变桨距系统培训
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1.5MW风力发电机组变桨系统原理及维护国电联合动力技术有限公司培训中心(内部资料严禁外泄)UP77/82 风电机组变桨控制及维护目录1、变桨系统控制原理2、变桨系统简介3、变桨系统故障及处理4、LUST与SSB变桨系统的异同5、变桨系统维护定桨失速风机与变桨变速风机之比较定桨失速型风电机组发电量随着风速的提高而增长,在额定风速下达到满发,但风速若再增加,机组出力反而下降很快,叶片呈现失速特性。
优点:机械结构简单,易于制造;控制原理简单,运行可靠性高。
缺点:额定风速高,风轮转换效率低;电能质量差,对电网影响大;叶片复杂,重量大,不适合制造大风机变桨变速型风电机组风机的每个叶片可跟随风速变化独立同步的变化桨距角,控制机组在任何转速下始终工作在最佳状态,额定风速得以有效降低,提高了低风速下机组的发电能力;当风速继续提高时,功率曲线能够维持恒定,有效地提高了风轮的转换效率。
优点:发电效率高,超出定桨机组10%以上;电能质量提高,电网兼容性好;高风速时停机并顺桨,降低载荷,保护机组安全;叶片相对简单,重量轻,利于制造大型兆瓦级风机缺点:变桨机械、电气和控制系统复杂,运行维护难度大。
变桨距双馈变速恒频风力发电机组成为当前国内兆瓦级风力发电机组的主流。
变桨系统组成部分简介变桨控制系统简介✓主控制柜✓轴柜✓蓄电池柜✓驱动电机✓减速齿轮箱✓变桨轴承✓限位开关✓编码器▪变桨主控柜▪变桨轴柜蓄电池柜▪电机编码器GM 400绝对值编码器共10根线,引入变桨控制柜,需按线号及颜色接入变桨控制柜端子排上。
▪限位开关变桨系统工作流程:●机组主控通过滑环传输的控制指令;●将变桨命令分配至三个轴柜;●轴柜通过各自独立整流装置同步变换直流来驱动电机;●通过减速齿轮箱传递扭矩至变桨齿轮带动每个叶片旋转至精准的角度;●将该叶片角度值反馈至机组主控系统变桨系统控制原理风机不同运行状态下的变桨控制1、静止——起动状态2、起动——加速状态3、加速——风机并网状态3.1、低于额定功率下发电运行3.2 达到额定功率后维持满发状态运行4、运行——停机状态1、静止——起动状态下的变桨调节桨距角调节至50°迎风;开桨速度不能超过2 °/s;顺桨速度不能超过5°/s;变桨加速度不能超过20 °/s²;目标:叶轮转速升至3 r/s(低速轴)2、起动——加速状态下的变桨调节桨距角在(50 °,0°)范围内调节迎风;开桨速度不能超过2 °/s;顺桨速度不能超过5°/s;变桨加速度不能超过20 °/s²;目标:叶轮转速升至10 r/s(低速轴)3、加速——并网发电状态下的变桨调节3.1 低于额定功率下的变桨调节桨距角在维持0°迎风;开桨速度不能超过2 °/s;顺桨速度不能超过5°/s;变桨加速度不能超过20 °/s²;变频系统通过转矩控制达到最大风能利用系数, 目标:叶轮转速升至17.5 r/s(低速轴)3.2 达到额定功率后维持满发状态运行桨距角在(90 °,0°)范围内调节;开桨速度不能超过5 °/s;顺桨速度不能超过5°/s;变桨加速度不能超过20 °/s²;通过变桨控制使机组保持额定输出功率不变, 目标:叶轮转速保持17.5 r/s(低速轴)4、运行——停机状态4.1 正常停机叶片正常顺桨至89°;变桨主控柜的顺桨命令通过轴柜执行;顺桨速度控制为5°/s;叶轮空转,机械刹车不动作;4.2 快速停机叶片快速顺桨至89°;变桨主控柜的顺桨命令通过轴柜执行;顺桨速度控制为7°/s;叶轮空转,机械刹车不动作;4.3 紧急停机叶片紧急顺桨至91°或96 °限位开关;紧急顺桨命令通过蓄电池柜执行;顺桨速度不受控制;叶轮转速低于5 r/s后,液压机械刹车抱闸,将叶轮转速降至为零;独立变桨:三个叶片通过各自的轴柜和蓄电池柜实现开桨和顺桨的同步调节;如果某一个驱动器发生故障,另两个驱动器依然可以安全地使风机顺桨并安全停机。
【SWT-4.0-130风机液压及变桨系统技术培训】风机变桨**SWT-4.0-130机型风机液压及变桨系统培训编写:** ** 2019年3月5日目录一、概述1 二、电动变桨的原理及应用2 三、液压变桨系统的原理与结构3 四、液压变桨系统和电动变桨系统的对比分析4 五、SWT-4.0-130变桨系统介绍5 5.1. 风机变桨调节的两种工况 5 5.2. 液压变桨系统 6 5.2.1. 液压变桨系统的结构 6 5.3. 主要设备参数7 5.3.1. 变桨轴承润滑采用中央润滑系统7 5.3.2. 变桨液压润滑采用液压油系统7 5.3.3. 主液压站电机8 5.3.4. 主液压站油泵8 5.4. 基本操作8 5.4.1. 变桨轴承润滑8 5.4.2. 更换轮毂中以及变桨的液压油8 5.4.3. 检查蓄能器(106A) 和(106B) 上的预压力9 5.4.4. 重新给蓄能器加注氮气10 5.4.5. 检查阀门(103) 和(120) 10 5.4.6. 检查阀门(119) 和(109) 11 5.4.7. 检查阀门(116) 和加压阀(26) 12 5.4.8. 检查压力传感器(107) 12 5.4.9. 叶片的偏置校准12 5.5. 常见故障13 5.6. 技术图纸15 六、高速刹车17 6.1. 辅助液压设备(高速轴刹车系统)18 6.2. 建压曲线18 6.3. 正常停机,抱闸抱死19 6.4. 紧急停机时19 6.5. 高速刹车的优点20 一、概述并网型风力发电机组是将风的动能转换成机械能,再把机械能转换成电能并入电网。
由于风速随时发生变化,因此长期运行在野外的风力发电机组承受着十分复杂恶劣的交变载荷。
所以风力发电机组各个部件的疲劳强度、材料结构和控制策略是影响风力发电机组寿命的主要因素。
叶轮是扑捉风能的关键部件,叶轮是由叶片和轮毂组成。
叶片具有空气动力外形,在气流的作用下产生力矩驱动叶轮转动,通过轮毂和主轴将扭矩传递到齿轮箱增速来驱动发电机,再经过变流器把电压转换成和电网电压频率,幅值和相位完全一致后经箱变并入电网,由此完成能量的变换。
涨知识风力机的独立变桨距系统在风力机调速方式课件中介绍了变桨距调节转速的原理,还介绍了一种简单的离心力桨距调节装置。
现代大中型风力发电机组对叶片的变桨距性能有很高要求,以保证风力机能以最高效率安全的运行,主要有独立变桨距系统与统一变桨距机构。
本课件介绍独立变桨距系统。
变桨距系统要保证风轮叶片在起动状态、正常运行状态、停机顺桨状态能有良好的变桨距角功能,也就是:起动状态:风力机在静止时,桨距角为90度(全顺风);当风速达到起动风速时,叶片转向45度左右,以获得较大的起动转矩;当风轮转速达到一定速度时,再调节叶片转到0度。
运行状态:在正常运行时,当功率在额定功率以下时,桨距角在0度附近;当功率超过额定功率时,根据计算机命令增大叶片的攻角,并不断调整桨距角使发电机的输出功率保持在额定功率附近,桨距角变化范围在0度到30度之间。
停机顺桨状态:当风机正常停机和快速停机时将叶片顺桨到90度附近,利用叶片的气动阻力将风轮转速降为0。
当停电或出现故障时无需计算机命令能自动进入全顺桨状态,使风力机紧急停机,确保风力发电机组的安全。
本课件介绍的变桨距系统的三组叶片的桨距角变化是受各自的驱动装置控制,同一台风力机的各个叶片可根据不同的控制作出不同的桨距角变化,这种变桨系统称为独立变桨系统,有很好的控制性能。
主要有液压驱动与电动驱动方式。
液压变桨距系统先介绍液压变桨距系统,在风轮的三叉形轮毂上有三个变桨轴承法兰,将与变桨轴承的外圈固定安装,在图1中的三叉形轮毂是剖开的,在两个法兰上已经固定好两个变桨轴承,在其中一个变桨轴承内圈固定着叶片根盘,叶片根部与叶片根盘固定连接,叶片通过变桨轴承可自由转动。
图中有一个液压缸,液压缸内有可伸出的活塞杆(液压杆),活塞杆输出端通过液压杆轴承与叶片根盘上的变桨摇柄连接,活塞杆的伸缩推动叶片根盘转动。
由于变桨摇柄是圆弧运动,液压缸也会随之摆动,所以液压缸是通过一根摆动轴安装在轮毂上的。
图1--液压变桨距系统的液压缸图2是液压缸的活塞杆部分推出时的状态,叶片转动了一定的角度。
1.5MW风电机组变桨系统知识培训风电机组根据外部环境的不同被定义为 “常温型风机”和“低温型风机”等不同的机型,变桨系统要能满足相应机组的运行环境条件。
SSB变桨系统应用培训。
一、功能描述变桨系统的所有部件都安装在轮毂上。
风机正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转。
变桨系统的作用是控制风机叶片旋转到设定的角度。
变桨系统通过控制叶片的角度来控制风轮的转速,进而控制风机的输出功率,并能够通过空气动力制动的方式使风机安全停机。
风机的叶片(根部)通过变桨轴承与轮毂相连,每个叶片都要有自己的相对独立的电控同步的变桨驱动系统。
变桨驱动系统通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动。
风机正常运行期间,当风速超过机组额定风速时(风速在12m/s 到25m/s之间时),为了控制功率输出变桨角度限定在0度到30度之间(变桨角度根据风速的变化进行自动调整),通过控制叶片的角度使风轮的转速保持恒定。
任何情况引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置(执行紧急顺桨命令时叶片会顺桨到91度限位位置)。
变桨系统有时需要由备用电池供电进行变桨操作(比如变桨系统的主电源供电失效后),因此变桨系统必须配备备用电池以确保机组发生严重故障或重大事故的情况下可以安全停机(叶片顺桨到91度限位位置)。
此外还需要一个冗余限位开关(用于95度限位),在主限位开关(用于91度限位)失效时确保变桨电机的安全制动。
由于机组故障或其他原因而导致备用电源长期没有使用时,风机主控就需要检查备用电池的状态和备用电池供电变桨操作功能的正常性。
每个变桨驱动系统都配有一个绝对值编码器安装在电机的非驱动端(电机尾部),还配有一个冗余的绝对值编码器安装在叶片根部变桨轴承内齿旁,它通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动记录变桨角度。
风机主控接收所有编码器的信号,而变桨系统只应用电机尾部编码器的信号,只有当电机尾部编码器失效时风机主控才会控制变桨系统应用冗余编码器的信号。
二、主要部件组成电控箱 1套(数个) 变桨电机(配有变桨系统主编码器:A编码器) 3套备用电池 3套机械式限位开关 3套(6个) 限位开关支架及相关连接件 3套冗余编码器:B编码器 3套冗余编码器支架、测量小齿轮及相关连接件 3套各部件间的连接电缆及电缆连接器 1套技术文档 1套三、变桨系统各部件的连接框图图1:各部件间连接框图四、系统配置变桨中央控制箱执行轮毂内的轴控箱和位于机舱内的机舱控制柜之间的连接工作。
目录1.概述 (1)2.风力发电机的桨距调节 (2)2.1 变桨距的转速调节原理 (2)2.2 电动变桨系统的结构 (2)3.变桨控制系统 (4)3.1 系统简介 (4)3.2 系统组成 (5)3.2.1 变桨中控柜 (6)3.2.2变桨轴控柜 (12)3.2.3变桨蓄电池柜 (13)3.2.4变桨电机 (13)3.2.5编码器 (14)3.3 系统接口 (14)4. 变桨控制器及变桨调试软件 (15)4.1 变桨控制器端口说明 (15)4.2 变桨控制器操作说明 (21)4.2.1 菜单首页 (21)4.2.2 子菜单:桨叶状态 (22)4.2.3 子菜单:手动操作变桨 (22)4.2.4 子菜单:变桨控制器状态 (23)4.2.5 子菜单:编码器设置 (24)4.2.6 密码子菜单 (25)4.3 控制器参数设置软件使用 (25)4.3.1 变桨控制器参数配置 (25)4.3.2 使用说明 (26)4.4 控制器上电试验 (26)4.4.1 变桨控制器上电前检查 (26)4.4.2 变桨控制器上电试验 (27)5. 变桨控制系统的现场调试 (27)5.1 上电前检查 (28)5.2 变桨系统的现场调试 (28)6.变桨控制系统常见故障分析及处理 (31)6.1电流读取值异常 (31)6.2 温度值异常 (31)6.3 三面桨叶不动作 (32)6.4 一个或两个桨叶动作异常 (33)6.5 编码器值读取异常 (33)6.6 通信不能建立 (34)6.7 面板异常 (34)6.8 风机正常运行时桨叶异常动作 (34)6.9 无法清0°或者92° (34)6.10 与变桨系统有关的状态码 (35)7. 用户须知 (40)1.概述本培训教材适用于东方电气自动控制工程有限公司的变桨控制系统产品。
变桨控制系统是风力发电机组控制系统的重要组成部分。
它是一种风力发电机桨叶调节装置,通过调节桨叶角度使风机达到最大的风能利用率,并在不同的风况下控制功率与转速的平衡,当风较大时,使桨叶迎角减小,控制吸收的风能,同时减少风力对风力机的冲击;风小时,使桨叶迎角增大保证获取最大的风能。
变桨距系统培训变桨系统=i、概述2、变桨原理3、;4、与其它产品比较5、变桨系统故障判断1、概述风力发电系统总体结构"2》变桨系统结构变桨系统分类k 1.1风力发电系统总体结构把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能,这就是风力发电。
风力发电的原理,是利用风力带动风机叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。
依据目前的风车技术,大约是3m/s的速度,便可以开始发电。
直驱式风力发电机Vensys 直驱风机□10□9•塔筒 □10 •提升机3变桨系统所在位置■ 1 •叶片 ■ 2.轮毂 I ■ 3 •变桨系统 I ■ 4 •发电机转子 I ■ 5 •发电机定子I双馈风机1・2变桨系统结构o=C395度限位开关91度限位开关变婆电机1..订」吟歩动柜1主电源线 信号线点片环 CANopenF 1电机逹接线/=oi —B 编码器电池柜1电池连接线0=0o=Q-95度限位开茉 91度限位开关变桨电也A 编码器电机连接线/驱动柜2—B 编码器电池柜2电池连接銭变桨系统的工作模式: .幻正常工作模式.B )正常停机模式 ♦ C )紧急模式变桨是指让风机的桨叶自动旋转到主控制器设定的角度,以控制叶片的迎风角始终保持在最佳位置,从而更好地利用风能。
变桨距系统接收主控发来的控制指令,通过控制算法输出一个电压形式的速度值,这个值通过伺服驱动器驱动电机运转以带动桨叶。
同时,变桨控制器对备用电源进行管理,以保证紧急情况下能快速收桨。
变桨控制系统实现风力发电机组的变桨控制,在额定功率以上通过控制叶片桨距角使输出功率保持在额定状态。
每个叶片的变桨控制柜,都配备一套备用电源,储备的能量,在保证变桨控制柜内部电路正常工作的前提下,足以使叶片从0。
顺桨到90。
o当来自滑环的电网电压掉电时,备用电源直接给变桨控制系统供电,仍可保证短期内整套变桨电控系统正常工作,实现低电压穿越(LVRT)功能。
1.3变桨系统分类1.3.1按柜体数量分类变桨系统结构有很多种,有7柜式、6柜式、4柜式、3柜式。