H102-20MW风电机组设备运行、管理、维护工作运行规程

#适用范围1、本规程适用于重庆石柱大堡梁风电场选用的风电机组设备运行、管理、维护工作。2、本规程所列条款如有与上级规程相抵触的以上级规程为准。3、生产副总、总工程师、安生部主任、副主任、专工、场长、安全员、值班长、主值班员、副值班员、值班员应熟悉本规程。4、调度管辖设备，未经值班调度同意，值班人员不得任意改变使用状态。5、不属调度管辖的设备（如所用变低压侧、直流系统、箱式变等）值班负责人应根据公司的相关规定进行管理。引用标准1、GB14285—1993《继电保护和安全自动装置技术规程》2、DL408—1991《电业安全工作规程》（发电厂和变电所电气部分）3、DL409—1991《电业安全工作规程》（电力线路部分）4、DL/T572—1995《电力变压器运行规程》5、DL/T59GB142856—1996《电力设备预防性试验规程》6、DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》7、DL/T666—1999《风力发电场运行规程》8、DL796－2001《风力发电场安全规程》9、DL5027—1993《电力设备典型消防规程》10、DL558—94 《电力生产事故调查规程》11、gis国电发（2000）589号《防止电力生产重大事故的二十九项重点要求》变电站管理规范（试行）国电公司2003年发布11、联合动力风电设备运行维护手册1、风电场工作人员基本要求a风电场的运行人员必须经过岗位培训，考核合格，健康状况符合上岗条件。b熟悉风电机组的工作原理及基本结构。c掌握计算机监控系统的使用方法。d熟悉风电机组各种状态信息，故障信号及故障类型，掌握判断一般故障的原因和处理的方法。e能统计计算容量系数、利用小时数、故障率等。f熟悉操作票、工作票的填写以及“引用标准”中有关规程的基本内容。g新聘人员应有3个月实习期，实习期满后经考核合格方能上岗。实习期内不得独立工作。h所有工作人员必须熟练掌握触电现场急救方法，必须掌握消防器材使用方法。2、风电场一般规定a、关闭塔架门以防未经允许人员进入风电机组的控制系统而造成机组损坏或给自身及他人带来危险；b、当风速大于或等于15m/s时，所有人员不应滞留在轮毂或机舱内；雷暴雨天气时禁止在机组内工作；在轮毂内工作之前必须先锁定风轮；如果主电源切断或主开关长时间断开，那么风轮及偏航系统须先被锁定。另外，为保险起见还须在主开关上加一把扣锁且在门拉手上挂一写有以下字样的警告牌：“警告：别启动风电机组!有人在机舱上工作!”，同时还要在牌子上加注切断主电源和断开主开关的原因；不能单独在风电机组中工作，必须两人以上同时工作，一人监护；开始在风电机组中工作之前，如果主电源已被切断24小时以上，2则须检查液压站表压，若低于设定值，必须用手动泵加压到正确压力。h、所有作业都必须小心谨慎，维护风电机组时操作人员需特别注意以下几点：必须穿劳保鞋；必须戴安全帽；由于风电机组作业的特点，在悬吊物下停留是无法避免的，但应在起重工知晓和有保护措施的情况下短暂停留，否则，禁止在悬吊物下停留！如果有人攀爬或在楼梯上作业，下面不允许有人停留；每层平台的门，在上攀下行完成时必须关闭；塔架安装好后，应安装安全索，攀爬塔架时必须系安全带和防坠落保护装置；如果携带工具或其它物品，应先装入工具包然后固定在安全带上，而不应把物品放在工作服等口袋里；在轮毂内部作业时，必须有一人处于机舱中监护和传递必要工具及其它物品；维修工作时，特别注意头顶上方坠落物；即使风电机组未运转，其所有端子都可能带电，所以检查控制系统带电元器件时，必须保证风电机组控制系统上或者主变压器上的主开关断开，禁止带电作业；开启风电机组的主开关时，要关闭控制系统所有的门；电子设备装置必须防潮，以避免发生触电，并保证风电机组的运行安全攀爬塔架之前停止风电机组。如有必要(如查找故障)，可在机舱内启动和运行风电机组。当风电机组连到远程监控系统时，将“现场控制/远程控制”键转至“现场控制”。电气作业时，必须注意以下五点基本规程，在作业前要：－断开电源；－防止重启；－确定无电压；－确定无接地异常或短路；－遮蔽或屏蔽电源附近的元器件；(14)旋转零部件或制动/启动操作，要注意：只有确保无人在上面作业或者不会引起危险的其它情况下，才能操作。3、风电机组附近区域安全须知－小孩必须有成年人看护；－避免在风电机组附近60米内长时间停留；－风电机组结冰时，掉下的冰块可能产生危险；－避免在风轮下停留。风电机组内部无工作人员时必须锁闭，以免闲杂人员进入操作风电机组。4、维修场地人员要求维修风电机组时严禁闲杂人员进入维修场地或在周围逗留，特别是要远离起重机操作范围；所有在维修场地上停留的非工作人员，必须清楚这里列出的安全规程和在维修场地逗留时存在的危险；如果有小孩在维修场地附近停留，须有成年人看护；灭火器的灭火范围约为2米，不间断持续使用大约13秒；(5)对1kV高压电子设备灭火时必须保持1米的最小距离。5、紧急情况机舱人员疏散如果在紧急情况下无法通过塔架逃离机舱，可使用速降逃生器，速降逃生器在机舱起重机旁，紧急出口即重物起吊孔。疏散步骤：－把滑索制动钩挂到起重机的挂钩上；－把安全带系在臂下并扣好安全扣；－安全带固定在滑索上并朝舱口外爬；－松开滑索以匀速下滑。注意：一次只能一个人下滑!第二个人可以将安全绳固定在朝上的滑索末端并以同样的方式朝下滑。滑索制动器两边都能制动，其具体说明参见附件。6、雷暴天气的行为规范风电机组各部分虽然按IEC等标准的最高级I级进行了雷电保护，但雷暴天气时仍有可能遭到雷击，因此所有人员必须马上远离风电机组。如遇雷雨季节，保持预见性提前使风电机组处于停止状态，并与电网断开。7、风电场的定期巡视运行人员应定期对风电机组、风电场测风装置、升压站、场内高压配电线路进行巡回检查，发现缺陷及时处理，并登记在缺陷记录本上。a检查风电机组在运行中有无异常响声、叶片运行状态、变桨、偏航系统动作是否正常，电缆有无绞缠情况。b检查风电机组各部分是否渗油。c检查法兰焊缝破损情况，检查塔架有无防腐脱落、渗漏。d检查刹车盘的磨损状况，小于规定值时要及时更换。e当气候异常、机组非正常运行或新设备投入运行时，需要增加巡回检查内容及次数。f应该随时注意风机的叶片有没有隐患，同时注意其工作时的噪音。g当气候异常、机组非正常运行、或新设备投入运行时，需要增加巡回检查内容及次数。h在有雷雨天气时不要停留在风电机组内或靠近风电机组。风电机组遭雷击后1小时内不得接近风电机组。i风电机组受潮会发出沙沙噪声，此时不得接近风电机组，以防感应电。j风电机组的检查维护k风电机组的定期登塔检查维护应在手动“停机”状态下进行。l运行人员登塔检查维护应不少于两人，但不能同时登塔。运行人员登塔要使用安全带、戴安全帽、穿绝缘安全鞋。零配件及工具必须放在工具袋内，工具袋必须与安全绳连接牢固，以防坠塔。8风机概述重庆狮子坪风电场选用中船重工（重庆）海装风电设备有限公司25台为变桨变速功率调节、水平轴、三叶片、上风向、齿轮增速、双馈式并网型风力发电设备。运行环境温度，-30〜+40,相对湿度，39%〜93%。同时在风场配套建设110kV升压站一座。25台风力发电机发电功率经条35kV回路汇流至35kV母线，再经一台50MVA主变升压后接入电站。9风力发电机组结构：图1整机结构布局图1、叶片2、轮毂3、主轴4、偏航驱动5、齿轮箱6、高速轴制动器7、齿轮箱润滑泵8、连轴器9、发电机10、控制柜11、变频器12、散热器13、机舱罩14、轴承座15、塔筒16、液压站17、起重机18、水泵型风电机组叶轮叶片、轮毂、变桨系统、传动链系统、发电机系统、偏航系统、测风系统、液压系统、冷却系统、加热系统、控制系统、防雷系统、底座、塔架等组成（如图1所示）。叶片通过变桨轴承与轮毂相连。轮毂材料为球墨铸铁，它的作用是连接叶片和风轮主轴。在轮毂中安装了独立的电气变桨驱动机构（包含紧急停车所需的超级电容）、变桨控制器。电气变桨机构由变桨齿轮箱、超级电容和电机控制器组成。风轮叶片的变桨调节由带伺服电动机的变桨齿轮箱驱动。变桨齿轮箱安装在轮毂上，输出小齿轮与变桨轴承的内齿啮合。叶片由电机控制器根据变桨控制器的指令进行调速转动，变桨控制器还调节三叶片的同步运转。在紧急停机和快速停机时，由超级电容供电。传动链采用两个轴承支撑，前轴承为浮动端，主要承受径向载荷，后轴承为止推端，主要承受轴向载荷。齿轮箱通过锁紧盘连接主轴，并通过两个弹性支撑与机架相连，弹性支撑将吸收齿轮箱工作时产生的振动。双馈式异步发电机采用风冷方式，并利用四个弹性支撑安装在机架上，通过弹性联轴器与齿轮箱的输出轴连接。联轴器装配有力矩限制装置。风电机组包括2级制动：通过变桨系统实行叶片顺桨的空气动力制动，以及齿轮箱高速轴上的液压制动。风电机组的偏航由4个交流电动机的偏航减速箱的输出小齿轮与偏航轴承内齿啮合实现。偏航减速箱安装在机架上，偏航轴承位于机架和塔筒顶面之间，内圈通过偏航制动盘与机架连接。偏航制动器由6个液压制动钳和液压站构成，偏航制动器安装在机架上，并作用于偏航制动盘。双馈异步发电机变流器系统是MW级风电机组的主流变速发电机系统。能平稳地进入电网，送入电网的电压和频率保持恒定。发电机和齿轮箱的热量通过冷却器向外排出。机舱具有足够的站立高度，可以通过塔筒和偏航轴承间的维修孔进行设备维护。工具和备件可以使用机舱内部起重机，从机舱后端底部的人孔吊上去,该处同时也作为人员逃生的紧急出口使用。塔筒为锥体钢筒式塔筒，塔筒底部有门供人出入，通过带防坠落保护装置的梯子可到达机舱。地基和塔筒的连接则通过塔筒底面法兰和浇铸后的基础段的法兰连接。10风力发电机原理风力发电机的原理，是利用风力带动风机叶片旋转，再通过增速齿轮箱将旋转的速度提升，来促使发电机发电把风能转换为机械能再转换为电能。双馈异步发电机的机理可用图2来进一步说明。flLM图2双馈异步发电机的运行原理图2中fl、f2分别为双馈异步发电机定、转子电流的频率，nl为定子磁场的转速，即同步转速，nr为转子磁场相对于转子的转速，为双馈异步发电机转子的电转速。由电机学的知识可知，DFIG稳定运行时，定、转子旋转磁场相对静止，即：巧=I耳工=『60及工=//2,60,故仃60 -从上式可知，当发电机转速变化时，可通过调节转子励磁电流频率保持定子输出电能频率恒定，这是变速恒频运行的原理。当发电机亚同步运行时，转子绕组相序与定子相同，转子吸收电网电能，定子向电网馈电；当发电机超同步运行时，转子绕组相序与定子相反，转子与定子均向电网馈电；当发电机同步速运行时，转子进行直流励磁。11风轮组成和原理风轮由叶片和轮毂两部分组成,风机叶片长50米,叶尖速度80.11m/s,扫风面积8171平方米，叶片锥度3.5度，叶轮锥度5度。轮毂中心高度80米，叶轮直径102m。叶片的主体结构由壳体和两根大梁粘接成整体，风轮叶片为玻璃纤维增强复合材料，基体材料为环氧玻璃纤维增强树脂。通过双头螺柱，连接叶片和变桨轴承外圈，通过变桨轴承的转动来实现叶片的变桨。同时，为了有效地将雷击电流引入大地，避免叶片被雷击，在叶片中部后缘和叶尖位置各设置一接闪器。叶尖和中部有接闪器，并且在其内部铺设导雷线，及时把雷电电流传送给轮毂、机架、塔筒，并最终导入地下。叶片通过变桨轴承与轮毂相连，它的作用是连接叶片和风轮主轴。风轮运行规定风电机组以及所配套叶片是专门针对中国地区的风速分布特点设计的，即年平均风速按IEC61400-1TCIID设计，因此整机具有抗击短时的强载荷能力和长的疲劳寿命。风机叶片在顺浆时角度为90度，在全开时角度为0度。风速—浆角关系为变浆调节，风速—转速关系为变速。切入风速3米每秒，切出风速25米每秒，再启动风速为20米每秒。进入轮毂工作前必须将风机停机，打至维护状态，将高速轴制动器制动，并插上风轮锁紧销。对如下零部件作业时，必须用风轮锁定机构固定风轮：叶片、轮毂和轮毂内部零部件、主轴或主轴承、制动盘或者制动钳、增速箱、滑环对如下零部件作业时，还须锁定叶片锁定机构：变桨电机、变桨齿轮箱、变桨轴承、叶片。风轮超速时的行为规范正常情况下，风机风轮不会超速，如果风轮超速转动，必须对风电机组周围300米的范围进行疏散隔离并立即通知国电联合动力（保定）技术有限公司。擅自试图现场停止风电机组有致命危险，必须制止。风轮巡视和检查检查风轮各部分表面清洁度；检查风轮表面防腐涂层；检查风轮雷电保护装置是否完好；检查风机叶片有无开裂、断裂、异常噪声等；12变浆系统组成和原理变桨系统由驱动电机、减速齿轮箱和变桨轴承、传感器、润滑系统和电控系统组成。驱动电机为带电磁制动装置的直流电机；变桨减速齿轮箱为三级行星减速齿轮传动，安装在轮毂上，其输出齿轮与安装在轮毂端面的变桨轴承内齿圈啮合，实现传动。变桨轴承为带内齿的四点接触球轴承，其外圈连接轮毂，内圈连接叶片，与变桨减速齿轮箱的输出配合实现变桨动作。变桨系统的作用是使叶片绕变桨轴旋转0°〜90°以控制风力发电机的功率输出、调速和停机。变桨动作范围主要在0°

到25°。变桨系统用的传感器由电机自带的角度传感器和安装在轮毂上的两个限位开关组成，组合信号实现准确角度动作和限位。变浆系统润滑系统变架*三承由集中润滑系统统一向变桨传动机械部件供油。150bar滚道涧滑.泵分配器变架*三承由集中润滑系统统一向变桨传动机械部件供油。150bar滚道涧滑.泵分配器10个废油收集盒齿轮润滑泵废油收集盒润滑小齿轮齿轮润滑泵废油收集盒润滑小齿轮滚道注油量和间隔时间：排油孔始终打开，并与油脂采集装置连接。当用自动润滑装置时，每年用脂量应为，由自动润滑系统均匀分配到每个润滑孔，以注入滚道内。齿轮用脂量为3L/年，由润滑齿轮和驱动齿轮啮合排出润滑齿轮，6个月清理一次变桨轴承上多余的润滑脂。12.2变桨距风力发电机组的风轮桨叶可以有以下几种工作状态:静止状态:变距风轮的桨叶在静止时,节距角为90°,这时气流对桨叶不产生转矩。起动状态:当风速达到起动风速时,控制系统控制桨叶向0°方向转动,直到气流对桨叶产生一定的攻角,风轮开始起动（一般先调节桨距角到45°，当转速达到一定时，再调节到0°，直到风力机达到额定转速并网发电）。并网发电:为确保并网平稳,对电网产生尽可能小的冲击,变桨距系统可以在一定时间内,保持发电机转速在同步转速附近,以便寻找最佳时机并网（例如在同步转速±10"山皿内持续上，发电机切入电网）。额定功率以下运行:传统的控制方法是在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在0°位置不变，不作任何调节；另一种方法是采用以Vestas为代表的所谓OptitiP技术，即根据风速的大小，按照最佳叶尖速比曲线确定叶片的节距角，优化输出功率。额定功率运行时:当风速达到或超过额定风速后,发电机机组进入额定功率状态，变桨控制系统根据发电机输出功率的变化调整桨距角的大小，桨叶节距朝迎风面积减小或增大的方向转动一个角度,使发电机的输出功率保持在额定功率。脱网:当风力发电机需要脱离电网时,变桨系统可以先转动叶片,使发电机减小输出功率,当功率减小到0时,发电机从电网脱开,以避免发电机突甩负载的过程。紧急停机:如遇到电网突然断电或其它紧急情况停机,变桨伺服系统可以通过自备的UPS短暂供电，以便变桨系统完成顺浆以及采取其它安全措施。12.3变桨系统运行规定变桨系统在风轮达到额定转速以上时，通过变桨控制系统将叶片向顺桨方向转动，限制风力发电机组输出功率保持额定，在额定功率以下时，风力发电机组不进行变桨。变桨系统作为风力发电机基本自动系统，可以在额定功率范围内对风机速度进行控制。3变桨系统变桨角度范围为0〜90度，变桨速度为5度/秒。4变桨齿轮箱前的小齿轮与变桨轴承内圈啮合，啮合间隙应保证在0.2.〜0.3mm之间。12.4变桨系统巡视和检查变桨系统巡视和检查的部位包括：变桨轴承；变桨驱动、雷电保护装置；顺桨接近撞块和变桨限位撞块；极限工作位置撞块和限位开关；变频柜和电池柜。检查变桨系统各部分表面清洁度；检查变桨轴承和驱动装置表面防腐涂层；检查变桨轴承齿面情况；检查变桨轴承润滑；检查变桨电机是否过热、有异常噪声等；检查雷电保护装置碳刷纤维是否完好；检查顺桨感光装置的清洁度，以保证能够正常接受感光信号；检查易损件变桨缓冲块，做到及时更换；检查限位开关接线是正常，手动刹车测试；变桨控制柜与轮毂之间缓冲器是否有磨损；变桨控制柜内接线是否有松动；检查各部位螺栓紧固状况。检查变桨系统92°、95°限位开关接近传感器工作是否正常。13传动链系统传动链系统由主轴、增速齿轮箱、联轴器等组成。主轴主轴采用双轴承支撑结构，前轴承作为浮动端，主要承受径向载荷，后轴承为止推端，主要承受轴向载荷；齿轮箱通过胀紧套与主轴相连接，齿轮箱只承受转矩，消除了增速齿轮箱的主要故障源。风轮锁紧盘与主轴法兰连接,前轴承座两侧各有一个风轮锁紧销。主轴运行规定1、在进行操作与维护前，逆时针旋转锁紧螺栓，将锁紧销拧入风轮锁紧盘中，当锁紧销与风轮锁紧盘上的孔未对准时，不要强行锁紧，这会导致锁紧螺纹损坏。2、主轴由风轮带动，并网转速为8.3〜16.8rpm。主轴的巡视和检查检查主轴与风轮、主轴与齿轮联接是否牢固。检查主轴风轮锁紧销与风轮锁紧盘连接情况。检查主轴承是否有异常噪声、振动、温度、主轴磨损情况等。检查主轴防缠绕装置。检查主轴接地碳刷磨损情况。检查主轴与齿轮箱连接的锁紧盘正常。检查废油收集盒油质情况并清理油盒。齿轮箱齿轮箱采用3级传动（一级行星、二级平行轴），1级交换冷却系统（油－空气）。传动比：117.66。齿轮箱采用强制冷却，使每个润滑点充分润滑，齿轮箱加热器功率为3KW,该系统自带在线过滤系统。齿轮箱轴承、油温、油位以及油压都有相应的传感器监控，可以在监控中心很好的掌握齿轮箱的运行情况，使齿轮箱运行在最佳状态下。齿轮箱运行规定齿轮箱运行前油位应在油位计1/2—2/3处。齿轮箱运转前应先启动润滑油泵运行一段时间后方可启动齿轮箱。油温小于10度时启动加热器加热，大于20度时停止。油温高于65度时，启动冷却器运行。低于45度停止。齿轮箱更换油液的操作注意：旧的油液应该在停机后齿轮箱冷却之前尽快排出。更换步骤：在放油孔下放置合适的集油容器；卸下箱体顶部的放气螺帽；把油槽及凹处的残留油液吸出，用新油进行冲洗；清洁位于放油堵头处的永磁铁；拧紧放油堵头(检查油封，油封在堵头处受压可能失效)，必要时应更换放油堵头。卸下联接螺栓，抬起齿轮箱观察盖板进行检查；(7)将新的油液过滤后注入齿轮箱。(过滤精度：50um)检查油位(油液必须加到油位标记处)；盖上观察盖板。洁空气滤清帽必须每年清洁空气滤清帽，先拧下空气滤清帽，用清洗剂清洗，待干燥后再拧上。齿轮箱的巡视和检查检查齿轮箱油位及是否有渗漏情况。检查齿轮箱振动、噪音是否正常。检查齿轮箱油温、油压是否正常。检查齿轮箱热工测点连接良好。检查齿轮箱防雷装置良好。检查齿轮箱弹性支承是否有老化、裂纹情况。检查清洁空气滤清帽。拆开观察孔，查看齿轮啮合面是否有损伤。检查软管是否老化13.3高速轴制动器高速轴制动器作为制动系统的辅助制动，安装在齿轮箱壳体上。制动盘连接高速轴法兰和联轴器。机械制动的主要作用是使转子在变桨空气制动减速到空载后让转子完全停止转动。因此，制动器设计成主动保护的结构，液压蓄能器可以保证安全制动。自调节系统应当避免受到制动盘上的轴向力。转子制动是通过电控制电磁阀动作实现的，此时，由于进油口处阀门关闭时制动压力的建立滞后，从而防止了突然的冲击和摩擦片的过度磨损。该制动器带磨损传感器，传感器可向主控系统发出信号，要求更换摩擦片。高速轴制动器运行规定高速轴制动器摩擦片厚度为2MM,提示更换擦片。制动器油压规定。高速轴制动器在紧急制动和停机制动时，制动器在变桨制动后再工作。该制动器是风机的第二制动机构。高速轴制动器的巡视和检查检查高速轴制动盘与摩擦片间的距离大于0.3mm。检查高速轴摩擦片厚度在规定范围。检查制动油压力正常。14联轴器高速联轴器通过联轴器连接在齿轮箱和发电机轴上，联轴器通过弹性元件来满足安装连轴器和齿轮箱在运行时的移动，允许角向、轴向和径向调整。当发电机短路时力矩限制器将避免发电机组更大的损坏。14.1联轴器运行规定1联轴器阻抗必须大于等于100乂，并且能承受2kV的电压。将防止寄生电流通过联轴器从发电机转子流向齿轮轴和齿轮箱，给齿轮箱带来危害。2联轴器巡视检查项目检查联轴器表面的防腐涂层是否有脱落现象；检查联轴器表面清洁度；检查各部位螺栓紧固状况。15双馈异步发电机风力发电机的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速齿轮箱将旋转的速度提升，来促使发电机发电把风能转变为电能。发电机通过弹性支撑和机架连接在一起。发电机通过弹性联轴器（带制动盘）与齿轮箱输出轴连接。联轴器带有力矩限制器，可以把传输的力矩控制在的发电机额定力矩内，它可以在发电机发生短路情况下防止齿轮过载的损伤。发电机为四极双馈异步发电机，发电机的转子励磁由双馈变频器的转子侧变流器提供，发电机发出的电能由定子和变频器接入电网。输入电网功率的。心0可以在±5之间自由选择，一般设为cos生1。为支持电网，即不管输入的有功功率是多少，都可以把感性无功功率或者容性无功功率输入电网以提高或降低电网电压。发电机变频器及控制系统变频器通过控制双馈发电机转子磁场达到变速恒频发电功能。变频器还可以检测电网磁场和定子磁场同步情况，自动完成并网。根据感应电机定转子绕组电流产生的旋转磁场相对静止的原理，可以得出变速恒频风力发电机转速与定转子绕组电流频率关系的数学表达式：f1=pn/60±f2f1为电网频率p为电机的磁极对数；n为风力发电机的转子转速；f2为转子电流频率。当风力发电机转速发生变化时，通过转子侧变频调速装置调节转子电流频率£2,保证f1恒定不变，实现风力发电机的变速恒频控制。当风力发电机处于亚同步速运行时，即n<n1（同步转速），f2取正号，转子侧变频器从电网吸取功率Pr（转子功率），为发电机转子提供频率为£2的正向励磁电流，保证定子绕组产生与电网同频同幅的电压矢量，从而将风力机捕获的机械能Pmec转化为电能，此时定子输出的功率为Ps=Pmec-Pr。当风力发电机处于超同步速运行时，即n>n1(同步转速)，f2取负号，转子侧变频器将吸收的机械能反馈回电网Pr，为发电机转子提供频率为£2的负向励磁电流，保证定子绕组产生与电网同频同幅的电压矢量，同时将风力机捕获的机械能Pmec转化为电能，此时定子输出的电能为Ps=Pmec+Pr。du/dt&ES上电潞断空器制幼器INU=逆变单元%11=供电单元发电机化动单元主接触器和充电电器变集用节传动单元上格断器卜枪控制系统转子倒变流器(INU}du/dt&ES上电潞断空器制幼器INU=逆变单元%11=供电单元发电机化动单元主接触器和充电电器变集用节传动单元上格断器卜枪控制系统转子倒变流器(INU}Crowbar线路变乐罂中印开美LCL波波嘉网制变流罂(ISU)变频器应用变频器由两个背靠背的IGBT高频整流器和中间直流环节组成，具有功率因数高、网侧电流谐波小、能量双向流动等优点，先进的直接转矩控制（DTC）策略将输入发电机转子的励磁电流解耦成独立的励磁分量和转矩分量分别控制，实际上就是对无功功率和有功功率的解耦控制、实时调节，有功的调节使得变速风机可以实现最大风能捕获，无功的调节则保证了并网时电机端电压能够保持在允许的波动范围之内。风电机组根据电网对无功功率的要求可以任意调节其输入输出无功功率，其功率因数调节范围设定为感性〜0容性，根据电网情况不同而不同。可以通过中央监控系统、本地操作面板等对风电机组输出的无功功率进行实时设置。双馈异步发电机低电压穿越能力所谓低电压穿越功能即当电网发生故障时要求风电机组能够承受短时的电压降低而不退出运行，使之能够继续向系统输入功率以支撑系统电压。这种功能使风电机组较以往固定转速机组在电网系统故障时不但不是系统的负担，反而成为系统故障恢复的有利支撑电源。风电机组正常运行在电网电压波动±10％的范围内，当电网电压低于正常电压的90%时，2.0MW风电机组通过变流装置先进的控制策略和特殊设计的基于PWM技术的有源制动单元使风机系统具有很好的低电压穿越能力，仍能够继续运行而不用脱离电网的低电压穿越能力（风电机组在并网点电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行625ms之内，风电场并网点电压在发生跌落后3$内能够恢复到额定电压的90%以上时，风电机组保持并网运行）；同时，风电机组可以发出无功功率对电网进行

支持，以避免电网电压进一步跌落；电网频率在买方规定的范围49.5〜50.5附内波动时风电机组能按要求正常工作，在范围48〜49.5Hz、50.5〜51Hz能降容运行,避免了发电量的损失和风电机组的反复启动、停机。15.4发电机冷却系统发电机的水冷系统，可以很好的把热量排除到空气中。发电机绕组和轴承有温度传感器监控温度。冷却循环功能通过温度传感器器和流量压力传感器监控。只有当冷却水温度升高到额定温度时，冷却器的风扇才打开。发电机.5n/—]00615.5发电机运行规定 I300L/Min水/风冷却器发电机.5n/—]00615.5发电机运行规定 I300L/Min水/风冷却器15.6电机加热器冷却器发电机温度低于电加热投入设定值时，自动投入发电机加热器。如高于电加热退出设定值时，电加热自动退出运行。15.7发电机的巡视和检查1、润滑发电机轴承，清除废脂；2、检查发电机有无外部损伤，及其螺栓松紧情况；3、检查发电机运行中的噪音，如有异常，通知供应商；4、检查发电机弹性支撑是否有老化、破损，如有则必须更换；5、每年向发电机集中润滑系统注入乩润滑脂，润滑脂牌号参考润滑油配套表。6、检查空气滤清器，每年检查并清洗一次；7、定期检查发电机绝缘、直流电阻等有关电气参数；8、发电机电缆、端子等有无破损、断裂或绝缘老化；9、冷却系统有无漏水、缺水现象，连接管路有无老化现象；机舱及偏航系统机舱机舱通过4点接触轴承和塔筒相连接。机舱具有两个独立的漏油收集系统。系统A用一个直接放在齿轮箱下面的油盘收集漏油。系统B从两个不同位置收集漏油。机舱的玻璃钢外壳与塔筒连接的底部有一个边沿，此边沿能有效阻止漏油流出机舱；塔筒内部最高的平台处有一个集油装置，一旦有油泄漏它可以在平台下进行收集。机舱内部安装有轴流风扇，根据机舱内部温度检测，自动实现与机舱外部的热交换，使机舱更加可靠运行偏航系统结构及原理主要实现两个功能:一是使机舱跟踪变化稳定的风向、二是由于偏航的作用导致机舱内部电缆发生缠绕而自动解除缠绕机舱靠偏航驱动电机来对准风向。当风速低于切入转速，风力发电机尚未发电时，偏航系统就已经可以工作了.机舱和塔筒相连接并配合塔筒中的电缆防缠绕装置，偏航计数器安装在风力机组的偏航齿圈处。当风力机组电缆扭缆过渡时，偏航计数器给控制器发出信号，风力机组停机并进行反方向偏航解缆，直到偏航计数器的中间位置开关发出信号，风力机组返回正常运行状态。集中润滑系统向偏航轴承供油，液压系统为偏航制动器提供制动力。偏航系统的功能是捕捉风向控制机舱平稳、精确、可靠的对风。偏航驱动器由驱动电机、减速齿轮箱和偏航轴承组成。偏航驱动机构包括一个偏航电机，一个减速齿轮箱、一个齿数偏航小齿轮；驱动电机为带钳盘式电磁制动装置的三相异步交流电机；偏航减速齿轮箱为四级行星减速齿轮，连接机架，其输出齿轮与安装在塔筒顶端的偏航轴承内齿圈啮合。偏航轴承为带内齿的四点接触球轴承，其外圈连接机架，与偏航减速齿轮箱的输出配合实现偏航驱动。偏航制动系统以盘式制动钳为执行机构，由液压单元驱动，其主要部件为偏航制动器、偏航制动盘、液压单元。偏航制动器为六缸主动式制动器，液压泵一次工作后由蓄能器保压，摩擦片磨损后会自动调整压力。偏航刹车为液压驱动刹车，静止时，6组偏航刹车闸在120bar〜160bar压力下将机舱牢固制动；偏航时，刹车仍然保持一定的余压（15bar的余压），使偏航过程中始终有阻尼存在，保证偏航运动更加平稳，避免可能发生的振动现象；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制动状态；偏航用传感器主要由风速风向仪，偏航计数器组成。风向标安装在风力机组的机舱尾部。风向标的风向总是指向风向。偏航系统控制方式偏航系统手动控制可以通过两个方式，一是使用机舱里的手动操作箱，二是利用计算机操作界面。手动操作箱位于机舱内部，当橙黄色信号指示灯亮时，就是处于手动状态。通过手动操作箱可以控制偏航系统的断开／接通、顺／逆时针旋转。利用计算机不仅可以进行偏航系统各参数的观测还可以进行偏航系统的手动控制。机舱及偏航系统运行规定自动对风在风速大于2.5m/s时风机自动偏航对风，低风速下（风速小于9m/s）,当对风误差大于8度，延时210s后，偏航对风；高风速下（风速大于9m/s）,对风误差大于15度，延时20秒偏航自动对风；风速加速或发电运行壮态下，如果风向突然改变，对风误差超过70度，风机先正常停机，对风偏航后再重新启动。2、实现自动解缆。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；待机时当偏航系统控制机舱转动达到＋710度或－710度时开始自动解缆；运行中若大于580°或小于-580°，开始自动解缆；当偏航角度小至正负40度以内时，或者解缆至偏航角度小于360度以内机舱对风误差在正负30度以内时，自动解缆停止；当风速大于25山/即寸自动解缆停止。如果偏航角度大于正负710度没有自动解缆，刚当角度达到正负750度时，触动扭缆限位开关，风机报偏航位置故障正常停机，复位后进入待机壮态，就能够自动启动；如果偏航角度大于正负750度时，触动扭缆开关安全链限位开关，风机报安全链故障停机，需手动偏航解缆。偏航系统的检查检查齿牙有无损坏，转动是否自如。检查偏航齿圈。检查偏航电动机功能是否正常。检查电气接线端子有无松动。检查偏航制动系统是否正常。检查接近开关、限位开关是否正常。7)检查机舱控制箱正常液压系统及刹车系统型风力发电机组的液压系统主要作用是：(1)主传动链的齿轮箱高速轴制动；(2)偏航制动器刹车制动/偏航阻尼。整个系统由动力源和执行机构以及管路附件构成。动力源指安装在机舱内上的液压单元，而执行机构包含了一个主动保护型的高速轴制动器和六个液压主动的偏航制动器。液压制动系统包括1个液压站、1个高速轴制动器、6个偏航制动器、1个偏航制动盘和1个高速轴制动盘。液压站为偏航制动器和高速轴制动器提供动力，高速轴制动器和制动盘配合，在叶片变桨制动后可完成风机的二次制动；偏航制动器和制动盘配合动作，可配合偏航驱动，由主控系统可控制风机准确对风。液压原理图如下图所示。£0」G5>n<

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位置查电磁阀是否损坏液压站油压不足检查油量是否充足制动钳抬起过慢系统中有空气给系统排气压力过低检测系统压力,调整安全阀预设压力闸瓦磨损过快制动钳抬起位置不正确检查油压、检查压力继电器的初设压力制动过慢制动盘与闸瓦之间的空气间隙过大重新调整空气间隙压力油粘度过大检查压力油的类型及温度系统中有空气给系统排气制动时间或距离过长，制动力矩不足载荷过大或速度太高检查载荷、转速制动盘或制动衬垫被油、脂等污染清洗制动盘，更换制动衬垫弹簧位置不正确或损坏更换整个弹簧包泄漏密封圈损坏更换新的密封圈衬垫磨损不平均制动器安装未对正重新安装制动器，必须符合公差要求18塔筒部分圆柱形、部分圆锥形的塔筒由3段空心塔筒构成，塔体表面有三层保护涂层。塔筒通过基础环与基础连接。塔筒配备了维修平台和额外的休息平台。每一节塔筒都配有照明。相关人员可以通过内部的扶梯向上攀爬，另有一根可靠的保险绳确保安全。风力发电机的开关柜位于塔筒内，使控制回路及馈电回路得到了双重的保护，避免了天气变化、潮湿、灰尘等的影响。安全设施机舱内安全设施机舱内安全设施主要包括灭火器、安全背带、挂钩、保险绳和紧急逃生速降装置；每个风场备用多套安全背带、挂钩和保险绳，每台风机都备有灭火器和紧急逃生装置。灭火器请参照安全须知使用，紧急逃生装置使用时将起重机锁定在机舱吊装口，将挂钩和起重机挂钩挂在一起，并按照紧急逃生使用说明的要求正确使用。紧急逃生装置位于吊装口附近。塔筒内安全设施包括防坠落设施和灭火器，请参照防坠落设施和灭火器使用说明，按规范操作，每年定期检查安全设施是否失效；消防措施为尽可能减少风电机组起火的危险，应遵守以下的规程：－确保风电机组内部空间干净整洁；－应保持电器设备清洁干燥并防止受到外界影响；－风电机组维修后，不允许机组内残留具有火灾隐患的液体、浸油的布料等；－风电机组内禁止吸烟和明火；如果发生火灾，应马上切断风电机组的主电源开关，并即时通知供电公司中断对风电机组的供电；风电机组舱内有三个二氧化碳灭火器，分别配置在机舱前部与中部，每层塔筒都有一个5kg干粉灭火器；风电机组的启动和停机风电机组的启停机分类风电机组的启动和停机有自动和手动两种方式，风电机组应能自动启动和停机。风电机组手动启动和停机的四种操作方式：主控室操作：在主控室操作计算机启动键或停机键；就地操作：断开遥控操作开关，在风电机组塔筒的控制盘上，操作启动或停机按钮，操作后再合上遥控开关；远程操作：在远程终端操作启动键或停机键；机舱上操作：在机舱的控制盘上操作启动或停机键，但机舱上操作仅限于调试时使用。风电机组的手动启动：当风速达到启动风速范围时，手动操作启动键或按钮，风电机组按计算机启动程序启动和并网。风电机组的手动停机：当风速超过正常运行范围时，手动操作停机键或按钮，风电机组按计算机停机程序与电网解列、停机。7凡经手动停机操作后，须再按“启动”按钮，方能使风电机组进入自动启动状态。20.3风电机组在投入运行前应具备的条件电源相序正确，三相电压平衡；偏航系统处于正常状态，风速仪和风向标处于正常运行状态；制动和控制系统的液压装置的油压与油位在规定范围；齿轮箱油位和油温在正常范围；各项保护装置均在正确投入位置，且保护定值均与批准设定的值相符；控制电源处于接通位置；控制计算机显示处于正常运行状态手动启动前叶轮上应无结冰现象；在寒冷和潮湿地区，长期停用和新投入的风电机组在投入运行前应检查绝缘，合格后才允许启动；经维修的风电机组在启动前，所有为检修而设立的各种安全措施均已拆除。风机检测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700r/min左右并网开关断开，刹车动作，使风机转速降到零。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（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700r/min左右时，主控系统使风机的转速维持在700“山皿左右，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700r/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。软启动控制器采用三队反并联的可控硅串接于风力发电机的三相供电线路上，采用限流软启动控制模式，利用可控硅的电子开关特性，通过控制器触发角大的大小来改变可控硅的开通程度，由此改变发电机输入电压的大小，以达到限制发电机启动电流的特性。在该控制模式下，风力机组以设定的电流为限幅值启动，当风力机组启动过程完成后，使旁路接触器闭合，发电机与电网直联运行，因此可控硅只是短时工作，不需要强制散热。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700r/min左右并网开关断开，刹车动作，使风机转速降到零。风电机组的自启动与自动停机：风电机组的自启动：风电机组处于自动状态，当风速达到启动风速范围时，风电机组按计算机程序自动启动并入电网；风电机组的自动停止：风电机组处于自动状态，当风速超出正常运行范围时，风电机组按计算机程序自动与电网解列、停机。21风电场运行监视风电场的运行人员每天应按时接听和记录当地天气预报，做好风电场安全运行的事故预想和对策；运行人员每天应定时通过主控室计算机的屏幕监视风电机组各项参数变化情况；运行人员应根据计算机监控系统显示的风电机组运行数据，检查分析各项参数变化情况，发现异常情况应通过计算机屏幕对该机组进行连续监视，并根据变化情况作出必要的处理。同时在运行日志上写明原因，进行故障纪录分析与统计。1机组运行中控制的主要参数1、发电机温度、有功与无功功率、电流、电压、频率、转速、功率因数。风轮转速、变桨距角度。齿轮箱油位与油温。液压装置油位与油压。制动刹车片温度。风速、风向、气温、气压。机舱温度、塔内控制箱温度。机组振动超温和制动刹车片磨损报警。22、风电机组异常运行及故障处理22.1风电场异常运行与事故处理基本要求a.当风电场设备出现异常运行或发生事故时，当班值长应组织运行人员尽快排除异常，恢复设备正常运行，处理情况记录在运行日志上；b.事故发生时，应采取措施控制事故不再扩大并及时向有关领导汇报，在事故原因查清前，运行人员应保护事故现场和损坏的设备，特殊情况例外（如抢救人员生命）。如需立即进行抢修的，必须经领导同意；c.当事故发生在交接班过程中，应停止交接班，交班人员必须坚守岗位、处理事故、接班人员应在交班值长指挥下协助事故处理。事故处理告一段落后，由双方值长决定是否继续交接班；d.事故处理完毕后，当班值长应将事故发生的经过和处理情况，如实记录在交接班簿上。事故发生后应根据计算机记录，对保护、信号及自动装置动作情况进行分析，查明事故发生的原因，并写出书面报告，汇报上级领导。22.2事故处理风电机组在运行中发现设备和部件超过运行温度而自动停机的处理风电机组在运行中发电机温度、晶闸管温度、控制箱温度、齿轮箱油温、机械制动器刹车片、刹车片间隙、刹车片温度传感器及变送回路。待故障排除后，才能再启动风电机组。风电机组液压控制系统油压过低而自动停机的处理：运行人员检查油泵工作是否正常。如油压不正常，应检查油泵、油压缸及有关阀门，待故障排除后再恢复机组自启动。22.2.3风电机组因调向故障而造成自动停机的处理