變槳系統(tǒng)原理及維護(hù).doc

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1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 變槳系統(tǒng)原理及維護(hù) 國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司 培訓(xùn)中心 （內(nèi)部資料嚴(yán)禁外泄） UP77/82 風(fēng)電機(jī)組變槳控制及維護(hù) 目錄 1、 變槳系統(tǒng)控制原理 2、 變槳系統(tǒng)簡介 3、 變槳系統(tǒng)故障及處理 4、 LUST與SSB變槳系統(tǒng)的異同 5、 變槳系統(tǒng)維護(hù) 定槳失速風(fēng)機(jī)與變槳變速風(fēng)機(jī)之比較 定槳失速型風(fēng)電機(jī)組 發(fā)電量隨著風(fēng)速的提高而增長，在額定風(fēng)速下達(dá)到滿發(fā)，但風(fēng)速若再增加，機(jī)組出力反而下降很快，葉片呈現(xiàn)失速特性。 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，易于制造； 控制原理簡單，運(yùn)行可靠性高。 缺點(diǎn)：額定風(fēng)速高，風(fēng)輪轉(zhuǎn)換效率低； 電能質(zhì)量差，對電網(wǎng)影響大； 葉片復(fù)雜，重量大，不適合制造大風(fēng)機(jī) 變槳變速型風(fēng)電機(jī)組 風(fēng)機(jī)的每個葉片可跟隨風(fēng)速變化獨(dú)立同步的變化槳距角，控制機(jī)組在任何轉(zhuǎn)速下始終工作在最佳狀態(tài)，額定風(fēng)速得以有效降低，提高了低風(fēng)速下機(jī)組的發(fā)電能力；當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)提高時，功率曲線能夠維持恒定，有效地提高了風(fēng)輪的轉(zhuǎn)換效率。 優(yōu)點(diǎn)：發(fā)電效率高，超出定槳機(jī)組10%以上； 電能質(zhì)量提高，電網(wǎng)兼容性好； 高風(fēng)速時停機(jī)并順槳，降低載荷，保護(hù)機(jī)組安全； 葉片相對簡單，重量輕，利于制造大型兆瓦級風(fēng)機(jī) 缺點(diǎn)：變槳機(jī)械、電氣和控制系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)難度大。 變槳距雙饋?zhàn)兯俸泐l風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成為當(dāng)前國內(nèi)兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主流。 變槳系統(tǒng)組成部分簡介 變槳控制系統(tǒng)簡介 主控制柜 軸柜 蓄電池柜 驅(qū)動電機(jī) 減速齒輪箱 變槳軸承 限位開關(guān) 編碼器 變槳主控柜 變槳軸柜 蓄電池柜 電機(jī)編碼器 GM 400絕對值編碼器共10根線，引入變槳控制柜，需按線號及顏色接入變槳控制柜端子排上。 限位開關(guān) 變槳系統(tǒng)工作流程： l 機(jī)組主控通過滑環(huán)傳輸?shù)目刂浦噶睿? l 將變槳命令分配至三個軸柜； l 軸柜通過各自獨(dú)立整流裝置同步變換直流來驅(qū)動電機(jī)； l 通過減速齒輪箱傳遞扭矩至變槳齒輪帶動每個葉片旋轉(zhuǎn)至精準(zhǔn)的角度； l 將該葉片角度值反饋至機(jī)組主控系統(tǒng) 變槳系統(tǒng)控制原理 風(fēng)機(jī)不同運(yùn)行狀態(tài)下的變槳控制 1、靜止——起動狀態(tài) 2、起動——加速狀態(tài) 3、 加速——風(fēng)機(jī)并網(wǎng)狀態(tài) 3.1、低于額定功率下發(fā)電運(yùn)行 3.2 達(dá)到額定功率后維持滿發(fā)狀態(tài)運(yùn)行 4、運(yùn)行——停機(jī)狀態(tài) 1、靜止——起動狀態(tài)下的變槳調(diào)節(jié) 槳距角調(diào)節(jié)至50迎風(fēng)； 開槳速度不能超過2 /s; 順槳速度不能超過5 /s; 變槳加速度不能超過20 /s； 目標(biāo)：葉輪轉(zhuǎn)速升至3 r/s(低速軸） 2、起動——加速狀態(tài)下的變槳調(diào)節(jié) 槳距角在（50 ，0）范圍內(nèi)調(diào)節(jié)迎風(fēng)； 開槳速度不能超過2 /s; 順槳速度不能超過5 /s; 變槳加速度不能超過20 /s； 目標(biāo)：葉輪轉(zhuǎn)速升至10 r/s(低速軸） 3、加速——并網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)下的變槳調(diào)節(jié) 3.1 低于額定功率下的變槳調(diào)節(jié) 槳距角在維持0迎風(fēng)； 開槳速度不能超過2 /s; 順槳速度不能超過5 /s; 變槳加速度不能超過20 /s； 變頻系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)矩控制達(dá)到最大風(fēng)能利用系數(shù)， 目標(biāo)：葉輪轉(zhuǎn)速升至17.5 r/s(低速軸） 3.2 達(dá)到額定功率后維持滿發(fā)狀態(tài)運(yùn)行 槳距角在（90 ，0）范圍內(nèi)調(diào)節(jié)； 開槳速度不能超過5 /s; 順槳速度不能超過5 /s; 變槳加速度不能超過20 /s； 通過變槳控制使機(jī)組保持額定輸出功率不變， 目標(biāo)：葉輪轉(zhuǎn)速保持17.5 r/s(低速軸） 4、運(yùn)行——停機(jī)狀態(tài) 4.1 正常停機(jī) 葉片正常順槳至89； 變槳主控柜的順槳命令通過軸柜執(zhí)行； 順槳速度控制為5 /s; 葉輪空轉(zhuǎn)，機(jī)械剎車不動作； 4.2 快速停機(jī) 葉片快速順槳至89； 變槳主控柜的順槳命令通過軸柜執(zhí)行； 順槳速度控制為7 /s; 葉輪空轉(zhuǎn)，機(jī)械剎車不動作； 4.3 緊急停機(jī) 葉片緊急順槳至91或96 限位開關(guān) ； 緊急順槳命令通過蓄電池柜執(zhí)行； 順槳速度不受控制; 葉輪轉(zhuǎn)速低于5 r/s后，液壓機(jī)械剎車抱閘，將葉輪轉(zhuǎn)速降至為零； 獨(dú)立變槳：三個葉片通過各自的軸柜和蓄電池柜實(shí)現(xiàn)開槳和順槳的同步調(diào)節(jié)；如果某一個驅(qū)動器發(fā)生故障，另兩個驅(qū)動器依然可以安全地使風(fēng)機(jī)順槳并安全停機(jī)。 變槳系統(tǒng)故障及處理 變槳系統(tǒng)故障類別： 變槳系統(tǒng)通訊故障 變槳系統(tǒng)蓄電池故障 變槳槳距位置故障 變槳整流器故障 變槳驅(qū)動電機(jī)故障 變槳系統(tǒng)通風(fēng)、加熱故障 變槳系統(tǒng)供電故障 變槳系統(tǒng)狀態(tài)故障 緊急停機(jī)故障： 變槳系統(tǒng)通訊故障 變槳整流器故障 變槳槳距位置故障 變槳系統(tǒng)供電故障 變槳系統(tǒng)狀態(tài)故障 該類故障立即觸發(fā)控制系統(tǒng)安全鏈斷開，機(jī)組緊急停機(jī)。 正常停機(jī)故障： 變槳系統(tǒng)蓄電池故障 變槳驅(qū)動電機(jī)故障 變槳系統(tǒng)通風(fēng)、加熱故障 該類故障導(dǎo)致正常停機(jī)，可遠(yuǎn)方復(fù)位后重新恢復(fù) 正常運(yùn)行。 LUST與SSB變槳系統(tǒng)的異同 兩家變槳系統(tǒng)均為電動變槳，主要實(shí)現(xiàn)功能完全一致，電路設(shè)計原理大同小異。 差別1：整流設(shè)備 SSB變槳系統(tǒng)是晶體管整流，DGNR； LUST變槳系統(tǒng)是晶閘管整流，Pitchmaster 機(jī)組主控安全鏈： SSB完全由機(jī)組主控控制，安全鏈閉合后正常運(yùn)行； LUST系統(tǒng)先自檢無故障后，向主控系統(tǒng)發(fā)安全鏈閉合信號，同時接收到主控的安全鏈閉合信號后才能正常運(yùn)行。 變槳系統(tǒng)維護(hù) 變槳軸承的基本維護(hù)： 1.檢查變槳軸承表面清潔度。 2.檢查變槳軸承表面防腐涂層。 3.檢查變槳軸承齒面情況。 4.變槳軸承螺栓的緊固。 5.變槳軸承潤滑。 變槳驅(qū)動電機(jī)的基本維護(hù) 1.檢查變槳驅(qū)動裝置表面清潔度。 2.檢查變槳驅(qū)動裝置表面防腐層。 3.檢查變槳電機(jī)是否過熱、有異常噪聲等。 4.檢查變槳齒輪箱潤滑油。 5.檢查變槳驅(qū)動裝置螺栓緊固。 限位開關(guān)的基本維護(hù) 1. 檢查開關(guān)靈敏度，是否有松動。 2.檢查限位開關(guān)接線是正常，手動剎車測試。 3.檢查螺栓緊固。 變槳主控柜和電池柜的基本維護(hù) 1.變槳控制柜/輪轂之間緩沖器是否有磨損。 2.變槳控制柜內(nèi)接線是否有松動。 3.柜子支架及柜子的螺栓緊固。 4.用蓄電池驅(qū)動變槳機(jī)構(gòu)，用比例裝置檢測電池 維護(hù)和檢修工作，必須由國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司調(diào)試所人員或接受過國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司培訓(xùn)并得到認(rèn)可的人員完成。 在進(jìn)行維護(hù)和檢修工作時，必須攜帶《變槳系統(tǒng)檢修卡》。并按照該卡上的要求完成每項(xiàng)內(nèi)容的檢修與記錄。 在進(jìn)行維護(hù)和檢修前必須閱讀《UP77/82 維護(hù)手冊》，所有操作必須嚴(yán)格遵守《UP77/82 維護(hù)手冊》中的安全條款。 如果環(huán)境溫度低于-20 ℃，不得進(jìn)行維護(hù)和檢修工作。 低溫型風(fēng)力發(fā)電機(jī), 如果環(huán)境溫度低于-30 ℃，不得進(jìn)行維護(hù)和檢修工作。 如果風(fēng)速超過下述的限值，不得進(jìn)行維護(hù)和檢修 工作。 葉片位于工作位置和順槳位置之間的任何位置 5 分鐘 平均值(平均風(fēng)速) 15 m/s 5 秒 平均值 (陣風(fēng)速度) 20 m/s 葉片位于順槳位置(當(dāng)葉輪鎖定裝置啟動時不允許變槳) 5-分鐘 平均值(平均風(fēng)速) 20 m/s 5-秒 平均值 (陣風(fēng)速度) 25 m/s 安全備注： 變槳機(jī)構(gòu)進(jìn)行任何維護(hù)和檢修，必須首先使風(fēng)機(jī) 停機(jī)，機(jī)械剎車裝置動作,高速軸抱閘并將葉輪鎖鎖定。 如特殊情況，需在風(fēng)機(jī)處于工作狀態(tài)或變槳機(jī)構(gòu)處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)下進(jìn)行維護(hù)和檢修時（如檢查輪齒嚙合、電機(jī)噪音、振動等狀態(tài)時），必須確保有人守在緊急開關(guān)旁，可隨時按下開關(guān)，使系統(tǒng)剎車。 當(dāng)在輪轂內(nèi)工作時因工作區(qū)域狹小,要防止對其它部件的損傷。