金风1.5兆瓦机组变流部分培训

一、金风1.5MW机组的特点-12/17
叶轮变桨系统组成（第二代变桨结构）
变桨驱动
变桨控制柜 齿形 带
变桨轴 承
胀紧度 调节压 板 17
提问:
金风的机组为什么要使用齿形带进行变桨驱动 ？
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一、金风1.5MW机组的特点-13/17
齿轮传动变桨技术
70% 时间 x 20 年 (机组设计寿命) = 14 年一个齿牙承受载荷（接触受力） + 非常困难的齿面润滑
变桨控制系统 1、采用变桨电机配合减速器作 为驱动； 2、采用带有齿形的皮带传动； 3、3个变桨柜可独立控制，作 为主控PLC的子站； 4、采用DP通讯协议，数据通 过滑环和主控进行交换； 5、各个柜体间采用航空插头进 行连接，维护方便； 6、变桨系统备用电源采用超级 电容，可靠性高，使用寿命 长。
金风大学值班长特训营
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课程目录
一、金风1.5MW机组的特点 二、直驱机组与双馈机组的比较 三、金风1.5MW机组配置型号 四、金风1.5MW机组的基本参数 五、金风1.5MW机组的关键部件 六、金风1.5MW机组的电控系统
金风大学值班长特训营
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一、金风1.5MW机组的特点-1/17
机组特点: 1、无齿轮箱，直驱永磁发电机； 2、变速变桨控制方式； 3、全功率变流系统； 4、PAC控制系统； 5、结构紧凑简单； 6、低风速段功率特性优异；
Goldwind 70/1500
Repower 70/1500 某双馈70/1500kW
GE 70.5/1500 某双馈 70/1500kW
15
.7
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金风1.5MW风机Switch变流系统培训课件
容：
1、 1.5MW机组Switch变流系统主拓扑结构 2、 Switch变流系统控制框图 3、 Switch变流系统的电网侧控制原理
4、 Switch变流系统的电机侧控制原理
5、 Switch变流系统和主控的联系 6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
2.1 控制和通讯信号 （a）主控到变流的DP信号 （b）变流到主控的DP信号
（c）硬件控制线的控制信号
2.2 变流和主控连接的10芯控制线的控制信号 ① 变流系统准备启动；
② 变流系统故障；
③ 变流系统急停； ④ 变流系统急停复位； ⑤ 变流系统启动使能；
6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
二、Switch变流系统控制框图
1U1
1U1
2U1
3U1
4U1
2U1
3U1
4U1
变流控制柜机柜
变流控制柜机柜1
网侧滤波电容器组 1C1、1C2
网侧断路器1Q1机械 锁定钥匙的钥匙把的位 置处于水平方向时断路 器处于机械锁定状态， 在需要进行机械锁定时 最好将钥匙拨到水平位 置后将钥匙拔离以确保 安全。钥匙位于与地面 垂直位置时表明断路器 处于正常工作状态，此 位置无法移除钥匙。
在得到励磁电流/转矩电流的给定和反馈之后，通过 电流调节器可以得到转矩电压/励磁电压的参考给定值 Udref/Uqref。 再根据转子磁场位置角θ r，对这两个给定进行两相 同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换，得到发电机 机端三相电压的给定。根据这三相给定，PWM模块给出功 率器件的驱动脉冲。
制动功率模块使用原理（典型应用）
一、Switch变流系统主拓扑结构
该变流器采用可控整流的方式把发电机发出的交流电 整流为直流电，通过网侧逆变单元把直流电逆变为工频交 流电馈入电网。其控制方式为分布式控制，即每个功率单 元都能够独立的执行控制、保护、监测等功能，功率单元 之间则通过现场总线连接。 这种方式和它的主电路拓扑 结构相对应。

Freqcon变流配置的系统 金风1500千瓦直驱风力发电机组系统结构图
主电缆
电机侧二极管整 流单元
斩波升压单元 网侧逆变单元
AC
DC DC
DC DC
DC
DC
AC
主断路器
进线电缆
开关柜
Freqcon变流器
叶
片
及
永磁同步
变
发电机
桨
驱
动
连接器
DP总线
底座
D
P
总
线
塔架
机组主控制柜
变流控制器
I/O D 信P 号总
▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
主控制器(风机系统逻辑控制)
▲风机正常工作逻辑控制 ▲故障诊断及保护 ▲数据采集/统计 ▲与各个系统的数据交互控制
变桨系统
▲桨距调节 ▲桨距角采集 ▲异常保护 ▲故障诊断及保护
变流系统
▲电力变换 ▲功率控制 ▲转矩控制 ▲功率因数调节 ▲故障诊断及保护
10 / 35 kV f = 50 Hz
一、金风1.5兆瓦风力发电机组的控制系统 Switch变流配金置风的15系00统千瓦直驱风力发电机组系统结构图
主电缆
电机侧功率单元 网侧功率单元 主断路器
AC
DC DC
DC
AC
620 / 690 V
进线电缆 f = 50 Hz
10 / 35 kV f = 50 Hz
D
P 总 线
冷 却 水 管
2、红色虚线框里表示水冷系统 （塔底） 3、绿色虚线框里表示主控系统 （塔底） 4、黑色虚线框里表示机舱控制系统（塔顶） 5、紫色虚线框里表示变桨控制系统（塔顶）

金风/1500机组培训编制：技术部机械室2007.8.8目录1 简介2 技术参数3 结构组成、功能说明4 装配5 吊装1 总体简介金风/1500系列机组采用水平轴、三叶片、上风向、变桨距调节、直接驱动，永磁同步发电机并网的总体设计方案，额定功率为1500kW。

主要机型：金风70/1500、金风77/1500、金风82/1500。

比其它机组具有以下优点：¾由于机械传动系统部件的减少，提高了风力发电机组的可靠性和可利用率；降低了风力发电机组的噪音。

¾永磁发电技术及变速恒频技术的采用提高了风电机组的效率。

¾由于无齿轮箱，大大降低了风电场风力发电机组的运行维护成本。

仅是每三年更换一次齿轮箱润滑油一项，就能节省大量费用。

¾机械传动部件的减少降低了机械损失，提高了整机效率，风机设计结构简单，变流设备、电控设备等易损件都在塔筒底部，维修非常方便。

¾发电机在低转速下运行，损坏机率大大减小。

¾利用变速恒频技术，可以进行无功补偿。

¾由于减少了部件数量，使整机的生产周期大大缩短。

¾全变流技术，提高了电能品质。

¾可以从内部进入轮毂维护变桨系统，提高了人员的安全性。

对比目前国际市场上现有的直接驱动机型，优点：¾发电机效率高，变速范围宽（9rpm－19rpm）；¾永磁体外转子，励磁方式结构简单，无励磁损失；减小了传统电励磁的体积，降低了可能发生故障。

¾无碳刷和滑环，减少了维护量，提高了可利用率。

¾变桨系统采用带传动，无需润滑，免维护。

¾变桨系统采用无刷交流电机，电容作为后备电源，寿命长，免维护。

¾变频装置采用经过验证的成熟技术，谐波分量低。

¾机舱结构设计采用了人性化设计方案，尽可能地方便运行人员检查维修，在设计中加入爬升助力机构，使运行人员在维护过程中攀登梯子时变得格外轻松。