1.5mw双馈风力发电机组现场调试大纲.doc

第 1 页 共 83 页1.5MW 双馈风力发电机双馈风力发电机调试大纲调试大纲编 制： 袁凌 校 对： 董健 审 核： 批 准： 第 2 页 共 83 页目目 录录1 前言.11.1 调试工作总体目标.1 1.2 编制依据及调试过程中执行的规程、规范、规定、标准.12 机组情况说明.32.1 主要设备情况主要设备情况.32.2 主要系统简述主要系统简述33 调试组织措施及工作原则.73.1 调试组织及各方主要职责.73.2 调试工作原则84 调试工作流程及调试项目.104.1 调试工作开始应具备的条件.10 4.1.1 调试前的准备工作10 4.1.2 接线检查.10 4.1.3 上电顺序.11 4.1.4 工具准备.12 4.2 静止调试.12 4.2.1 通讯测试13 4.2.2 风机静止条件下安全链各环节的动作测试13 4.2.3 变桨系统单独测试16 4.2.3.1叶片编码器读数校正16 4.2.3.2 手动变桨测试17 4.2.3.3 自动变桨测试18 4.2.4液压站静态检测20 4.2.5 偏航系统单独测试21 4.2.6 齿轮箱系统的静态检测24 4.2.7 发电机系统的静态检测25 4.2.8 变流器单独测试26 4.3 空转调试.374.4 并网调试 .39附录一 表格 2.1 型风力发电机组基本信息表.40附录二 表格 2.2 型变桨装置设备规范.41附录三 表格 2.3 型齿轮箱设备规范.42第 3 页 共 83 页附录四 表格 2.4 型发电机设备规范.42附录五 表格 2.5 型变频器设备规范.45附录六 表格 2.6 偏航系统设备规范.46附录七 表格 4.1 调试准备工作检查记录表.47附录九 表格 4.3 风机静止测试完成情况表.52附录十 表格 4.4 空转测试完成情况表.53第 4 页 共 83 页1 1 前言前言为了实现我公司 跨越化发展、 建设一流风电企业的目标 ，在生产、调试环节贯彻执行标准化流程 管理，保证 1500kW 风力发电机组机组的调试质量， 完成高效、快捷地批量化生产、调试进度， 特编制《1.5MW 双馈风力发电机调试大纲》 。

本《调试大纲 》是风力发电 机组在风场现场调试 过程中进行静止测 试、空转测试和带负荷及满载试验 的技术性指导文件主要明确 调试各阶段人员的分工、职责 ；并确定整套 机组调试 阶段的综合性调试项目原则方案和执行程序使参加机组调试的有关人员协调行动，科学合理地组织好调试工作，提高调试质量，确保机组顺利地启动运行，达到安全、稳定、满发 的运行条件， 有序、优质、高效地 完成机组 调试任务本调试大纲由 电气控制系统事业部 组织审查、批准后生效1.1 调试工作总体目标确保实现机组安全、快捷、优质、按期投运的工作目标，确保机组投 运后能够达到长周期安全稳定运行1.2 编制依据及调试过程中执行的规程、规范、规定、标准《风力发电机组验收规范》GB/T20319————2006《风力发电机组 安全要求》GB/T1845.1.1————2001《风力发电机组 通用试验方法)》GB/T19960.2GB/T19960.2————20052005，，《风力发电机组 功率特性试验)》GB/T18451.2GB/T18451.2————20032003 ，，IECIEC 61400-12:1998,IDT61400-12:1998,IDT《风力发电机组 控制器 试验方法》GB/T19070GB/T19070————20032003《风力发电机组 异步发电机 试验方法》JB/T19071.2JB/T19071.2————20032003第 5 页 共 83 页《风力发电机组 偏航系统 第 2 部分 试验方法》JB/T10425.2JB/T10425.2————20042004《风力发电机组 制动系统 第 2 部分 试验方法》JB/T10426.2JB/T10426.2————20042004《风力发电机组 齿轮箱》GBGB /19073/19073————20032003《风力发电机组 一般液压系统》JB/T10427JB/T10427————20042004《风力发电机组 装配和安装规范》GB/T19568GB/T19568————20042004《风力发电场安全规程》DL/796DL/796————20012001《风力发电场项目建设规程验收规程》DL/DL/ T5191T5191————20042004《电能质量 公用电网谐波》 GB/T14549-93GB/T14549-93第 6 页 共 83 页2 2 机组情况说明机组情况说明国电联合动力技术有限公司和德国 aerodyn 公司联合设计的 UP77、UP82 型风力发电机组，为 3 叶片、上风向、变桨矩、主动偏航、叶轮直径为 77/82 米、额定功率为1500KW 的变桨变速恒频风力发电机组。

该风力发电机组依托先进的控制策略，具备高可靠性的传动系统，实现更高的风能利用率 调试工作需要首先记录调试对象——风力发电机组的基本情况风力发电机组的基本情况，具体情况描述见表格2.1 2.12.1 主要设备主要设备情况情况风力发电机组的主要设备包括变桨装置、齿轮箱、偏航系统、发电机和变频器在进行现场控制系统调试工作开始之前，首先应确认该台风电机组各主要组成设备的技术规范需要按照标准表格将各设备的主要技术参数记录下来，在调试过程中保证运行参数在各设备的允许范围之内变桨装置的技术参数规范见表格 2.2；齿轮箱的技术参数规范见表格 2.3；发电机的技术参数规范见表格 2.4；变频器的技术参数规范见表格 2.5；偏航系统技术参数规范见表格 2.6；2.22.2 主要系统简述主要系统简述2.2.1 变桨及安全系统变桨及安全系统我公司风力发电机组的变桨系统采用最先进电动变桨控制，提高了系统的可靠性，降低了维护成本变桨的控制系统由七个柜体组成：三个轴柜，三个蓄电池柜和一个主控柜，第 7 页 共 83 页他们不仅实现风机启动和运行时的桨距调节，而且能够在事故情况下担负起安全保护作用，完成叶片顺桨操作，同时还完成故障诊断、状态监测、故障状态下的安全复位功能、雷电保护控制、电池管理功能等，确保了系统的高可靠性。

变桨系统桨距的调节方法为：当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节桨距角调到 50°，当叶轮转速达到 5rpm 时，再调节到 0°，使叶轮具有最大的起动力矩，直到风力机组达到额定转速并网发电；在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在0°位置不变，不作任何调节；当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，改变气流对叶片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，使发电机的输出功率保持在额定功率当输出功率小于额定功率时，控制系统根据风速的大小，调整发电机转差率，使其尽量运行在最佳叶尖速比，优化输出功率变桨系统不仅实现风机启动和运行时的桨距调节，还实现了风力发电机组的刹车系统在正常停机和快速停机的情况下，变桨系统将叶片变桨到 89°，使叶轮逐渐停转在故障情况下，在变桨系统的帮助下进行紧急停机，每一个叶片分别由各自的蓄电池控制完成顺桨操作，即使叶片碰到 91°（92°）限位开关，利用叶片的气动刹车，起到安全保护作用2.2.2 齿轮箱及传动系统齿轮箱及传动系统风力发电机组中的齿轮箱的主要功用是将叶轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。

通常叶轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，我公司齿轮箱的增速比例是 1：100我公司风力发电机组采用的齿轮箱为两级行星一级圆柱结构，主轴通过齿轮箱将能量传送到发电机.该齿轮箱的特点是结构紧凑，在同样增速比的条件下比传统齿轮箱占用空间小，有效节省了风机内的空间同时采用了新型号的轴承以及较高的齿轮精度，保证了齿轮箱在整个工作范围内都有较高的效率，性能先进齿轮箱设计为三级传动机构，前端有一输入轴，输出轴在后端，且位于输入轴中心线位置的上方能量通过齿轮箱再经过免维护的复合连轴器传送到发电机为了保证齿轮箱、发电机系统的正常运行，环境温度（机舱温度）的正常范围是 -20°C 至 50°C；正常运转时必须保证齿轮箱油温低于 70°C，如果证齿轮箱油温超过70°C，持续超过 30 分钟，风机必须停止运转如果温度超过 80°C，风机应当立即停止运转经历高温停止的风机再启动之前，应进行齿轮箱内部检查第 8 页 共 83 页正常运转时的齿轮箱高速轴轴承温度应低于 90°C，如果高速轴轴承温度超过 90°C，持续超过 30 分钟，风机必须停止运转如果温度超过 95°C，风机应当立即停止运转。

经历高温停止的风机再启动之前，应进行齿轮箱内部检查齿轮箱油温在 0-40°C 之间时，齿轮箱油泵在低转速运转，温度超过 40°C，齿轮箱油泵在高转速运行齿轮箱油温超过 50°C 时，冷却水泵开始运转，当齿轮箱油温超过 60°C 时，冷却风扇开始运转电加热器在齿轮箱油温低于 5°C 时开始加热，当油池温度高于 20°C 时，电加热器关机在润滑系统正常工作下，过滤器油压应该在 1-3bar 之间(油温 50°C)，如果油压不在此范围之内，不允许使用齿轮箱通过控制系统和分配器上的液压表读数来检查油压2.2.3 发电机及转速系统发电机及转速系统风力发电机组采用双馈恒频异步发电机，可以使风力机在比较宽的风轮转子转速变化范围内运转,以获取更多的电能高效率的 4 极双馈式发电机在运行时，既可超同步转速运行，也可亚同步转速运行，变速运行在 1000～2017rmp 之间，定子输出电压和频率可以维持不变，既可调节电网的功率因数，又可以提高系统的稳定性这种采用双馈异步发电机的控制方案除了可实现变速恒频控制、减小变频器的容量外，还可以实现有功、无功功率的灵活控制，对电网而言可起到无功补偿的作用2.2.4 变频器及并网系统变频器及并网系统变频器传动单元和带有转子绕组和滑环的感应式发电机一起使用，它连接在发电机转子和电网之间，安装在塔底。

发电机转子转速与风速成比例变化为了保证转子转速最优 ( 即比发电机同步转速稍高), 转子叶片的角度通过一个变桨传动单元进行调整但是，角度的调整是一个非常缓慢的过程为了补偿转子转速的快速变化，变频器快速增加或降低转子磁场的旋转速度，保证了发电机获得最优的滑差当风速降低时，变频器从电网获得能量并增加转子磁场的转速，以保证定子有能力向电网提供能量在风速增加时转子磁场的转速会降低超过同第 9 页 共 83 页步转速以上时转子产生的能量也可以送到电网变频器保证将定子输出接入电网之前使定子输出电压和电网电压同步，且幅值相等，从而使发电机并网瞬间的涌流最低实现发电机的软并网在与电网解列时，变频器将转矩调整为零，这样做也就使定子电流降低到零，实现与电网解列的软切出变频器可以耐受高温，低温，高湿的环境柜体内和模块内均内置加热器，对抗低温和高湿环境柜体内还配置温度和湿度传感器所有线路板均带防腐涂层2.2.5 偏航和刹车系统偏航和刹车系统偏航系统主要有两个功能，一是使机舱轴线跟踪变化稳定的风向，二是自动进行解缆操作我公司偏航系统是由偏航轴承和四台偏航电机驱动的齿轮传动机构组成的偏航轴承为内摩擦的滑动轴承系统，为内齿圈设计。

四台偏航驱动对称布置，由电机驱动小齿轮带动整个机舱沿偏航轴承转动，实现机舱的偏航当风向与机舱轴线偏离一个角度时（风小时为±8°，风大时为±15°） ，控制系统经过一段时间的确认后，会控制偏航电机将机舱轴线调整到与风向一致的方位，实现机舱对风当偏航电机带动偏航轴承偏航时，偏航液压刹车系统处于半释放状态，从而设置足够大的阻尼。