SL3000风电机组电气系统介绍(100630)课件.ppt

1、 SL3000系列风电机组介绍 主要内容主要内容 变桨系统 齿轮箱及油冷系统 发电机、变频器及水冷系统 偏航、主制动及液压系统 叶轮锁及液压系统 安全链 PLC控制系统 变桨系统 齿轮箱及油冷系统 发电机、变频器及水冷系统 偏航、主制动及液压系统 叶轮锁及液压系统 安全链 PLC控制系统变桨系统功能：变桨功能：当风速发生变化时，改变叶片对风向的迎角，使叶片保持最佳的迎风状态；从额定功率起，通过控制系统将叶片以精细的变桨角度向顺桨方向转动，实现风力发电机的功率控制。制动功能：三个叶片转动到顺桨位置，就可以实现气动刹车，可以安全地使风力发电机停机。变桨系统采用了独立同步的三套控制系统，具有很高的可

2、靠性。变桨系统组成：轮毂（铸钢件）变桨轴承变桨控制柜超级电容柜变桨驱动装置接近开关限位开关、撞块雷电保护装置雷电保护装置变桨控制柜限位开关装置轮毂撞块装置变桨驱动装置变桨轴承接近开关变桨系统变桨工作状态：S6 ：顺桨位置S7 ：参考位置S10：基准位置 变桨系统 齿轮箱及油冷系统 发电机、变频器及水冷系统 偏航、主制动及液压系统 叶轮锁及液压系统 安全链 PLC控制系统齿轮箱齿轮箱叶轮发电机低转速高转速增速、传递转矩功能： 风作用到叶片上，驱使风轮旋转。旋转的风轮带动齿轮箱主轴转动将动能输入齿轮轴。经过三级变速，齿轮轴将输入的大扭矩、低转速动能转化成低扭矩、高转速的动能，通过联轴器传递给发电机

3、。发电机将输入的动能最终转化为电能并输送到电网。齿轮箱主轴内置于齿轮箱内部，不需要现场主轴对中。主轴轴承采用稀油润滑，效果更好。采用两级行星，一级平行轴机构传动，提高了速比，降低了齿轮箱的体积。齿轮箱输入轴是中空轴，便于通过电缆。采用先进的润滑与冷却系统，使每个润滑点都可以得到充分的润滑，确保齿轮箱的使用寿命。特点：齿轮箱传动比76.41%轴的倾斜角度4.5额定驱动功率3300Kw额定转速15.7rpm额定扭矩（额定转速下）2007KNm旋转方向顺时针（正对风轮）空转低扭矩，-2+2rpm发电机额定转速1200rpm发电机转速范围6121625rpm最大运行转速1500rpm 2分钟，1625

4、rpm 10秒最大制动力矩29KNm卡钳数目2最大制动力矩持续时间12秒最大制动力矩发生频率每年约3次齿轮箱油冷系统 对齿轮和轴承的保护作用 减小摩擦和磨损，具有更高的承载能力，防止胶合。 吸收冲击和振动。 防止疲劳点蚀。 冷却、防锈、抗腐蚀。作用：油冷系统电气组成齿轮箱油泵齿轮箱油冷风扇齿轮油过滤器齿轮箱油加热器传感器 齿轮箱油加热和冷却的必要性？油温低于0度，齿轮不适合转动油温低于10度或大于80度，齿轮箱不适合带负荷3400V 24VoGeaOilHeaoGeaOilHeaPumiGeaOilHeaiGeaOilHeaFusiGeaOilHeaPumiGeaOilHeaPumOlsPLC

5、oGeaMotWndHeaiGeaMotWndHeaFusoGeaOilPumoGeaOilPumL_HiGeaOilPumLowiGeaOilPumHigiGeaOilPumOls24V +-24VoGeaOilFanoGeaOilFanL_HiGeaOilFan001LowiGeaOilFan002LowiGeaOilFan001HigiGeaOilFan002HigiGeaOilFan001OlsiGeaOilFan002OlsoGeaOilTnkHeaiGeaOilTnkHeaiGeaOilTnkHeaFusMM3400V 24V3400V 24VM3400V 24VM230V 24V

6、31323334 35 38 36 37 3941424344fan 1 fan 245 464011323 27 2728 281 1325 23 2813油冷系统油冷系统电气设备电气设备启动启动停止停止低速油泵油温 0高速油泵机组转速 15 rpm 机组转速 60油温 70油温 65齿轮箱加热器油温 10油冷系统PIiGeaOilTnkTem001 iGeaOilTnkTem002iGeaOilin_Pre001iGeaOilin_Pre002PLCiGeaOilEl_PumPreiGeaOilEl_Clg075iGeaOilEl_Clg100iGeaOilMecPumPreiGeaOil

7、MecClg075iGeaOilMecClg100-B19.1PI-B18.10-25bar/4-20mA2x 0/24V24V +-24VanaloggroundagndiGeaOilLevPI-B18.70-16bar/4-20mA24VLevI-B20.7PI-B19.70-16bar/4-20mA24ViGeaOilIn_Tem001-R20.32x Pt100iGeaOilIn_Tem002-R22.52x Pt1000-100%/4-20mA892120181617iGeaOilHeaTem26-R23.5Pt1000-25bar/4-20mA2x 0/24V油冷系统iGeaBea

8、Tem201iGeaBeaTem202-R21.52x Pt10019iGeaBeaTem301iGeaBeaTem302-R22.12x Pt10019iRotBeaTem001iRotBeaTem002-R21.12x Pt10019iGeaBeaTem101iGeaBeaTem102-R20.72x Pt100PLC24V24V +-油冷系统变变 量量正常工作范围正常工作范围报警限值报警限值故障限值故障限值齿轮箱高速轴温 40-70 75 80 齿轮箱中速轴温 40-70 75 80 齿轮箱低速轴温 40-70 75 80 齿轮箱油温 40-70 75 80 齿轮箱油压4-6 bar 9

9、 bar14 bar 油过滤器压力75%TRUEFALSE油过滤器压力100%TRUEFALSE油位TRUEFALSE 变桨系统 齿轮箱及油冷系统 发电机、变频器及水冷系统 偏航、主制动及液压系统 叶轮锁及液压系统 安全链 PLC控制系统采用6极双馈三相感应发电机先进的功率变频器 （IGBT变频器）发电机配置加热器，防止绕组潮湿冷却方式为水冷发电机、变频器发电机、变频器发电机、变频器发电机、变频器机组启动S4：待风状态S10：调整状态变桨电池完成充电齿轮箱油温大于0度偏航完成机组对风S5：加速状态变桨系统启动发电机、变频器并网操作预充电，UDC=950VLSC启动（电压控制）LSB闭合，预充电

10、脱开 UDC=1150V GSC启动发电机同步定子断路器闭合，机组并网发电机、变频器crowbar保护作用发电机、变频器crowbar保护实现水冷系统组成水泵温度传感器、压力传感器、控制阀连接管路散热器水冷系统电气设备电气设备启启 动动停停 止止发电机水冷泵机组处于并网状态机组处于脱网状态发电机水冷风扇发电机进水温度 30发电机进水温度 30变频器进水温度 25变频器水加热器变频器进水温度 20水冷系统变变 量量正常工作范围正常工作范围报警限值报警限值故障限值故障限值发电机进水温度 50 50 55发电机出水温度 65 65 70发电机水泵压力开关TRUE 50 55变频器出水温度 58 58

11、 63变频器水泵压力开关TRUE 1bar 变桨系统 齿轮箱及油冷系统 发电机、变频器及水冷系统 偏航、主制动及液压系统 叶轮锁及液压系统 安全链 PLC控制系统偏航系统功能：机组对风组成：风速风向仪偏航驱动装置（一拖五）偏航轴承偏航液压制动控制和检测装置偏航驱动装置偏航制动器偏航轴承偏航电机检测装置偏航制动器偏航、主制动液压系统液压系统：泵站齿轮箱高速轴刹车偏航刹车液压罐电动泵手动泵主制动偏航制动偏航液压制动工作原理 a. 极端风载时的驻车制动极端风载时的驻车制动 如图红色线所示：电动泵18启动，系统油压建立，电磁阀26处于通位，电磁阀32、33处于止位。主油路中的压力油通过单向阀22进入制

12、动器液压缸并保持油压，液压缸活塞外伸，制动器开始制动并保持该状态直到电磁阀32处于通位。 b.偏航小力矩制动偏航小力矩制动 如图褐色线所示：电磁阀 33处于通位，同时电磁阀26处 于止位，制动器液压缸内的油 压降低到阀34的设定值，并在 此压力值上保持。偏航制动器 处于小扭矩制动状态 c.偏航制动释放偏航制动释放 如图蓝色线所示：电磁阀 32得电接通，同时电磁阀26、 33处于止位，偏航制动器内的液压缸活塞在弹簧作用下退回，制动回路立即卸压释放。 主制动及液压系统 SL3000系列风力发电机所用的制动器是一个液压动作的盘式制动器，用于锁住转子。 急停回路断开 三个叶片变桨系统均故障 滑环编码器

13、检测到超速主制动液压系统工作原理 a. 齿轮箱高速轴刹车齿轮箱高速轴刹车 如图红色线所示：电动泵 18 启动，系统油压建立，电 磁阀 7处于通位，电磁阀15 处于止位。主油路中的压力 油通过单向阀9、节流阀10进 入制动器液压缸并保持油压， 液压缸活塞外伸，制动器开始 制动，并一直保持该状态直到 电磁阀15处于通位。 b.齿轮箱高速轴刹车释放齿轮箱高速轴刹车释放 如图蓝色线所示：电磁 阀15处于通位，同时电磁阀7 处于止位，制动器液压缸活 塞在弹簧作用下退回，缸内 压力油经回油通路流回油箱。 变量变量范围范围报警限值报警限值故障限值故障限值主压力145-160 bar170 bar180 ba

14、r保持压力值1052 bar80 bar70 bar油位开关TRUEFALSE油温开关TRUE 70液压泵运行时间10 s 30 s 60 s 偏航及主制动液压系统 变桨系统 齿轮箱及油冷系统 发电机、变频器及水冷系统 偏航、主制动及液压系统 叶轮锁及液压系统 安全链 PLC控制系统叶轮锁及液压系统作用：锁定轮毂，便于维护安装位置：叶轮锁手动泵叶轮锁及液压系统 叶轮锁工作原理 a. 叶轮锁闭闸叶轮锁闭闸 如图红色线所示：当电机启动，建立系统油压，电磁阀（31）（通电）处于通位，手动阀（32&33）处于（OUT）位置，主油路中液压油进入叶轮锁液压缸，推出活塞并维持油压，叶轮锁闭闸。当活塞完全推出

15、时，电磁阀（31）必须（断电）处于止位。叶轮锁保持闭闸状态直到电磁阀（31）通电打开，手动阀（32&33）拨到（IN）位置，叶轮锁活塞退回。 b.叶轮锁开闸叶轮锁开闸 如图蓝色线所示：当需开 闸时，电磁阀（31）（通电） 处于通位，手动阀（32、33） 拨到（IN）位置，液压油推动 活塞缩回到缸体，叶轮锁开闸。 当叶轮锁活塞完全退到缸体时， 电磁阀（31）必须（断电）处 于止位。叶轮锁保持开闸状态 直到电磁阀（31）通电打开， 手动阀（32&33）拨到（OUT） 位置，叶轮锁活塞推出。 变桨系统 齿轮箱及油冷系统 发电机、变频器及水冷系统 偏航、主制动及液压系统 叶轮锁及液压系统 安全链 PL

16、C控制系统安全链发电机超速机组震动轮毂超速偏航纽缆主制动器位置轮毂驱动故障 变桨系统 齿轮箱及油冷系统 发电机、变频器及水冷系统 偏航、主制动及液压系统 叶轮锁及液压系统 安全链 PLC控制系统PLC控制系统PLC控制器：1 Processor ModulePentium III 700MHz128MB DRAM4MB internal Flash for System SoftwareInterfaces2 Ethernet 10/100baseTX1 full RS2321 reduced RS232 / RS422 or RS485USB 1.1CF Card InterfacePLC控制系统通讯：机舱塔基