30、1.5MW风力发电机组传动系统

风力发电场风力机监督技术标准目次范围 (1)规范性引用文件 (1)总则 (2)设计审查监督 (2)制造监督 (13)安装监督 (23)现场调试、试运行、预验收、最终验收 (27)运行监督 (30)检修监督 (33)附录A （规范性附录）附录B （规范性附录）附录C （规范性附录）定期运行维护项目及要求 (35)风力发电机组振动状态监测 (38)风力发电机组日常运行监视项目 (39)风力发电场风力机监督技术标准1范围本标准规定了中国华能集团公司（以下简称“集团公司”）所属风力发电场风力机监督相关的技术标准内容。

本标准适用于集团公司风力发电场的单机容量 1.5MW及以上水平轴风力机技术监督，1.5MW容量以下机组参照执行。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

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GB 755 旋转电机定额和性能GB/T 6404.2 齿轮装置的验收规范第2部分：验收试验中齿轮装置机械振动的测定GB/T 18451.1 风力发电机组设计要求GB/T 19069 风力发电机组控制器技术条件GB/T 19072 风力发电机组塔架GB/T 19073 风力发电机组齿轮箱GB/T 19568 风力发电机组装配和安装规范GB/T 19960.1 风力发电机组第1部分：通用技术条件GB/T 19963 风电场接入电力系统技术规定GB/T 20319 风力发电机组验收规范GB/T 23479.1 风力发电机组双馈异步发电机第1部分技术条件GB/T 25383 风力发电机组风轮叶片GB/T 25385 风力发电机组运行及维护要求GB 25389.1 风力发电机组低速永磁同步发电机第1部分技术条件GB/Z 25427 风力发电机组雷电防护GB 50007 建筑地基基础设计规范GB 50026 工程测量规范DL/T 586 电力设备监造技术导则DL/T 666 风力发电场运行规程DL/T 797 风力发电场检修规程DL/T 5191 风力发电场项目建设工程验收规范DL/T 5383 风力发电场设计技术规范FD 003 风电机组地基基础设计规定（试行）JB/T 10300 风力发电机组设计要求JB/T 10425.1 风力发电机组偏航系统第1部分：技术条件JB/T 10425.2 风力发电机组偏航系统第2部分：试验方法JB/T 10426.1 风力发电机组制动系统第1部分：技术条件JB/T 10427 风力发电机组一般液压系统NB/T 31004 风力发电机组振动状态监测导则NB/T 31012永磁风力发电机制造技术规范 NB/T 31013双馈风力发电机制造技术规范 NB/T 31017双馈风力发电机组主控制系统技术规范NB/T 31018风力发电机组电动变桨控制系统技术规范 3总则3.1 风力机技术监督包括风力发电机组风轮叶片、轮毂、机舱、塔架、基础、发电机、 传动系统、控制系统、液压系统、制动系统、变桨系统、偏航系统等系统及设备的监督工作。

1.5MW风电机组说明书编制：校对：审核：批准：目录一、机组简介 (4)1.1总体技术参数介绍 (4)二、机组部件介绍 (8)2.1叶片介绍 (8)2.2轮毂及变桨系统简介 (8)2.3传动链系统 (9)2.4偏航系统 (10)2.5液压系统简介 (11)2.6齿轮箱系统 (14)2.7发电机系统 (16)2.8滑环系统 (18)2.9电气控制系统 (19)2.10变流器简介 (24)2.11 监控系统 (25)2.12风况检测装置 (26)2.13防雷系统 (26)三、机组运行状态说明 (27)3.1待机状态 (28)3.2启动状态 (29)3.3运行状态 (30)3.4并网发电状态 (31)3.5停机状态 (32)3.6维护状态 (34)3.7机组运行及注意事项 (35)一、机组简介1.5MW风力发电机组是由国电联合动力技术有限公司与德国Aerodyn公司联合设计，它采用三叶片、上风向、水平轴、双馈异步发电机、主动电变桨矩、变速恒频逆变器并网技术，具有通用性强、功率曲线先进、结构成熟、运行可靠等优点，同时在发电机、齿轮箱、轴承等关键部件上采用了最新设计，单机容量最适合中国目前的环境及安装使用条件。

国电联合动力技术有限公司在设计之初就提出了‘差异化，系列化’的设计思路，充分考虑中国实际风资源状况，在德方设计的防风沙机型基础上，发挥联合设计优势，进行产品系列化设计。

根据中国不同风场类型，设计了分别适用于IEC2A，IEC3A和IEC2A+,IEC3A+等的冷态，常温，防风沙的系列风机，根据机组叶轮直径不同分为：UP77、UP82、UP86三种类型。

1.1总体技术参数介绍续前表：二、机组部件介绍2.1叶片介绍1.5MW风电机组所用的叶片基体材料是有高性能的低粘度环氧树脂加热固化而成，具有粘接强度高、韧性好、耐腐蚀、耐疲劳性好，断裂延伸率高的特点，能够与增强材料良好的匹配，满足叶片的耐疲劳性能要求。

1.5MW风机机组风轮系统说明风轮系统风轮系统是机组的重要部件，其主要作用是吸收风能。

它由三片桨叶、轮毂以及变桨系统组成。

风轮参数桨叶桨叶采用玻璃纤维复合材料制成，表面覆盖有防护层，具有较强的抗低温和抗风沙性能，迎风缘也作了防磨损处理，桨叶除了支撑本身重量，抵抗一定的拉伸、弯曲变形破坏外，更重要的是要能最大限度的吸收风能，每片桨叶往往包含有多个翼型，他们是通过空气动力学研究结果来设计的，能保证风能利用率并优化机组所受载荷。

为了更好的保护机组免遭雷电破坏。

桨叶顶端装有接闪器，闪电电流可以经过预埋在桨叶内部的避雷线流向塔架。

机组内设有放电机构，并有可靠的防雷接地及浪涌保护装置。

轮毂轮毂是支撑桨叶、连接主轴的重要零件，它是按带有星型和球型相结合的铸造结构来设计、生产的。

这种轮毂的结构实现了负荷的最佳分配，同时具有结构紧凑，质量轻的优点。

轮毂的材料采用高等级球墨铸铁，它具有优良的机械性能。

轮毂主要参数及技术要求：材料：QT350-22AL(低温型)；QT400-18AL(常温型)涂层：HEMPEL 油漆轮毂采用整体、树脂砂模铸造，加工面饱满，非加工面光滑圆顺。

变桨系统1.5MW风力发电机组为了能合理利用风能资源采用变桨系统，同时能有效控制机组功率，在超过额定风速运行时，若不能进行相应的控制，会导致功率飙升，严重影响风机的损耗，变桨控制系统可以通过变桨的方式使机组功率限制在额定功率附近，且能使机组处于良好的受力状态，减小冲击载荷。

1.5MW风力发电机组的桨叶和轮毂通过变桨回转支撑连接，变桨传动设备及其控制装置集成在轮毂之中，变桨系统中还安装了一套世界先进的自动润滑装置提供变桨轴承的润滑，保证变桨可靠，运行平稳。

变桨的另外一个作用是制动，需要制动时，桨叶完全顺桨，不再产生强大的驱动风轮旋转的气动力，1.5MW风力发电机组采用三片桨叶独立变桨方式运行，即使有两片桨叶变桨机构失效，单个变桨机构也能是机组降低安全转速范围内，变桨系统中还采用了备用电池，即使电网失电，仍能顺利执行变桨动作。

1.5MW双馈、恒频、变桨风力发电机国电联合动力技术有限公司培训中心1.5MW风力发电机一、风力发电机由叶轮、机舱、塔筒三大部分组成，1.5MW风力发电机满发时1小时可以向电网输送1500度电量。

一群风力发电机，组成风力发电场（一般5万千瓦以下风电场可由地方发改委审批，即可建风力发电场，即33台1。

5MW 49.5MW ）国内风电场厂每年满发电为2000-3000小时（每年8760小时）按平均2300小时计算每度电0.56元，一个4.95万千瓦风电场年售电收入为6375.6万元风场建设费约4亿元，收回成本的6—8年风力发电场。

二、风力发电机整机主要包括：1.机座2.传动链（主轴、齿轮箱）3. 偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承）4.踏板5.电缆线槽6.发电机7.联轴器8.液压站9.冷却泵(风冷型无)10.滑环组件11.自动润滑12.吊车13.机舱柜14.机舱罩15.机舱加热器16.轮毂1、机座：机座是风力发电整机的主要设备安装的基础，风电机的关键设备都安装在机座上。

(包括传动链（主轴、齿轮箱）、偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承）、踏板和棒、电缆线槽、发电机、联轴器、液压站、冷却泵(风冷型无)、滑环组件、自动润滑、吊车、机舱柜、机舱罩、机舱加热器等。

机座与现场的塔筒连接，人员可以通过风电机塔进入机座。

机座前端是风电机转子，即转子叶片和轴。

2、偏航装置：自然界的风，方向和速度经常变化，为了使风力机能有效地捕捉风能，就相应设置了对风装置以跟踪风向的变化，保证风轮基本上始终处于迎风状况。

风力发电机的偏航系统也称为对风装置，其主要作用在于当风向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。

另外、当风机对风相同一个方向旋转几圈之后，向塔筒底部输送电力的线缆也会扭转，为了保护电缆，系统会控制风机向相反的方向旋转，既解缆。

为了使风机的桨叶转子工作始终朝向某个方向，在风机内安设了偏航系统，风力机的偏航系统即对风装置。

15MW风力发电机组参数风力发电机组是一种利用风能转化为电能的设备。

它由风力发电机、塔架、转子、发电机、变频器、变压器、控制系统等组成。

以下是1.5MW风力发电机组的主要参数。

1.风力发电机：1.5MW风力发电机一般采用水平轴的三叶片风力发电机。

它具有高效率、低噪音、抗风性强等特点。

其直径通常在80-90米左右，风轮重约40吨。

2.塔架：塔架是支撑风力发电机组的重要部分。

一般采用钢结构塔架，高度通常在70-100米之间，以适应地面的风能资源。

3.转子：转子是1.5MW风力发电机组中的关键部件，它由三个叶片组成，用于接收和转换风能。

叶片一般采用复合材料制造，具有轻质、高强度的特点。

4.发电机：发电机是将风能转化为电能的装置。

1.5MW风力发电机组一般采用多极永磁直驱发电机，具有高效率、低噪音、快速响应等特点。

5.变频器：变频器是将发电机产生的交流电转化为稳定的电网频率的装置。

它能实现风电机组的无级变速，并且能适应不同的风速。

6.变压器：变压器是将风力发电机产生的电能升压至适合输送给电网的电压。

它通常采用油浸式变压器，具有良好的绝缘性能和热稳定性。

7.控制系统：控制系统是对风力发电机组的运行状态进行监测和控制的设备。

它可以实时监测风速、叶片角度和发电机负载等参数，并根据系统的优化算法进行自动调节。

1.5MW风力发电机组的参数说明了其具有一定的发电能力，适用于中等风速的环境。

其优点包括高效率、低噪音、抗风性强等特点，能够有效转化风能为电能，为可再生能源的利用做出了重要贡献。

I1.5MW风力发电机总体设计摘要风是一种永不枯竭的清洁能源，随着传统能源的日渐枯竭，人们对风能的利用也越来越重视。

特别是随着控制技术和制造技术的发展，风力发电机组的规模不断扩大，兆瓦级以上的风力发电机的研制已成为目前风电产业的主要发展方向。

本次设计对 1.5MW 的风力发电机机组结构的总体布局，总体参数的规划以及各组成部件的选型原则和设计要求进行阐述。

关键词：MW级风力发电机，总体设计II The overall Design of 1.5MW Wind Power GeneratorAbstractThe wind is an inexhaustible clean energy, Along with the traditional energy sources dried up with each passing day, people are paying more and more attention to the use of wind energy.Especially with the control technology and the development of production technology, expanding the scale of wind power generating unit，MW above the level of the development of wind turbines has become the main direction of the development of wind power industry.The design of1.5MW wind generator structure of the overall layout, the overall planning and the parameters of each component selection principles and design requirements .KEY WORDS: The MW class wind generator, Overall designIII目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 国外风力发电机发展现状 (1)1.3 国内风力发电机的研制情况 (2)1.3.1我国风力发电机发展历史 (2)1.3.2 我国风电发展存在问题 (5)1.4 本课题研究的意义 (7)2 1.5mw风力发电机组总体方案的设计 (8)2.1 风电机组功能的设计 (8)2.1.1 风电机组功率的调节方式设计 (8)2.2.2风力发电机组的系统选型设计 (9)2.2 风力发电机组总体布局 (10)3 风电机组的各组成部分的设计计算 (13)3.1风轮的设计估算................................. 错误!未定义书签。

密级：公司秘密东方电气自动控制工程有限公司DONGFANG ELECTRIC AUTO-CONTROLENGINEERING Co., Ltd.1.5MW风力发电机组控制系统操作面板使用手册编号KFD-005000ISM版本号A2010年09月编制10-09-13校对 10-09-21审核 10-09-23会签审定 10-09-24批准10-09-24编号 KFD-005000ISM换版记录版本号 日期 换 版 说 明A 2010.9 首次发布目录序号章节内容页数备注1 概述 12 0-1 登入登出 23 0-2 主界面 34 0-3 风机状态 65 0-4 参数设置 116 0-5 控制 47 0-6 统计 48 0-7 I/O模块 69 0-8 报警 2概述风力发电机组控制系统DYWCS5000配置有专为具有授权的风场调试和运行人员使用的触摸式液晶操作面板。

每套系统配2套液晶操作面板，分别安装在机舱控制柜和变频器处。

该面板可操作性强，人机界面使用方便，可以通过该面板对风机进行各项操作、浏览风机运行状态、修改各项参数、查看统计信息、查看报警信息等。

0-1登入登出1.1登入图0-1-1人机界面成功启动后即进入用户登陆界面(0-1-1)，使用者点击，弹出，点击该文字，弹出虚拟键盘如下图。

图0-1-2键盘按键包括“A-Z,a-z,0-9,←(删除)，回车(确认输入)，Clr(清除所有)，Del(删除后面的字符)，Ese(退出)，SPC等（图0-1-2）。

默认显示大写字母；选择a-z显示小些字母；选择0-9显示数字。

输入密码后点击回车获得相应权限，即可根据不同权限进入主页。

不同用户权限级别可进行不同权限的操作。

各权限分别为：1级：浏览，只能查看风机状态，不能进行任何操作；2级：供业主使用，可查看风机状态，对风机进行启、停、偏航、复位等控制；3级：供维护人员使用，除具备2级功能外，还具备修改参数功能；4级：厂内调试使用，可以进行任何操作。

1.5MW风机学习资料一、偏航系统偏航系统主要有两个功能，一是使机舱轴线跟踪变化稳定的风向，二是当机舱至塔底引出电缆到达设定的扭缆角度后自动进行解缆，结构图如下所示：结构原理介绍：偏航系统是由偏航轴承和四台偏航电机驱动的齿轮传动机构组成的。

偏航轴承为内摩擦的滑动轴承系统，为内齿圈设计。

四台偏航驱动对称布臵，由电机驱动小齿轮带动整个机舱沿偏航轴承转动，实现机舱的偏航。

当风向与机舱轴线偏离一个角度时（风小时为±8°，风大时为±15°），控制系统经过一段时间的确认后，会控制偏航电机将机舱轴线调整到与风向一致的方位，实现机舱对风。

运行状态介绍：当偏航电机带动偏航轴承偏航时，偏航液压刹车系统处于半释放状态，从而设臵足够大的阻尼，偏航时使机舱保持足够的稳定性。

当偏航电机停止时，偏航液压系统处于刹车状态，将机舱固定到相应的位臵上。

当机舱偏航到某一角度，由机舱引入到塔底的发电机电缆将处于缠绕的状态，这时风力发电机组会进行解缆处理（偏航系统按缠绕的反方向偏航），使电缆解除缠绕的状态。

由于解缆时希望能够快速偏航，这时偏航液压系统刹车处于完全释放状态。

控制原理：在不同的风速条件下，偏航的动作方式不同，分为高风速偏航和低风速偏航。

高风速下自动偏航： 60秒平均风速大于等于9 m/s，触发偏航程序的条件如下：•偏航对风60秒平均偏差大于8°，延时210s，风机偏航。

•偏航对风60秒平均偏差大于15°，延时20s，风机偏航。

低风速下自动偏航： 60秒平均风速小于9 m/s，触发偏航程序的条件如下：•偏航对风60秒平均偏差大于10°，延时250s，风机偏航。

•偏航对风60秒平均偏差大于18°，延时25s，风机偏航。

禁止偏航的条件：在下列情况下，不允许自动偏航：•产生偏航故障；•偏航解缆动作；•风机处于维护模式；• 30s平均风速 <2.5m/s；•紧急停机过程；•发生风向故障；•发生液压故障；自动偏航不影响风机的当前状态。