风力发电机组运行规范.docx
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风力发电机组运行规范
岭门风电场运行检修规程
风力发电机组运行规程
版本：
编制：
校对：
审核：
批准：
哈尔滨热电有限责任公司发布
目录
前言
本规程给出了对风力发电机组（以下简称风电机组）设备和使用人员的要求,规定了正常运行、维护的内容和方法以及故障的处理的原则与方法。
一、范围
本规程适用于并网风力发电机组成的总容量在4.95万千万时及以上的、单机容量为1500KW变桨距水平轴风电机组组成的风力发电场。
二、引用标准
2.1《风力发电场运行规程》
2.2《风力发电机组电气系统》
2.3《明阳机组运行状态及故障代码手册-中文版v2.0》
2.4《电力工业安全知识》
三、对设备的基本介绍
3.1风力发电机组参数
序号
描述
单位
规格
1
机组数据
1.1
制造商
明阳风电
1.2
型号
MY1.5-82/65
1.3
额定功率
kW
1500
1.4
叶轮直径
m
82.6
1.5
切入风速
m/s
3
1.6
额定风速
m/s
11.3
1.7
切出风速（10分钟均值）
m/s
25
1.8
极端（生存）风速（3秒最大值）
m/s
叶片：
63塔筒和基础：
70
1.9
设计寿命
年
20
2
叶片
2.1
产品型号
明阳风电/40.25
2.2
叶片材料
玻璃纤维增强树脂
2.3
叶片数量
个
3
2.4
叶轮额定转速
rpm
17
2.6
扫风面积
m2
5355.87
2.7
旋转方向（从上风向看）
顺时针
3
齿轮箱
3.1
制造厂家
南高齿
3.2
传动级数
3
3.3
齿轮传动比率
1/100.48
3.4
额定转矩
kNm
912.5
3.5
润滑形式
强制润滑
4
发电机
4.1
类型
双馈异步电动机
4.2
额定功率
kW
1550
4.3
额定电压
V
690
4.4
定子额定电流
A
1200
转子额定电流
A
513
4.5
额定转速及其转速范围
rpm
1753，1000~2016
4.6
额定频率
Hz
50
4.7
绝缘等级
F
4.8
润滑脂型号
MOBILITHSHC100
5
制动系统
5.1
主制动系统
变浆独立制动
5.2
第二制动系统
单盘式，失效安全，制动型（在电网断开期间可让转动系统停车）
6
偏航系统
6.1
类型
主动型电机齿轮箱驱动
6.3
偏航速度
°/min
0.8
7
控制系统
7.1
控制柜
塔底控制柜、变频器控制柜、机舱控制柜、变桨轴控柜、变浆中控箱、变桨电池柜
7.4
额定出力的功率因数
-0.95~Ind+0.95可调
8
防雷保护
8.2
防雷措施
防雷接地系统
8.3
风机接地电阻
Ω
≤4
9
塔架
9.1
类型
锥筒式
9.2
高度
米
65
9.3
表面防腐
涂漆
10
重量
10.1
机舱
Kg
68000
10.2
叶轮
Kg
6400
10.4
齿轮箱
Kg
16000
10.5
发电机
Kg
6800
MY1.5-82/65风机的标准功率数据
风速（m/s）
功率（kW）
风速（m/s）
功率（kW）
3.0
2
12.0
1498
4.0
52
13.0
1500
5.0
129
14.0
1500
6.0
253
15.0
1500
7.0
431
16.0
1500
8.0
668
17.0
1500
9.0
965
18.0
1500
10.0
1274
19.0
1500
11.0
1442
20.0
1500
3.2对风力发电机组的要求
风电机组及其附属设备均应具有金属名牌，上面应标有名称和编号，并标示在明显位置。
3.3塔架和机舱
塔架应设攀登设施，中间应设休息台，攀登设施应有可靠的防止坠落的保护设施，以保证人身安全。
机舱内应有消防措施、消音设施，并应具有良好的通风条件，塔架和机舱内部照明设备齐全，亮度满足工作要求。
塔架和机舱应满足防盐雾腐蚀、防沙尘暴的要求，机舱、控制箱和筒式塔架应有防小动物进入的措施。
3.4风轮
风力发电机组的叶轮是将风能转化成动能的主要部件，是风机最重要的部件，叶轮效率和性能的好坏与整机的性能有直接的关系。
明阳风电MY1.5风力发电机组的叶轮由三个叶片和一个轮毂组成。
轮毂与叶片之间采用刚性连接。
风机的三个叶尖都能自动变桨，风机就能安全停止，因而风机的空气制动刹车是整个风力机组中最可靠的保护装置。
叶片采用玻璃钢增强树酯制成。
风轮应具有防沙尘暴、盐雾腐蚀的能力，并具有防雷措施。
3.5电机
明阳风电MY1.5风力发电机组采用双馈式异步感应发电机。
MY1.5风力发电机参数
额定功率：
1550KW
冷却方式：
空冷却
发电机类型：
双馈异步电机
发电机额定电压：
690V
保护等级：
IP54
转速范围：
1000～2016rpm
绝缘等级：
F级
功率因数：
-0.90^+0.90
3.6变频器
明阳MY1.5风力发电机组采用双馈式风冷变频器，变频器位于塔筒下方平台，由三个柜子组成。
变频器的主要提供以下功能：
1.提供频率幅值可变的励磁电流给电机。
2.控制发电机的并网
3.执行风机控制系统的功率控制命令
MY1.5风力发变频器参数
额定容量：
770KVA
控制方式：
矢量控制
输入、输出电压：
0~690/690A
输入、输出电流：
400/645A
转子侧额定电流：
513A
3.7偏航系统：
明阳风电MY1.5风力发电机组的偏航采用主动对风形式。
偏航系统包括：
偏航驱动系统、偏航制动系统、偏航控制系统及必要的保护系统。
偏航系统的主要功能：
风机迎风的自动控制，在大风时的安全控制，扭缆限制和自动解缆控制。
偏航系统应设有自动解缆和扭缆保护装置。
偏航系统设有自动对风检测设施：
风向仪
3.8制动系统
风机制动系统由初级制动系统和二级制动系统两部分组成，明阳MY1.5采用变桨控制方式实现初级制动，二级制动采用液压刹车制动
一般故障或自动停机、手动停机时采用初级制动，当风机遇到严重问题必须迅速停机风机采用初级，二级混合制动方式。
3.9安全链
风机安全链是由不同的监控设备的开关触点串联而成的逻辑环，它能使风机避免在危险状态下运行。
安全链上的任何一个触点断开都会触发整个安全链动作。
MY1.5风机的安全链包括两个状态，急停1（刹车模式200）和急停2（刹车模式210）状态，急停1状态由除急停按钮以外的安全连接点中的其他节点断开引起，急停2状态由急停按钮触发引起。
它在以下条件下触发：
1.风轮过速：
风轮转速超过20rpm;
2.变桨系统故障：
变浆回馈信号中断；
3.PCH震动超限：
PCH的两个震动频率设定有一个超限时，均会断开安全链;
4.PLC：
程序循环中断，断开安全链;
5.过功率运行;
6.主断路器脱扣；
7.偏航扭缆开关触发；
8.安全链触发时，风机通过电池驱动变桨至91度，高速刹车则在10s后启动，液压系统会以50bar压力将高速刹车盘刹住。
而所有的PLC动力输出被禁止。
安全链触发时，风机会立即从电网上脱开。
这样可以避免在风机紧急制动时，发电机的转矩与制动系统力矩相加，共同作用在风轮和齿轮箱上。
安全链一但触发，风机就不可能通过远控来重新启动。
必须由维修人员查明并排除故障，才能重新启动。
3.10防雷与接地
风电机组在75m，发电机组和相关控制驱动设备均处于高空位置极易受到雷击的损坏，使风力发电机组最大限度降低雷击风险的常用方面有以下三种：
1.接地系统，设计用于最小雷击过电压——这意味着地浪涌阻抗。
2.敏感设备的浪涌电压保护——控制和电气元件
3.基础接地的几何排列，使得雷电流不会穿过敏感机械部件（如齿轮箱和轴承）
雷电的导流途径：
叶片接闪器—叶片引雷线—变桨轴承—轮毂—主轴—防雷碳刷—机舱地板—偏航轴承—塔筒—大地。
接地系统：
风机的接地电阻小于等于4Ω
From
To
接地方式
地基
大地
扁钢（50*5mm），接地极Φ50*2.5mm*2500mm，二者搭焊
地基
主控柜/变频柜
95mm²多股线（1.5m）
地基
发电机接地线
扁钢-240mm²多股线
地基
塔筒
50mm²*200mm铜辫
塔筒
塔筒
50mm²*200mm铜辫
塔筒
偏航轴承
50mm²*200mm铜辫
齿轮箱外壳
主机架
50mm²*400mm铜辫
发电机外壳
主机架
50mm²*400mm铜辫
主机架
机场罩
50mm²*800mm铜辫
气象站
机舱罩
机舱控制柜
主机架
50mm²*400mm铜辫
发电机定子/转子
主机架
200mm²多股线
主轴承
主机架
接地碳刷
轮毂
主轴承
叶尖
叶片轴承
90mm²多股线
变压器
地基扁钢
240mm²多股线
3.11齿轮箱
MY1.5风力发电机组采用一级行星加两级行平行级增速箱。
额定功率：
1730KW，极限功率：
3倍的额定功率。
高转矩转化低转矩。
齿轮箱支撑臂通过弹性支撑安装。
齿轮箱效率高于97%。
齿轮箱速度比：
1/100.48
高速轴转速范围：
0-1440rpm
3.12其它要求
1.风电场的控制系统应由两部分组成：
一部分为就地计算机控制系统；另一部分为主控制室计算机控制系统。
主控制室与风电机组现场应有可靠的通信设备；
2.风电场必须备有可靠的事故照明；
3.处在雷区的风电场应有特殊的防雷保护措施；
4.风电场与电网调度之间应保证可靠的通信联系；
5.风电场内的架空配电线路、电力电缆、变压器及其附属设备、升压变电站及防雷接地装置等的要求应按“引用标准”中相应的标准执行。
四、应具备的主要技术文件
4.1风电场风电机组技术档案
1．制造厂提供的设备技术规范和运行操作说明书、出厂试验记录以及有关图纸和系统图；
2．风电机组安装记录、现场调试记录、验收记录以及竣工图纸和资料；
3．零部件的配置清单；
4．风电机组输出功率与风速关系曲线（实际运行测试记录）；
5．风电机组故障和异常运行记录；
6．风电机组运行记录主要有发电量、运行小时、故障停机时间、正常停机时间、维修停机时间、可利用小时、可利用率、风速等；
7.主要部件更换调整纪录。
4.2风电场规程制度
1.规程制度包括安全工作规程、消防规程、工作票制度、操作票制度、交接班制度、巡回检查制度、操作监护制度等；
2.风电场的运行记录包括日发电曲线、日风速变化曲线、日有功发电量、日无功发电量、日厂用电量；
3.相关记录包括运行日志，运行年、月、周、日报表，气象记录（风向、风速、气温、气压等），缺陷记录，故障记录，设备定期试验记录，培训工作记录等。
五、对运维人员的基本要求
1.风电场的运维人员必须经过岗位培训，考核合格，健康状况符合上岗条件；
2.新参加工作的人员、实习人员、临时参加劳动人员，必须经过安全教育考核方可随同参加指定工作，但不得单独工作。
新聘人员应有3个月实习期，实习期满后经考核合格方能上岗，实习期内不得独立工作；
3.熟悉风电机组的工作原理及基本结构；
4.掌握计算机监控系统的使用方法；
5.熟悉风电机组各种状态信息、故障信号及故障类型，掌握判断一般故障的原因和处理方法；
6.熟悉工作票、操作票、的填写以及“引用标准”中的有关规程的基本内容；
7.能统计计算容量系数、利用系数、故障率相关数据等；
8.所有生产人员必须熟练掌握触电现场急救方法，所有职工必须掌握消防器材使用方法。
六、正常运行及维护
6.1风电机组在投入运行前应具备的条件
1.电源相序正确，三相电压平衡；
2.调向系统处于正常状态，风速仪和风向标处于正常运行的状态；
3．制动和控制系统的液压装置的油压与油位在规定范围；
4．齿轮箱油位和油温在正常范围；
5．各项保护装置均在正确投入位置，且保护定值均与批准设定的值相符；
6．控制电源处于接通位置；
7．控制计算机显示处于正常运行状态；
8．手动启动前叶轮上应无结冰现象；
9．在寒冷和潮湿地区，长期停用和新投入的风电机组在投入运行前应检查绝缘，合格后才允许启动；
10．经维修的风电机组在启动前，所有为检修而设立的各种安全措施应已拆除。
6.2风电机组的启动和停机
风电机组的启动和停机有自动和手动两种方式，风电机组应能自动启动和停机；
1.风电机组的自启动与自动停机：
1）。
风电机组的自启动：
风电机组处于自动状态，当风速达到启动风速（3m/s），风电机组按计算机程序自动启动并入电网；
2）。
风电机组的自动停止：
风电机组处于自动状态，当风速超出正常运行范围时，风电机组按计算机程序自动与电网解列、停机。
2.风电机组手动启动和停机的四种操作方式：
1）。
主控室操作：
在主控室操作计算机启动键或停机键；
2）。
就地操作：
断开遥控操作开关，在风电机组的控制盘上，操作启动或停机按钮，操作后再合上遥控开关；
3）。
远程操作：
在远程终端操作启动键或停机键；
4）。
机舱上操作：
在机舱的控制盘上操作启动或停机键，但机舱上操作仅限于调试时使用；
并网
发电机发出的电能要能够输入电网，即实现并网。
发电机输出的电压需要满足3个条件
1）幅值：
发电机输出电压幅值与电网接入点电压幅值相等；
2）频率：
工频50Hz；
3）相位：
发电机输出电压相位与电网接入点电压相位同步。
通常单纯的依靠发电机自身并不能有效的全部满足以上三个条件。
因此，风电机组中需要发电机-变频系统来实现电能的转换，同时将产出的电能注入电网。
明阳1.5MW风电机组为变速恒频风电机组，采用的是双馈异步风力发电机结构。
自由停机
将检测到的功率、时间、风速与设定值对比，满足自由停机条件，执行自由停机：
收叶片变桨到91度，断开旁路接触器，断开电机接触器，当电机转速降至设定值时。
电机加热
发电机温度低于设定值，启动发电机加热器；
自动对风
风向标安装在风力机组的机舱尾部。
风向标的风标总是指向风向；
液压泵
只要风力机组液压系统没有故障，控制器将发出信号启动液压泵。
当控制器接收到来自系统压力开关的高电平信号时，液压泵停止工作；
齿轮油泵
当控制器检测到发电机转速大于启动齿轮油泵的转速设置值时，齿轮油泵启动，或者当齿轮油温度低于齿轮油泵的启动参数时，齿轮油泵也将投入运行。
当发电机转速降低为零同时齿轮油温度高于齿轮油泵停止参数值，油泵会停止运行；
齿轮油冷却器
如果齿轮油温度高于设置的冷却器启动参数值，齿轮油冷却器工作，同时齿轮泵运行。
一旦温度低于冷却器停止运行的设置值时，冷却器将停止运行；
齿轮油加热器
齿轮油温度低于加热器的启动参数值时加热器启动，温度高于加热器预设停止参数时齿轮油加热器停止；
解缆
偏航计数器安装在风力机组的偏航齿圈处。
当风力机组电缆扭缆过度时，偏航计数器给控制器发出信号，风力机组停机并进行反方向偏航解缆，直到偏航计数器的中间位置开关发出信号，风力机组返回正常运行状态。
6.3风电场的运行监视
1.风电场的运维人员每天应按时接听和记录当地天气预报，做好风电场安全运行的事故预想和对策；
2.运维人员每天应定时通过主控室计算机的屏幕监视风电机组各项参数变化情况；
3.运维人员应根据计算机显示的风电机组运行参数，检查分析各项参数变化情况，发现异常情况应通过计算机屏幕对该机组进行连续监视，并根据变化情况做出必要的处理。
同时在运行日志上写明原因，进行故障记录分析与统计；
温度监测
在风力机组运行过程中，控制器持续监测风力机组的主要零部件和主要位置的温度，同时控制器保存了这些温度的极限值（最大值、最小值）；
温度监测主要用于控制开启和关停泵类负荷、风扇、风向标和风速仪、发电机等的加热器等设备；
这些温度值也用于故障检测，也就是指如果任何一个被监测到的温度值超出上限值或低于下限值，控制器将停止风力机组运行。
电压
三相电压始终连续检测，这些检测值被储存并进行平均计算。
电压测量值，电流和功率因数值用来计算风力机组的产量和消耗。
电压值还用于监测过电压和低电压以便保护风力机组；
电流
三相电流始终连续检测,这些检测值被储存并进行平均计算。
电压、电流测量值和其他一些数据一起用来计算风力机组的产量和消耗。
电流值还用来监视发电机切入电网过程。
在并网过程中，电流检测同时用于监视发电机或可控硅是否发生短路。
在发电机并网后的运行期间，连续检测电流值以监视三相负荷是否平衡。
如果三相电流不对称程度过高，风力机组将停机并显示错误信息。
电流检测值也用于监视一相或几相电流是否有故障；
频率
连续检测三相中一相（L1相）的频率,这些检测值被储存并进行平均计算。
一旦检测到频率值超过或低于规定值，风力机组会立即停止；
功率因数
连续监测三相平均功率因数。
电压、电流和功率因数测量值与其他数据一起用于计算风力机组的产量和消耗，功率因数还用来计算风力机组的无功功率消耗。
功率因数测量值同时用于确定电力补偿电容投切组合；
有功功率输出
三相有功功率是被连续检测的，这些检测值被储存并进行不同的平均计算。
根据各相输出功率测量值，计算出三相总的输出功率，用以计算有功电度产量和消耗。
有功功率值还作为风力机组过发或欠发的停机条件；
无功功率输出
三相无功功率是被连续检测的，这些检测值被储存并进行不同的平均计算。
根据各相输出功率测量值，计算出三相总的输出功率，用以计算无功电度产量和消耗；
振动保护
振动保护装置安装在风力机组顶舱控制柜中，当振动值大于设定值时，振动保护装置向控制器发出振动信号；水平面上发生的机械振动是由安装在底座上的振动监测器检测的。
如果振幅超出限定值，振动开关动作，安全链断开，执行紧急停机；
扭缆
由于机舱自动对风的特点，从机舱到塔架底部控制柜的电缆有可能被扭结。
当电缆扭缆2.8圈后，计算机发指令使机舱解缆至自由状态，叶轮因静风而静止。
如果扭缆3.1周后还未进行解缆过程，则执行刹车过程，停机，并解缆。
当风机的扭缆开关被触发后风机停机并报故障；
紧急停机键
安全链中连接了两个紧急停机键。
如果其中一个紧急停机键动作，并通过一个辅助电路触动负荷开关，风机将执行紧急停机动作；
液压系统
计算机监控建压所需的液压泵工作时间和系统压力值。
如果泵工作时间太长或者太短将故障停机；
6.4风电场的定期巡检
运维人员应定期对风电机组、风电场测风装置、升压站、场内高压配电线路进行巡回检查，发现缺陷及时处理，并登记在缺陷记录本上；
1.检查风电机组在运行中有无异常响声及震动情况，叶片运行状态，检查叶片是否清洁，偏航系统动作是否正常，电缆有无绞缠情况；
2.检查风电机组各部分是否漏油现象，油温、油位、油压及油质是否正常；
3.检查法兰焊缝破损情况，检查塔架有无防腐脱落、渗漏；
4.检查刹车盘的磨损状况，小于规定值时要及时更换；
5.当气候异常、机组非正常运行或新设备投入运行时，需要增加巡回检查内容及次数；
6.应该随时注意风机的叶片有没有隐患，同时注意其工作时的噪音。
6.5风电机组的检查维护
1.风电机组的定期登塔检查维护应在手动“停机”状态下工作，并将控制柜“维护”开关打到“维护”状态；
2.运维人员登塔检查维护应不少于两人，但不能同时登塔。
运维人员登塔要使用安全带、戴安全帽、穿安全鞋。
零配件及工具必须单独放在工具袋内，工具袋必须与安全绳联结牢固，以防坠落；
3.检查风电机组液压系统、齿轮箱、主轴承、偏航系统以及其它润滑系统有无泄露，油面、油温是否正常，油面低于规定时要及时注油，油管老化要及时更换；
4.对设备螺栓力矩应定期检查，紧固；
5.对液压系统、齿轮箱、润滑系统应定期取油样进行化验分析，对轴承润滑点定时注油；
6.对爬梯、安全绳、照明设备、消防装置等安全设施进行定期检查；
7.检查防雷系统接触和固定良好，检查防雷碳刷磨损在规定范围内；
8.控制箱应保持清洁，定期清扫；
9.风向标、风速仪是否牢固，显示是否正常，是否有生锈与磨损现象；
10.对主控室计算机系统和通信设备应定期进行检查与维护。
七、异常运行和事故处理
7.1风电场异常运行与事故处理基本要求
1.当风电场设备出现异常运行或发生事故时，当班值长应组织运维人员尽快排除异常，恢复设备正常运行，处理情况记录在运行日志上；
2.事故发生时，应采取措施控制事故不再扩大并及时向有关领导汇报，在事故原因查清前，运维人员应保护事故现场和损坏的设备，特殊情况例外（如抢救人员生命）。
如需立即进行抢修的，必须经领导同意；
3.当事故发生在交接班过程中，应停止交接班，交班人员必须坚守岗位、处理事故，接班人员应在交班值长指挥下协助事故处理。
事故处理告一段落后，由交接双方值长决定是否继续交接班；
4.事故处理完毕后，当班值长应将事故发生的经过和处理情况，如实记录在交接班簿上。
事故发生后应根据计算机记录，对保护、信号及自动装置情况进行分析，查明事故发生的原因，并写出书面报告，汇报上级领导。
5.对于标志机组有异常情况的报警信号，运维人员要根据报警信号所提供的部位进行现场检查和处理；
7.2风电机组异常运行及故障处理
1.对于标志机组有异常情况的报警信号，运维人员要根据报警信号所提供的部位进行现场检查和处理；
1）.液压装置油位及齿轮箱油位偏低。
应检查液压系统及齿轮箱有无泄露，并及时加油恢复到正常油位；
2）.风速仪故障。
风电机组显示输出功率与对应风速有偏差时，检查风速仪、风向仪的传感器有无故障，如有故障则予以排除；
3）.风电机组在运行中发现有异常声音应时，应查明声响部位，分析原因，并做出处理；
2.风电机组在运行中发现设备和部件超过运行温度而自动停机的处理：
风电机组在运行中发电机温度、晶闸管温度、控制箱温度、齿轮箱油温、机械制动刹车片、刹车片间隙、刹车片温度传感器及变送回路。
待故障排除后，才能再启动风电机组；
3.风电机组液压控制系统油压过低而自动停机的处理：
运未人员检查油泵工作是否正常。
如油压不正常，应检查油泵、油压缸及有关阀门，待故障排除后再恢复机组自启动；
4.风电机组因调向故障而造成自动停机的处理：
运维人员应检查调向机构电气回路、偏航电动机与缠绕传感器工作是否正常，电动机损坏应予更换。
对于因缠绕传感器故障致使电缆不能松线的应予处理，待故障排除后再恢复自启动；
5.风电机组运行中发生系统断电或线路开关跳闸的处理：
当电网发生系统故障造成断电或线路故障导致线路开关跳闸时，运维人员应检查线路断电或跳闸原因（若逢夜间应首先恢复主控室用电），待系统恢复正常，则重新启动机组并通过计算机并网；
6.风电机组因异常需要立即进行停机的操作顺序：
1）.利用主控室计算机进行遥控停机；
2）.当遥控停机无效时，则就地按正常停机按钮停机；
3）.当正常停机按钮无效时，使用紧急停机按钮停机；
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