风电场运行规程风机文档格式.docx
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1500
设计等级
TC3A+
控制方式
变桨变速
50年一遇极端风速(m/s)
59.5
对风方式
上风向
风轮锥角(°
)
3.5
叶片数
3
风轮倾角(°
5
旋转方向
顺时针
风轮直径(m)
82.6
切入风速(m/s)
扫掠面积(m2)
5316
额定风速(m/s)
10.8
额定转速(rpm)
17.4
切出风速(m/s)
25
转速范围(rpm)
9.7~19.5
运行温度范围(℃)
-30~+40
叶片重量(kg)
6400/6600
生存温度范围(℃)
-40~+50
风轮重量(kg)
约36500
设计寿命(年)
20
第二篇安全操作指南
1操作人员的资格
1.1只有接受过专门培训和技术熟练的人员才能操作和维护明阳MY1.5se风力发电机组,所有操作和维护人员必须明确地知道自己的责任。
1.2风机操作和维护人员必须了解和熟知风机的安全规程,了解风机现有的安全装置。
1.3所有操作和维护人员必须理解这些规程,并保证遵守这些规程。
只有做到这些,才可以保证操作和维护人员的工作安全。
1.4除了遵守本规程所提及的规定之外,还应遵守相关国家安全规程和专业操作规定。
2安全系统
2.1机组控制器
机组控制器用来进行风电机组的监控(变频器控制系统除外)。
机组控制器包含控制模块,安全模块和通讯模块等,分别安装在机舱和塔基。
模块通过总线系统进行通讯,系统实时监测总线是否正常。
机舱和塔基控制柜柜门上安装有控制开关按钮,以便进行机组的操作。
机组控制器通过接口连接变频器控制系统。
变频器独立运行,在某些场合能自行关机。
机组控制器在出现一些内部故障时,通过看门狗回路实现断开安全链。
为了冗余及故障检测的需要,无故障操作所需要的基本的传感器以及所有与安全相关的信号和传感器,都至少需要两个。
机组控制器实时检测信号是否一致、是否正常。
若某一项测量的所有传感器都工作正常,控制系统取所有传感器的平均值。
若检测到有传感器信号不一致,控制器将根据多种程序来确定正确的传感器/信号。
若无法确定正确的传感器信号,将产生一个故障,使机组停机。
机组控制器需连接到UPS,在电网故障时,能够保证控制器能至少正常工作1小时。
在电气系统中设置有多个内部看门狗程序,如把接触器接点接到安全与控制系统,用硬接线实现的接触器互锁回路,以保证在同一时间不能同时动作。
2.2安全链
安全链由硬接线的监控链组成,其优先级大于安全系统中的计算机,在安全
链中,传感器断路触点以串联方式连接,安全链包含的触点有:
■机舱急停按钮
■塔基急停按钮
■风轮过速开关
■轮毂急停按钮
■机组控制器的触点
■变频器来的辅助触点
■电缆缠绕圈数>
3圈(扭缆开关动作)
■振动传感器触点
如果发生了上述各种情况的任何一种,安全链便会断开。
当安全回路断开时,闭合的继电器释放。
当电网故障后恢复时,可通过手动或脉冲继电器进行复位,不能进行远程复位。
安全链断开时,两种制动系统同时工作(叶片顺桨和主轴制动)。
如果控制系统计算机发生故障,那么各种输出都将自动重新设置,从而使得安全链中断。
2.3制动系统
2.3.1变桨系统
变桨系统在每个叶片都有一套独立的电气驱动装置(独立的变桨系统)。
在正常运行、正常停机1、和正常停机2流程,变桨系统通过电网供电。
在正常停机3、紧急停机1、紧急停机2流程,变桨系统通过蓄电池供电。
变桨系统通过滑环系统与机组的非转动部件连接,完成以下功能:
电源供电,
总线系统、硬接线信号的传送等等功能。
变桨系统有一内部的看门狗逻辑,它实
时的监测变桨系统与主控制器的信号传输。
当信号传送中断时,变桨系统自动转
到顺桨状态。
每个叶片的变桨角度由两个独立的传感器的测量。
每一个叶片都各自通过一个四点接触式变桨轴承安装在轮毂上,轴承内圈连接叶片、外圈连接轮毂上。
变桨轴承内齿圈与变桨驱动的变桨齿轮啮合。
变桨驱动包括变桨齿轮箱和变桨电机,变桨电机通过法兰盘与变桨齿轮箱连接。
控制变桨的电动机是直流电动机,还有绝对值传感器和电动机制动器,所有这些驱动部件都装在轮毂内部。
轴箱内装有半导体闸流管控制叶片变桨电动机的电流消耗量,除此之外,轴箱内还包含一电池组,在断电时向直流电动机供电。
变桨控制箱内的同步控制器在正常控制操作中控制三个独立变桨驱动电机的同步运转。
向轮毂内部电气设备供电的动力电缆及与控制系统计算机相连的控制电缆都通过滑环及变速箱的空心主轴连接、布线。
2.3.2高速轴制动器
高速轴制动器使用圆盘形制动器,它有两种功能:
一方面它能加快制动过程,另一方面能保证在断电之后使风力发电机全部停止。
高速轴制动器的刹车盘安装于齿轮箱的高速输出轴上,刹车盘的直径为670毫米,高速轴制动器直接安装在齿轮箱上,通过液压系统控制制动器夹紧刹车盘制动,液压系统卸压后制动器通过弹簧复位。
如果液压系统出现故障,由蓄能器提供动力。
2.4机械锁定装置
2.4.1风轮
主轴锁定装置安装在前轴承座上,在对传动链进行任何维护和修理工作之前,风轮锁都要锁定。
通过对低速轴上的转子进行机械闭锁,控制系统便不能启动风力发电机。
2.4.2偏航驱动
偏航驱动器与机座相连,驱动机舱对准风向。
MY1.5se风力发电机组装有四个偏航驱动器,偏航齿轮箱将偏航电机的力矩传递到偏航轴承的内齿上。
偏航轴承外圈通过螺栓连接与塔架顶部法兰连接。
2.4.3变桨驱动
直流驱动电动机的力矩通过变桨齿轮箱传递到变桨轴承的内齿上。
变桨电机配有电磁马达制动器。
2.5传感器
2.5.1转速传感器
风轮转速是通过一个安装在低速侧和一个安装在高速侧的增量式编码器进行测量。
变频器系统中提供了一个附加的转速信号。
另外,安装在低速侧的增量式编码器提供了一路信号给超速控制器。
机组控制器通过编码器信号的时间序列来判断其转动的方向。
2.5.2桨距角位置传感器
每个叶片的桨距角通过两个传感器来测量,这两个传感器为冗余配置。
控制系统取所有叶片的所有传感器测量值的平均值(整体变桨控制)。
2.5.3风速仪
在机舱罩的尾部上方的测风桅杆上装有两个风速仪,所有传感器为加热型的。
该支架接地,在风速仪旁边装有一避雷针。
机组控制器的输入信号有浪涌保护。
2.5.4风向仪
在机舱罩的尾部上方的测风桅杆上装有两个风向标,测量范围是360º
。
为了防止结冰,风向标为加热型。
风向标有雷电保护措施。
2.5.5振动传感器
振动传感器安装在齿轮箱弹性支撑附近(靠近塔架中心线位置),用来测量风机主轴轴向及与其垂直方向的振动加速度。
2.5.6主轴轴承温度传感器
主轴轴承温度是通过在轴承上取两个冗余的测量点来监测。
2.5.7发电机温度传感器
发电机温度通过多个温度传感器来监视。
每个绕组温度都有两个传感器来测量。
一个作为测量,一个作为备用。
2.5.8其他温度传感器
■环境温度(室外)传感器1个
■机舱、塔基温度传感器各1个
■机舱、塔基控制柜柜内温度传感器各1个
2.5.9高速轴制动器磨损传感器
刹车卡钳都有一个磨损传感器,刹车回路的液压压力另外测量。
2.5.10偏航位置,电缆扭转测量
偏航位置由两个电感接近开关测量,它通过测量偏航齿轮的轮齿来进行计数的。
0º
位置(北方)是在机组的初始试运转时进行设置。
另外,扭缆保护的限位开关在扭缆达到2圈时将触发一个等级2的故障,在扭缆达到2.5圈时触发一个等级3的故障。
该保护开关也属于安全链中的一部分,当扭缆达到3圈时将触发等级5的故障。
2.5.11液压系统传感器
液压系统中有温度、压力、油位的多个传感器。
液压系统故障将触发正常停机。
2.5.12齿轮箱传感器
齿轮箱中装有多个传感器来监视油压和油温以及输出轴的轴承温度。
另外,在齿轮箱的油过滤部位还装有一个差压开关。
温度和压力超限都会触发正常停机。
2.6电网监测
机组控制器通过变频器中的电压、电流信号确定其功率,同时实时监测电网所有的数据。
控制系统将检测线路上的频率、电压变化、快速重合闸、相位。
出现扰动时触发正常停机1。
2.7急停按钮
急停按钮是自锁型按钮,复位时需拔出按钮头。
在机舱控制柜、轮毂中控箱、塔基控制柜各有一个急停按钮。
2.8人身安全
风力发电机组是根据标准的工程技术规定设计和制造的,所以根据规程进行操作对工作人员的安全和健康没有任何危险。
各种控制元件都设置到容易够到的地方,且保证操作安全,有明确标志加以保护,防止无意中被启动。
所有危险部位和危险驱动部件都有防护设备,这些设备只有在专业人员在进行维修和保养时,才允许被打开或拆卸。
必须穿戴和使用安全防护装备,以避免工作中发生事故和对个人身体健康产生危害。
在存在一定安全风险的部件上工作之前,必须通过机舱控制柜或塔基控制柜面板上的开关将机组切换到“维护状态”。
同时,要在开关上应悬挂明显的警告标志,以避免其他人无意的操作。
机组切换到“维护状态”时,机组无法启动,但允许部分手动控制(正常运行时是不允许的)。
在轮毂中进行维护工作时,不允许变桨系统进行变桨动作,除非在特殊情况下,并且采取了特殊的防范措施。
每个叶片变桨系统有一个叶片锁紧装置,当检修叶片变桨驱动时必须启用该锁紧装置。
在轮毂或在传动链部件上工作时必须启用风轮锁定装置。
在系统检修时,在一个时间内可以关闭一个偏航驱动。
其他的驱动可以承受偏航所需的负载。
2.8.1工作服
服装必须与所从事的工作性质相适应。
只有穿着合适的服装才能防止事故的发生。
禁止穿着松散宽大的罩衫,宽松衣袖的外衣和宽大裤腿的裤子。
在机器附近工作时,不得穿戴长围巾或穿着有长带子的服装。
袖口应当扎紧。
2.8.2安全帽
在风机内部工作时可能会使头部受到伤害,例如头部碰到物体上,晃动的物体,坠落物体,倾斜物体或飞溅物体对头部的打击。
佩戴安全帽能有效防止以上打击或是减轻某些打击对身体的伤害。
当头发长且散发时也会有危险发生,所以在现场必须戴安全帽,长发的女同志必须把头发盘入安全帽内。
2.8.3耳塞
由于风机在运行过程中会产生噪音,所以防止噪音对人听力的伤害非常重要。
如果对噪音不采取防范措施,久而久之,人的听力就会部分或全部丧失。
由于听力的丧失是永久性的,不能恢复,所以在噪音为90分贝或超过90分贝时,必须戴耳塞,防止噪音对人身体的伤害。
2.8.4安全靴
脚在风机内部工作时可能会受到许多伤害,尤其是脚部会碰撞到物体上,被夹在物体之间,受到落下物体或滚动物体的砸伤,受到挤压或受到现场突出物或尖锐物的刺伤。
安全靴可以抗击20公斤重物的撞击。
要保持安全靴的保护功能,必须妥善保管,否则达不到保护效果。
2.8.5防护手套
手暴露会受到许多伤害,比如机器上油脂的腐蚀或冷热的伤害——触摸热的
物体,受到冷热流的伤害。
在规定使用或建议使用防护手套的场合,应该戴上手套。
2.8.6护目镜
眼睛是人体最重要的感觉器官之一,也是最敏感的器官,因此,在工作时,
当眼睛有可能受到伤害时就需要对其加以特别保护。
如果有飞溅物(比如用磨光机时)会对眼睛或脸部产生伤害时,必须配戴护目镜。
2.8.7安全带
攀爬风机是一种高空作业,具有一定的危险性,如果没有做好安全防护工作,
可能造成严重的事故和伤害。
在攀爬塔架时要穿戴安全带,严禁不穿戴安全带攀
爬塔架!
安全带的穿戴必须在一个已经接受过正规训练或是有丰富经验人员的监督和指导下进行。
每次使用前,必须进行一次彻底的外观检查,以确保个人防护品的完整性。
必须检查确定:
安全带没有开始出现断裂或损坏;
“D”型环没有出现变形;
扣环工作良好;
缝合牢靠;
金属部件状况良好。
安全带的使用
在塔底时,系上安全带并将安全带系在安全索上;
测试一下安全带是否能承受身体重量;
必须使皮带牢固裹住大腿;
身体在安全带上时,通常不应发生疼痛或不适感。
如果有疼痛或不适感,应当重新调整安全带。
无论何时,都要保证安全带以正确的方法系紧,并保证安全(制动器)环位于后背的中间位置。
a.先把安全带举起来,这样就可以b.象穿外衣那样从后面穿上安全带。
确定是否正确安装。
c.将腰部的带子上的金属扣穿过d.和扣腰部安全带的方法一样,将胸
方形环,拉紧。
调整带子的长度,部安全带子拉紧,调整带子的松紧度。
使安全带紧紧地同身体贴在一起。
e.将大腿之间的安全带穿过大腿,把f.安全带上的各种扣环一定要正确的锁
方形扣穿过金属环,扣紧,调整带子住,同时多余的带子要利用安全带上的
的松紧度。
扣环固定住。
同时各个地方的松紧度要
合适,不能太松,也不能太紧。
g.将缓冲绳的安全挂扣扣在安全h攀爬塔架
带背部的安全吊环,并锁紧螺母。
图1.1安全带佩戴示意图
2.9灭火器
风力发电机组需配备两组灭火器,一组安置在塔架底部,另一组安置在机舱内。
2.10急救箱
在风力发电机组内宜设有一个急救箱,可用以对轻度伤害进行治疗。
所有用
过器材必须立刻更换。
2.11避雷针
每个风轮叶片的叶尖内部安装一个避雷针,另外一个避雷针安装在机舱顶部
的测风桅杆上,所有避雷针接地。
3安全操作规程
3.1准备工作
(1)在登塔工作前必须手动停机,并把维护开关置于维护状态,将远程控制屏蔽。
(2)维护风力发电机组时应打开塔架及机舱内的照明灯具,保证工作现场有足够的照明亮度。
(3)在登塔工作时,要佩戴安全帽,系安全带,并把防坠落安全锁扣安装在钢丝绳上,同时要穿结实防滑的胶底鞋。
(4)安全带必须与防滑块和缓冲绳一起使用,在攀爬梯子时,防滑块必须卡入防滑导轨,防滑块与安全带胸前安全环相扣,严禁不挂防滑块爬塔架以及在机舱外工作时不挂缓冲绳。
(5)把维修的工具、润滑油等放进工具包里,确保工具包无破损。
在攀登时把工具包挂在安全带上或背在身上,切记攀登时不可掉下任何物品。
3.2攀爬塔架
(1)每次只允许一名人员攀登塔架。
只有当其中一人到达梯子中间平台,并且关闭塔架出入口,或梯上人员下到塔底并离开梯子,另一人才能接近梯子。
(2)攀登塔架时,不要过急,应平稳攀登,若中途体力不支可以在中间平台休息后再继续攀登,身体不适、情绪激动者不得攀登。
(3)在通过每一层平台后,应将平台盖板盖上,尽量减少工具跌落伤人的可能性。
3.3机舱内工作
(1)在风力发电机组机舱内工作时,风速低于12m/s时可以开启天窗盖板盖,但在离开风力发电机组前要将天窗盖板合上,并可靠锁定。
在风速超过18m/s,时禁止登塔工作。
(2)在机舱内工作时禁止吸烟,工作结束后要认真清理工作现场,不允许遗留物品。
(3)若在机舱外高空作业时需系好安全带,安全带要与刚性物体联接,不允许将安全带系在电缆等物体上,且要两人以上配合工作。
(4)在机舱工作时,要断开主开关,必须在主开关把手上悬挂警告牌,在检查机组主回路时,应保证与电源有明显断开点。
(5)机舱内工作需要与地面相互配合时,应通过对讲机保证可靠通讯。
(6)若机舱内某些工作确需短时开机时,工作人员应远离转动部分并放好工具包,同时应保证急停按钮在维护人员的控制范围内。
(7)检查维护液压系统时,应按规定使用护目镜和防护手套。
检查液压回路前必须开启泄压手阀,保证回路内无压力。
(8)在使用提升机时,应保证起吊物品的重量在提升机的额定起吊范围内,吊运物品应绑扎牢靠,风速较高时应使用导向绳牵引。
(9)在手动偏航时,工作人员要与偏航电动机、偏航减速机保持一定的距离,使用的工具、工作人员身体均要远离旋转和移动部位。
(10)在风力发电机组风轮上工作时需要将风轮锁定。
(11)在风力发电机组启动前,应确保机组已处于正常状态,工作人员已经全部离开机舱回到地面。
3.4应急措施
(1)机组失火:
若风力发电机组发生失火事故时,必须按下紧急停机键,并切断主空开及变压器刀闸,进行力所能及的灭火工作,防止火势蔓延,同时拨打火警电话。
当机组发生危及人员和设备安全的故障时,值班人员应立即拉开该机组线路侧的断路器,并组织工作人员撤离险区。
(2)飞车事故:
若风力发电机组发生飞车事故时,工作人员需立刻离开风力发电机组,通过远程控制将风力发电机组侧风90度,叶片顺桨,使风力发电机组风轮转速保持在安全转速范围内。
(3)风轮结冰:
如果发现风力发电机组风轮结冰,要使风力发电机组立刻停机,待冰融化后再开机,同时不要过于靠近风力发电机组。
(4)雷击:
在雷雨天气时不要停留在风力发电机组内或靠近风力发电机组。
雷击过后至少一小时才可以接近风力发电机组;
在空气潮湿时,风力发电机组叶片受潮而发出杂音,这时不要靠近风力发电机组,以防止感应电触电。
第三篇分系统说明
图二、明阳1.5se风力发电机剖面示意图
1、叶片2、变桨轴承3、主轴4、机舱吊5、齿轮箱6、高速轴制动器7、发电机8、轴流风机9、机座10、滑环11、偏航轴承12、偏航驱动13、轮毂系统
1风轮
风轮由三叶片、轮毂和变桨系统组成。
轮毂系统连接3个叶片,将叶片旋转产生的机械能传递给传动系统,并根据风速大小可以实现三个叶片独立变桨,使得整机可以在很广风速范围内有很高的风能利用率,风速小于额定风速时,风能利用率最高,风速大于额定风速时,通过叶片变桨,保持额定功率。
叶片的制作材料是玻璃纤维增强树脂。
变桨系统是机组的主要制动机构,每个叶片都有独立的电气驱动系统,并配有电池作为后备电源。
每个叶片均装有雷电保护系统,保护叶片和机组的安全。
1.1轮毂系统
1.1.1组成零部件
主要组成零部件有:
轮毂、变桨轴承、变桨电机、变桨齿轮箱、叶片锁紧装置、指针、撞块以及变桨控制系统等。
1.1.2主要零部件作用
轮毂是风力发电机组的重要零件之一,用来安装变桨轴承、变桨控制系统,连接风轮传递机械能。
轮毂系统里机械零部件要做好表面防腐保护,避免因生锈腐蚀使零件失效。
轮毂系统里面的连接螺栓要拧紧到规定的力矩值,避免因振动使螺栓或零部件掉落。
变桨轴承内圈连接叶片,通过变桨控制系统控制内圈转动,使叶片变桨,其外圈固定在轮毂上。
通过轴承外圈油嘴定期给变桨轴承注入油脂,并清理废油脂。
零位指针安装在变桨轴承外圈上,指向轮毂缺口位置,此缺口位置为变桨角度的零位标志。
撞块安装在变桨轴承内圈上,主要是起限位作用,如果限位开关与撞块相撞说明叶片变桨已到91°
或95°
极限位置。
叶片锁紧装置是安装叶片和维修时使用,用来固定变桨轴承内圈,从而使得叶片相对轮毂固定不动。
变桨齿轮箱是一个中间传动机构,将变桨电机的高速转动变为低速转动,传递给变桨轴承内圈,从而实现叶片变桨。
1.2变桨控制系统
1.2.1概述
变桨系统安装在风力发电设备的轮毂内,它可以实现三个叶片独立变桨。
每个叶片上都带有一个备用电池箱,以维持当电网掉电或变桨供电或控制单元故障时系统能正常工作。
变桨中央控制系统(中控箱)和速度控制(轴控箱)对主电机进行联合控制,保持恒功率输出。
风驱动叶片使风轮加速,变桨系统调节叶片变桨,使风轮平滑减速恢复到之前的速度。
这样大大减轻了风机的载荷,同时向电网输出的电能仍具有很高的质量。
除了控制功率输出之外,变桨系统又是一个安全/制动系统。
叶片之间都是独立工作的。
甚至在暴风中每个叶片都能达到安全的位置(顺桨位置),从而保证风轮在恶劣情况下保持安全的转速。
1.2.2变桨系统组成
变桨系统包括一个变桨中央控制柜,三个轴控箱,三个电池箱,三个直流电机,六个机械限位开关,三个绝对编码器,(常温型5个,低温型16个)温度传感器。
1)中央控制箱
外形:
六角形,不锈钢材料。
防护等级:
IP54。
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通讯工作,主要用于电能分配和PLC控制器,与外部接口电路必须要考虑过压和防雷措施。
位置控制器位于变桨中央控制柜中,用于控制叶片的变桨位置。
另外,三个电池箱内的电池系统的充电过程由安装在变桨中央控制柜中的中央充电单元控制。
2)轴控箱
采用晶闸管转换器控制电机转速,额定电流50A,峰值电流100A。
在变桨系统内有三个轴控箱。
每个叶片分配一个轴控箱。
变频器通过4象限
模型控制相应的电机速度。
3)电池箱
六角形,不锈钢材料
电池组电压216V,内装18节12V/7.2Ah蓄电池,采取有效地设计措施延长电池使用寿命,保证在正常使用情况下,电池使用寿命不短于3年。
每个抽空箱分配一个电池箱,在供电故障或EFC-复位信号(紧急顺桨控制信号)的情况下,每个叶片都各自转动到顺桨位置。
4)变桨电机
单相直流串励电机,并联电阻器以防止空载掉电飞车发生。
变桨电机技术参数
最大转速
3000转/分
电机平均转速
250转/分
电机额定转矩(起动均方转矩)
19Nm
电机最大操作转矩(0.5S)
65Nm
制动停机转矩(电力制动)
42Nm
电机最大功率(0.5s)
0.5kW
额定电压
42VDC
保护等级
IP54
对于环境温度,保证产品满足风机在环境下安全可靠长期运行,在环境温度回升-30℃(低温型)后风机能够自动启动而不会损伤风机的任何零部件。
5)限位开关