而与主控没有任何关系；当风向发生变化时，主控系统会根据实际的风向和当前风机所处的方向进行相应的偏航对风。线缆缠绕解缆分为等风解缆和停机解缆。如果风机在等风的过程中主控制系统监测到电缆缠绕角度大于设定的参数值，此时需要进行等风解缆，主控制系统会根据电缆缠绕的角度和方向控制偏航电机进行解缆操作；当风力发电机组在正常的发电过程中主控制系统检测到电缆缠绕角度大于设定的参数值，此时主控制系统会停止风力发电机然后根据实际电缆缠绕的角度和方向控制偏航电机进行解缆操作，当停机解缆完成后，风机会进行正常的启动。5.6.7变浆控制变浆控制室风机主控系统的重要组成部分。在风机的启动过程中，当风速满足启动条件时，主控制系统会控制变浆系统以一定的速率开桨，此时发电机转速一直上升，当发电机转速上升到接近并网转速时，主控制系统会控制变浆系统将发电机转速稳定在并网转速范围内，此时主控制系统和变频器控制系统之间进行协调并控制变频器投入力矩并完成风力发电机组的并网操作，并网操作完成后，主控制系统控制变浆系统继续往0开桨，当桨叶角度到达0度或程序规定的最小值或发电机转速超过额定值时，此时将主控制系统中的变浆和变频自动控制程序投入，即完成了风力发电机的启动过程。在正常那个的发电过程中，主控制系统会根据当时的发电机转速和变频器所投入的力矩来控制变浆系统进行桨叶调整，以达到风能的最佳利用。当出现因为系统故障或认为原因需要停机时，主控制系统会控制系统收桨最终完成停机操作。1.5MW高原型风力发电机组的变浆控制采用RS485的方式，通过主控和变浆驱动器之间的通讯，来完成桨叶位置的设定、系统状态反馈和通过RS485通讯实现主控对变浆蓄电池的管理。5.6.8变频器控制当风力发电机组的转速到达并网转速时并且主控制系统检测到变频器系统准备就绪时，主控制系统会发出指令要求变频器进行并网操作，变频器接收到此信号后执行并网操作并发给主控制系统完成并网操作的指令。完成并网后，主控制系统会控制变频器系统提升力矩，当力矩提升到额定值的90并且满足桨叶角度到达0度或桨叶角度达到程序规定的最小值或发电机转速超过额定值时，将主控制系统对变频器系统的自动控制程序投入，进入自动控制后，主控制系统会根据当前实际的发电机转速来控制变频器的力矩投入值，最终达到最佳的风能利用。5.6.9中央监控通讯对于并网型风力发电机，除了在机舱、塔基进行就地显示和操作外，还具备风机之间组网到风场监控中心的通讯能力，以实现监控中心对风机的监视和控制。控制器对外部通讯提供的接口支持Modbus协议，通过以上协议可以完整实现中央监控系统所要求的全部功能。一套基于PC的远程HMI客户端软件，该客户端软件运行于远程PC可以实现和本地HMI同一样的功能，具有相同或相似的人机界面。5.6.10故障报警风力发电机的故障包括：超速、振动、扭缆、电网、偏航、刹车片磨损、传感器、变流器、变浆系统、液压站、温度过高、温度过低等。对非常重要的部件采用两套独立的传感器。对于非常严重的故障不仅需要主控制系统动作，还有一套独立的安全链系统作用，安全链的作用不依赖于主控制系统，并且有最高的优先权限。主控制系统得到安全链触发信号应执行紧急保护动作，保证安全制动，并使发电机脱网。5.6.11箱变信号监控箱变信号监控功能是要求风机主控制器能监控风力发电机组出口处的箱式变压器信号，包括6个数字量输入、1个数字量输出和1个模拟量输入。数字量信号都采用无源触点、模拟量信号采用4-20mA或0-10VDC信号。要求将上述监控的箱变信号中的部分信号用于控制逻辑并在监控中心的界面上进行显示和存储，箱变信号采用硬线连接的方式接入风机主控制器。5.6.12低电压穿越主控制系统协调变频器系统完成低电压穿越功能。5.6.13接收网调指令主控制系统具备能接收上级网调指令并根据指令自动控制风场风机的能力。5.7远程监控 1.5MW高原型风力发电机组远程监控系统具有对风电场内的风机进行实时监测和控制，以保证风机运行在安全状态的功能；同时远程监控系统还具有对风场运行情况进行历史数据保存、查询、生成各种统计报表的分析统计功能；此外远程监控还具有上传数据给电网及业主集中管理系统并接受电网指令进行功率调度的管理功能。 远程监控系统由风电场通讯网络、核心交换机、服务器、防火墙、本地操作员站、异地远程监测站计算机和远程监控系统软件组成。风电场环网内采用100M双工单环光纤以太网，监控系统服务器接口采用1000M以太网通道。该组网方式可以提供线路冗余，当环网中某一点意外中断时，数据可以反向传输，从而保证数据的可靠传输，实现环网通讯中风机监控传输不中断，数据不丢失。同时远程监控系统在风机主控制器中断通讯时，会启动自动重连机制；5.7.1实时监视功能远程监控系统提供刷新周期小于等于1s的实时监视功能，界面简洁，操作方便。根据功能不同实时监视分为风场总监视和单台风机监视，根据监视位置不同又分为本地集控室监视和异地远程监视。5.7.1.1风场总览监视数据5.7.1.1.1所有风机的实时状态（运行。停机、故障）、风场当前执行的调度指令状态。5.7.1.1.2风场当前有功功率。无功功率、功率因数、累计发电量。5.7.1.1.3风机故障时声光报警。5.7.1.2单台风机监视。5.7.1.2.1风机状态（停机、运行、故障）、风机当前执行调度指令状态、累计运行时间、累计故障时间、累计发电量。5.7.1.2.2有功功率。无功功率、功率因数、累计发电量。5.7.1.2.3电网参数（电压、电流、频率）、是否处于低电压穿越状态。5.7.1.2.4风机采集的气象信息。5.7.1.2.5各子系统包括变流器、变桨、发电机、齿轮箱、主轴承、电网等部套的远行状态及参数、传感器数据等。5.7.1.2.6风机报警及故障信息。5.7.2 历史数据查询支持长达20年的历史数据保存。历史数据可按时间进行分类查询，查询结果能一表格或曲线方式显示和打印。5.7.3 风机控制远程控制系统客户端提供对风机进行启动、复位、停机一级对多台风机按预定的时间间隔顺序启动或停机的控制功能，操作简单，响应快速。为保证安全性异地运程终端不允许执行控制操作。5.7.4日志和快照记录远程监控系统提供各种日志，并支持以下分类筛选5.7.4.1远程监控系统的访问日志。5.7.4.2风机的访问日志。5.7.4.3风机发生故障时前后5分钟的所有数据快照。5.7.4.4风机报警日志5.7.4.5主控保存的各种快照机统计数据日志和快照不仅记录风机运行状态，还记录操作人员使用维护情况，给风场提供了评估风机及管理运维人员的有效手段。5.7.5 分析统计报表远程控制系统可对有功功率、无功功率、可利用率、有功正向反向发电量、无功正向反向发电量、风速、风向、运行时间、故障时间、满发时间等数据进行分时段统计，并以各种图表方式进行显示(功率风速曲线图、风速风向玫瑰图、风机产量报表、风场产量报表、柱状图、趋势图等),此类图表可用于统计风场成本和盈利情况并提供满足风场需求的报表5.7.6 第三方数据接口运程监控系统提供包括MODBUS/TCP和OPC的第三方数据接口，从而增强系统配置的灵活性，满足不同标准数据的传输要求。通过第三方数据接口可以方便的上传数据给电网综合管理系统的第三方平台。5.7.7 系统对时运程监控系统可以与外部时钟源，如GPS时钟进行对时，也可以作为时钟源供其他系统进行对时，为风场所有系统保证时钟一致提供可能。5.7.8功率管理模块（可选）远程监控系统可以接受电网的功率调度指令，启动功率管理功能。通过优化的分配调度策略。自动管理风机的功率及启停，保证风场按照调度指令合规运行。5.7.9双机热备等故障具有双服务器热备功能，在某个服务掉电或意外死机时可以自动快速切换到备份服务器，保证服务器不中断，数据不丢失。5.7.10特殊功能定制 远程监控系统结构灵活，容易扩展，对于用户部分特殊要求如表格式等可以定制开发，减少用户动手填写报表的工作量5.8运行及安全系统1.5MW高原型风力发电机组是全天候自动运行的设备，整个运行过程都处于严密控制之中。其安全保护系统分两层结构：主控系统和独立于主控的安全链，在机组发生超常振动、过速、电网异常、出现极限风速等故障时保护机组，诸如电网电压过高，风速过大等不正常状态后，控制系统会在系统恢复正常后自动复位，机组重新启动。具体运行过程为：当10min平均风速超过3m/s(可设置),风机将自动启动。当高速轴转速接近并网转速（750rpm）时，并入电网。随着风速的增加 ，发电机的力矩随之增加，当风速达到10m/s时，达到额定力矩，若超出额定风速机组将进行恒功率控制。当10min平均风速超过20m/s（可设置），将实现正常停机（变桨系统控制叶片进项顺桨，高速轴转速低于拖网转速612rpm时，风机拖网）当30s平均风速超过24m/s（可设置），实现正常停机；当1s平均风速超过28m/s（可设置）时，实现正常停机。当遇到一般故障时，实现正常停机。5.9安全防护装装置 1.5MW高原型风力发电机组配置了安全防护装置，它包括灭火器，急救包及逃生装置，在服务工作人员在遇到突发事件时应急所以，确保工作人员及机组的安全。5.9.1 灭火器：如果发生火灾，立即从危险区域疏散，同时断开火灾现场电源。要使用适当的灭火器灭火，一旦火灾不能扑灭/控制，应立即通知消防部门。灭火器应定时检查，若发现位置挪移、压力不足、已近喷射使用过、零部件缺失或损坏等情况时，应立即更换或采取措施并做好检查记录。灭火器的维修、再充装应由以取得维修许