许继WT2000_93风电机组技术规格书（上）（可编辑）

许继WT2000_93风电机组技术规格书（上）（可编辑） 许继WT2000_93风电机组技术规格书(上) 许继 WT2000/93 风电机组 技术规格书shang 许继风电科技有限公司 2010 1目 录 1 许继 WT2000/93 风力发电机组介绍4 1.1 WT2000/93 风力发电机组概述. 4 1.2 特点介绍. 5 1.3 风电机组技术数据 7 1.4 风电机组概览 10 2 许继 WT2000/93 风电机组构成说明 11 2.1 轮毂. 11 2.2 主机架 14 2.3 传动链系统. 17 2.4 减振系统22 2.5 润滑系统26 2.6 冷却系统32 2.7 制动系统36 2.8 电源系统39 2.9 偏航系统43 2.10 变桨系统 46 2.11 发电系统 51 2.12 监控系统 58 2.13 安全系统 79 2.14 接地防雷系统. 85 2.15 风电机组通信系统 102 2.16 箱式变电站 105 3 技术参数111 3.1 风电机组重量 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 111 3.2 塔筒重量/材质表数据表. 111 3.3 标准风电机组基础工程量111 3.4 气动技术参数与规格. 112 3.5 叶片技术参数与规格. 112 3.6 机械传动部件技术参数与规格 113 3.7 液压系统技术参数114 3.8 机组所需润滑油 114 3.9 主机架总成的防腐115 3.10 联轴器性能数据. 115 3.11 发电机冷却系统技术参数 116 3.12 发电机冷却系统推荐工作介质. 116 3.13 变流器冷却系统技术参数 116 3.14 变流器冷却系统推荐工作介质. 117 3.15 发电机规格 117 3.16 发电机出口断路器 118 3.17 变流器技术参数. 118 23.18 不同停机方式下的停机模式及停机参数 119 3.19 事故报警信号一览表120 附件. 127 塔筒总图. 127 基础设计图 128 机舱总图. 130 31许继 WT2000/93 风力发电机组介绍 1.1 WT2000/93 风力发电机组概述 许继 WT2000/93 风力发电机组是变桨变速双馈式风力发电机组,三叶片、水 平轴、上风向、电气变桨、主动偏航。 WT2000/93 风电机组分为低温型、常温型,其中低温型机组所有承受冲击载 荷和疲劳载荷的部件均采用抗低温材料,在设计时充分考虑机组加热、冷却、 密 封等因素。93.34米的风轮直径尤其适合IEC?类风场。 WT2000/93 风电机组的显著特点是电网友好,智能化设计,抗低温、抗风沙, 发电性能优异,度电成本低。 图 1显示了WT2000/93 风电机组的主要外部尺寸:图1 WT2000/93风电机组 主要外部尺寸 尺寸 A B C D E F [m] 79.95 78.0 93 125.15 2.66 4.30 41.2 特点介绍 1.2.1 风轮 三叶片,上风向布置,叶片采用高性能复合材料;叶片通过变桨轴承与轮毂 相连。每个叶片单独设立变桨机构,主动对叶片进行变桨调节;配备完备的雷电 保护系统。 先进的翼型优化设计,提高风能利用系数;独特的安全锁技术保证叶片在变 桨系统全部故障情况下,在风对叶片作用力和叶片的重力共同作用下,叶片逐步 到达顺桨位置,安全停机。 1.2.2 变桨系统 变桨机构为电动驱动,采用内齿轮啮合传动,且配备自动润滑装置;通过改 变叶片的桨距角,从而改变风电机组获取风能的大小。 变桨系统采用高可靠性超级电容作为后备电源,免维护,充放电速度快、效 率高、无污染、循环寿命长、使用温度范围宽(-40?~60?)、安全性高;超级 电容储备的能量能保证变桨系统从 0?顺桨到 90?三次,保证实现气动制动。 1.2.3 轮毂 轮毂为铸造结构,通过法兰连接至集成传动链上。三个独立变桨驱动安装轮 毂内,便于维护。 1.2.4 传动链 紧凑的一体化传动链设计技术,将主轴、主轴承与齿轮箱载荷合理分配并整 合为一个部件。轮毂通过螺栓与风轮法兰连接;齿轮箱为三级,两级行星和一级 平行轴。斜齿行星级和斜齿平行轴级采用优化构型和齿线补偿。行星级太阳轮采 用自调节补偿负载。为了维护安全,在输入轴安装了风轮锁定装置,确保驱动链 能机械锁死。 智能化的热交换系统、散热通道设计,使齿轮箱适应不同环境温度,并快速 达到工作状态;机械油泵和电动油泵的双重配置使得齿轮箱润滑更为可靠、安全; 油温传感器、油位传感器、轴承温度传感器以及振动传感器的设置使齿轮箱运行 得到全方位的安全检测。迷宫式密封性能良好,耐磨性能良好。 1.2.5 联轴器 齿轮箱和发电机通过柔性联轴器连接,补偿齿轮箱和发电机位移误差。 联轴器上装有安全离合器,防止发电机短路的突发情况下瞬时力矩转移到齿 5轮箱,以保护齿轮箱不受损坏。 1.2.6 发电机 双馈异步发电机采用全封闭机壳水冷方式,冷却效率高,噪音小。 可变转速范围宽,确保机组在低风速下获得较高的发电效率。 为了防止发电机因潮湿损坏,设置了一个加热线圈,同时还安装温度传感器 来监视发电机温度。 1.2.7 机械制动 机械制动装置是一个安装制动钳的制动盘,安装在齿轮箱的高速轴上。液压 解除制动,弹簧弹力恢复制动。 1.2.8 机架 机架分为主机架和后机架。主机架为铸造结构,可有效抵御风机运行过程中 的各种交变载荷和冲击。后机架通过螺栓联接到主机架上。 1.2.9 偏航系统 配有两个超声波风速风向仪,采用独特的声共振技术通过交互核对保证信号 的真实性并能非常准确地判定瞬时风向,保证最大的能量产出并同时避免由 于倾 斜入流引起的附加负载。 偏航装置能够自动解缆,在满足设定条件情况下可保证绕缆后自动解缆并复 位,而且设有绕缆保护功能,一旦自动解缆功能失灵或绕缆到一定程度时,通 过 绕缆保护装置发出事故信号使机组紧急停机。 偏航系统由环形外齿圈和滑动轴承组成。偏航系统由四个安装在主机架的电 机来驱动。偏航电机制动装置能保证机舱在一个固定的位置,直到因实际风 向改 变而重新调整风机位置。机舱转动时,解除电机制动。即使偏心风载荷很高 时, 偏航执行结构也能保证机舱在一个固定位置。 1.2.10 控制系统 风电的控制系统由机舱控制柜和塔底控制柜组成,是基于工业级 PLC 系统 构建的。通过机舱柜内的显示屏等装置,可以查看风机的运行状态。 1.2.11 塔架 风机的塔架为圆筒+圆锥形管结构,通过顶部内螺栓法兰联接而成,具有很 高的维护安全性。塔架内部设置通往机舱的梯子,配备了蹬梯安全保护系统以防 止掉落。同时塔架在法兰联接处设置了工作平台,每段塔架还设置了休息平台, 6并设置工作应急灯。塔基部分安装了防盗门。 1.3 风电机组技术数据 运行参数 机组型号 WT2000/93 切入风速..3 m/s额定风速 11.0 m/s切出风速 20.0 m/s安全风速 52.5 m/s 设计准则 Germanischer Lloyd 等级类型 IEC IIIB系统寿命..20 年 环境温度 常温型 生存环境温度. -20? C to 50? C运行环境温度. -10? C to 40? C 环境温度超过35? C减载运行。 低温型 生存环境温度. -40? C to 50? C运行环境温度. -30? C to 40? C 平均年温度+3.5? C 环境温度超过 35? C 减载运行。 高温型 生存环境温度 -5? C to 50? C运行环境温度0? C to 50? C 环境温度超过 45 ? C 时开始减载运行。 风轮叶片 型号 WT93 叶片长度45.3 m 叶片根部直径 2110 mm扫掠角 0 deg 前锥角 1 deg 7材料..环氧玻璃纤维 避雷装置.集成 变桨驱动 工作状态下最大变桨速率限制 7 deg/s 安全链停机的最大变桨速率限制9 deg/s 叶片轴承类型..双列滚子轴承 传动链 额定驱动转矩1380 kNm 最大静态转矩2235 kNm 齿轮类型..2级行星/1 级平行轴齿轮 传动比 50Hz1 : ? 114.7 传动比 60Hz1 : ? 89.2 齿轮润滑..强制润滑 连接齿轮/发电机..弹性联轴器 支撑部件 轮毂类型.刚性 轮毂材料QT400-18L(常温型)..QT350-22l(低温型) 主机架材料..QT400-18L(常温型)..QT350-22l(低温型) 制动系统 气动制动..全范围叶片变桨 结构类型..齿轮/伺服电机 机械制动..被动盘式制动 制造商Svendborg发电机和电力电子设备 发电机类型. DFIG 变流器类型. IGBT 4象限 额定功率. 2100 kW 额定电压. 3~ / 690 Vac功率因数. 0.9ind to 0.9cap可调节 转矩控制..场矢量控制 8机舱外壳 结构类型..封闭式 材料 聚酯树脂/玻璃纤维 偏航系统 风向对中类型主动 偏航轴承类型………. 滑动轴承 驱动单元..齿轮电机 驱动单元数量4 制动.摩擦制动、电机制动 塔架 结构类型.圆锥形钢结构塔架 塔筒高度. 78 / 98 m 腐蚀保护. 防护漆 91.4 风电机组概览102许继 WT2000/93 风电机组构成说明 2.1 轮毂 2.1.1轮毂概况 轮毂是风电机组连接叶片和主轴的主要结构件,承受了风力作用在叶片上的 推力、扭矩、弯矩及陀螺扭矩。许继 WT2000/93 风电机组所用轮毂形状类 型为 三通型球形壳体类(如下图所示)。 图2.1 轮毂结构总图 图2.2 轮毂外形图 2.1.2基本结构参数 11表2.1 轮毂基本结构参数 材料 QT400-18L(常温型) QT350-22L(低温型) 重量 12.6吨 壁厚 35.8mm~135mm 2.1.3环境使用状况 表2.2 轮毂环境使用状况 安装地点 内陆或沿海 环境温度范围 -40?~+40? 户外气候 腐蚀性含盐空气,风沙 相对湿度 40?时 5% 到100%,露点平均数 80%到85% 2.1.4载荷设计 基于有限元强度分析采用变截面厚度设计的三通型球形壳体结构,壁厚范围 35.8mm~135mm。图 2.3 轮毂载荷分析图 2.1.4 质量要求 轮毂作为风力发电机组的主要受力构件,所受负载复杂,工作环境恶劣,同 时具有至少 20年的使用寿命,因此要求轮毂的质量非常高。 其材质一般采用 EN-JGS-350-22U-LT 或 EN-JGS-400-18U-LT;金相组织要 求铁素体大于 90%,石墨形态为 IS0945 标准中的 V和?型,石墨大小一般 为 4~ 6 级,石墨分布为 A 类,球化率不低于 90%。要求对铸件进行超声波探伤和 磁 粉探伤,不允许存在超过标准规定的缩孔、缩松、气孔、夹杂物以及表面微 裂纹 12等铸造缺陷。铸件的尺寸公差为 CT12 级,重量公差为 MT12 级,壁厚公 差为 CT-13且必须为正公差;铸件表面要求经过多次抛丸处理,表面质量符合 EN1370 的规定。对铸造缺陷只能采用打磨处理来消除,决不允许进行补焊。表 3.3 至表 3.5为许继 WT2000/93风电机组轮毂质量的相关要求。 表 2.3 轮毂铸件化学成份 材料牌号 化学成份% C Si Mn P S Mg RE QT350-22L 3.60~ 2.00~ < < < 0.03~ 0.02~ 3.90 2.60 0.30 0.05 0.020 0.05 0.03 表 2.4 附铸试块机械性能 铁 球化 延伸率 材料厚度 抗拉强度 硬度 素 材料牌号 率 2? /% 5Mm Rm?/N/mm HBS 体 % % 0t?30 350 22 QT350-22L 30t?60 330 18 130-175 ?90 ?90 60t?200 320 15 表 2.5 附铸试块 V型缺口试样冲击值 -40+2?时冲击韧性试验[J] 材料厚度 0.2%屈服点R材料牌号 3次试验测得 2 mm ?/N/mm 一次试验 p0.2 值 0t?30 220 12 9 QT350-22L 30t?60 210 12 9 60t?200 200 10 7 132.2 主机架 主机架总成是风机机舱的基础部件,对各个零部件起支撑连接的作用。同时 也是承载风机载荷的重要部件,其主要构成如下: 图 2.4 主机架总成结构图 序号 名称 数量 序号 名称 数量 1 机舱罩顶部支架 1 2 主机架 1 3 机舱前支架 1 4 U型材一 2 5 机舱悬梯 2 6 主机架内爬梯 1 7 踏板 1 8 波纹板一 1 9 波纹板二 1 10 横梁 1 11 缓冲器 8 12 U型材二 1 13 电缆桥架 1 14 格栅 3 15 后机架托架 1 16 后机架 1 17 机舱柜支撑 2 18 动力电缆支架 1 1419 发电机减震器 4 20 逃生装置支架 1 21 联轴器罩 1 基本参数 质量 16.18t 高度 4.69m 长度 7.66m 宽度 3.18m 环境条件 安装地点 内陆和沿海地区 环境温度范围 -40? C 到 +50? C 户外气候条件 腐蚀性,盐雾空气,风沙40? C 时 5%到 100%;露点平均数 80% 相对湿度 到 85% 图2.5 主机架右视效果图 15 图2.6 主机架效果图 主机架防腐粘合剂 喷涂材料产品 干膜厚度 海虹牌 Hempadur Zinc 17360 底漆GB 环氧树脂EP NDFT 50?m 国际牌 Interzinc 52 海虹牌 Hempadur 47140,45880 中间漆ZB 环氧树脂EP NDFT 100?m 国际牌 Intergard 345 海虹牌 Hempathane 55210,55610 NDFT 50?m 面漆DB 聚氨酯PUR 国际牌 Interthane 990 总计 NDFT 200?m 162.3 传动链系统 2.3.1概述 传动链系统是指风轮动力传递到发电机的路径及其构成,是风电机组将风能 转化为机械能并最终转化为电能的主要运动机构,其性能的高低直接影响风 电机 组的整体性能,因此选择合适的传动链对于风电机组尤为重要。 2.3.2传动链系统组成 传动链典型的组成由前至后依次是风轮,主轴,齿轮箱,联轴器,发电机及 附加在它上面与安全有关的机械制动,过载限制器等。现有的传动链主要可 分为 直驱和有齿轮箱的结构,直驱的传动链系统指将风轮与发电机转子直接相连,其 优点在于发电机只承受风轮传递扭矩,不承受其他载荷,设计相对简单,但缺点 在于主轴及其相关的轴承、支座等构件,结构稍复杂,成本增加。有齿轮箱的传 动链系统指风轮通过齿轮箱与发电机相连,其优点在于技术较为成熟,价格较低, 缺点在于机组整体重量较大。 许继 WT2000/93 风电机组采用有齿轮箱的传动链结构,通过一体化设计技 术将主轴、轴承及齿轮箱整合为一个部件,较于传统的分立式结构,许继 WT2000/93 风电机组既优化了机舱的几何尺寸,减轻机组的重量,同时又提高了 机组的使用性能和寿命,简化了安装和维护的工作量。 2.3.3功能描述 A.风轮 风轮是将风能转化为旋转机械能的主要运动机构,是风力发电机组关键的部 件之一,其几何形式直接决定了风电机组的空气动力学特性,因此需高度重视风 轮的结构设计。 风轮的设计是一个多学科的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,涉及到空气动力学、机械设计、结构动力 学、材料学、控制技术及载荷特性等多方面的知识。 许继 WT2000/93 风电机组风轮采用 3 叶片、水平轴、上风向的结构形式。 主轴倾角 4.5?减少了叶片与塔筒干涉的可能性;风轮锥角 2?使叶片在旋转过程中 能更有效的捕捉风能。轮毂采用 EN-GJS-350-22U-LT 高韧性球墨铸铁铸造,根 据有限元的计算结果,采用变截面厚度设计的三通型球形壳体结构,在保证机组 安全运行的前提下最大限度的降低风轮重量,减少了对主机架及塔筒的冲击。 17风轮通过高强螺栓与齿轮箱低速端的主轴连接法兰盘相连接。 B.齿轮箱 齿轮箱是风电机组的关键部件之一,其主要功能是将风轮在风力作用下所产 生的动力传递给发电机并获得相应的转速。根据机组的总体布置要求,有时将与 风轮轮毂直接相连的传动轴与齿轮箱的输入轴合为一体,其轴端形式为法兰盘连 接结构,也有将传动轴与齿轮箱分别布置,其间利用涨紧套或联轴节连接的结构。 许继 WT2000/93 风电机组采用基于一体化传动链设计技术的整体式结构的齿轮 箱。 2.3.4设计依据 风电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础,基于风电机组认证 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ,许继风 电科技有限公司对不同风况条件下的气动载荷谱进行了详细的计算,并根据现场 气候条件,建立了机组在不同风况条件下的动态仿真模型,对机组启动、运行、 空转、停机、正常启动和紧急启动等各种工况进行模拟,针对不同的机型得出相 应的动态功率曲线,利用专业设计软件进行分析计算,求出了零部件的设计载荷, 并以此为依据,对齿轮箱各部件进行传动设计。 为最大限度的利用机组空间并降低机组重量,许继 WT2000/93 风电机组采 用一体化传动链设计技术,即将主轴、主轴承与齿轮箱集成在一起,基于该技术 设计的齿轮箱,结构更加紧凑,传动也更为可靠。 2.3.5结构形式 齿轮箱内部采用两级行星加一级平行轴的传动结构,图 1为齿轮箱结构展开 图。主轴通过齿形联轴节将动力传到第一级行星齿轮,再由太阳轮传递到第二级 行星轮,最后由末级平行轴齿轮将动力分流输出。齿轮箱采用飞溅+强制润滑方 式。 18 图2.7 齿轮箱结构展开图 2.3.6部件特征 箱体是齿轮箱的重要部件,用于承受风轮转动及齿轮箱传动产生的各种作用 力。箱体须具有足够的刚度去承受力和力矩作用,用以防止变形,保证传动质量。 许继 WT2000/93 风电机组齿轮箱箱体采用 EN-GJS-350-22U-LT 高韧性球墨铸铁 铸造,减震性能良好;此外,为减少齿轮箱与主机架连接振动,采用多单元减震 系统,通过一组与齿轮箱和主机架连接的降噪橡胶元件,有效消除了大部分由风 轮带给机组及塔架的各种交变载荷(如图 2.8 所示)。 图2.8 减震系统结构简图 主轴是齿轮箱的主要受力构件,工作环境十分恶劣,所用材料除了要满足机 械强度外,还应满足各种极端条件下所具备的各种材料特性。许继 WT2000/93 风电机组主轴采用 42CrMo4 整体锻造而成,较于铸造及焊接形式,锻件组织更 加细密,缺陷更少。而且通过后续的热处理工艺,保证了主轴的综合机械性能达 19到设计要求。 在风电机组的各种故障停机中,因齿面损坏而造成的齿轮箱故障是机组停机 的主要原因。齿面损坏的原因较多,多是由齿轮加工精度不足及齿面硬度较低引 起的。许继 WT2000/93 风电机组采用多种措施保证齿轮质量。首先通过高精度 的加工保证齿轮箱内所有外齿轮精度不低于 GB/T10095.1和 10095.2规定的 5级, 内齿轮精度不低于 7 级;其次通过渗碳淬火处理,使齿面硬度达到 HRC 58~62。 2.3.7 性能数据 传动级数 3 齿轮传动比数 1:114.65 额定扭矩 1380 KNm 润滑形式 强制润滑 42CrMo4 主轴材质 主轴轴承 SKF 2.3.8联轴器 许继 WT2000/93 风电机组齿轮箱高速端和发电机转子轴之间采用膜片式联 轴器连接(如图 3 所示)。该联轴器可为二轴对中性差时提供二轴连接,补偿风 机运行期间的轴向、径向和角向偏差;此外,该联轴器可提供一个弹性环节, 可 以吸收轴系因外部负载波动而产生的额外能量。为防止传动链的扭转振动,齿轮 箱输出轴和发电机输入轴端设置涨紧套;为防止发电机过载对齿轮箱的损坏,联 轴器在齿轮箱高速轴端设有过载离合器,其过载滑动阈值在 14600~21000Nm 之 间。为防止寄生电流通过联轴器从发电机转子流到齿轮轴承/齿轮箱。联轴器采 用高电阻的 GRP 制备,能够承受高压,可最大限度降低电流对齿轮轴承和齿轮 箱的损害。表 2为许继 WT2000/93 风电机组联轴器性能数据。 图3.9 膜片式联轴器 20 图2.10 联轴器的连接形式 表2.6 许继WT2000/93风电机组联轴器性能数据 型号 RADEX-N 190 -(50HZ)NANA 4 spec设计寿命 20 年 运转速度 930~2 070 rpm 1800 rpm 额定速度 短时间最大速度(10 秒) 2340 转/分 旋转方向(发电机驱动端) 逆时针方向 电阻 100 MΩ 耐电压 2.5 kV 额定功率时的扭矩 11300 Nm 运行时最大扭矩 11900 Nm 过载滑动离合器滑动阈值 14600~21000Nm 滑动阈值??尽可能的低,但最大值 ?21000 Nm 212.4 减振系统 2.4.1概述 风电机组中,齿轮箱通过其自身箱体固定在主机架上,后机架通过高强螺栓 与主机架相连,主机架的下部与塔筒顶端相连,这样齿轮箱、主机架、后机架 和 塔筒构成一振动系统。当齿轮箱转速达到系统固有频率时,系统即产生剧烈 振动, 为减少这种振动对塔筒本身的损坏,需要降低系统本身的固有频率,一个重 要的 措施即设置减振元件。 2.4.2减振系统的组成 为降低各种振动对塔筒的振动冲击,许继 WT2000/93 风电机组在风机的多 个部位设置减振元件。如图 2.11所示。 图2.11 许继WT2000/93风电机组减振元件说明简图 2.4.3功能说明 A.齿轮箱减振元件 齿轮箱转动产生的振动是风电机组主要的振动来源,其减振效果直接决定风 机整体的安全。许继 WT2000/93 风电机组采用 ESM 减振单元实现风机运行过程 中的载荷缓冲,图 2 是 ESM 减振元件结构简图。该元件由内、外侧减振垫、过 22渡套管组成,其中内外侧减振垫为特殊材料制造,其余为钢材制造。图 3为独立 减振单元的装配关系简图(整个系统由 24 个相同的均布在以传动链轴心为基准 的主机架安装面的独立减振单元组成)。如图 3 所示,双头螺栓 7 一端旋入主机 架丝孔内,内侧减振垫 3套入双头螺栓上,一端侧面与主机架 1安装面贴合,圆 周上均布的所有内侧减振垫全部安装;之后吊装齿轮箱,借助特殊设计的分布于 左右两处的定位工装安装在主机架的法兰盘上,齿轮箱对应安装孔与内侧减振垫 另一端贴合;装配过渡套管 4 及外侧减振垫 3,然后装配外部垫板 6,最后旋紧 螺母 8。为保证安装效果,所有螺母须用液压拉伸器锁紧。 图2.12 减振元件结构简图 图2.13 独立减振单元的装配关系简图 23齿轮箱元主要是靠内、外侧减振垫实现风机运行过程中的载荷缓冲。由于内 侧减振垫结构为多凸台形式,与之相配合的齿轮箱安装孔也是相应的多阶梯孔形 式,风机运行产生的径向载荷可通过结合面实现缓冲,外侧减振垫支撑在过渡套 管上,径向载荷可以通过过渡套管作用于外侧减振垫上,从而实现缓冲;风机产 生的轴向载荷可以通过轴向结合面作用于内外侧减振垫上实现缓冲。B.发电机减振元件 许继 WT2000/93 风电机组发电机所用减振元件为 ESM 产品(如图 4示)该 减振元件可在不起吊发电机的前提下,调整其水平及竖直方向位移,减少维护及 装配工作量。 图 2.14 ESM 减振元件图2.15 ESM减振元件安装位置 24C.机舱减振元件 机舱减振元件可阻止机舱在垂直方向上的振动,也可承受水平方向较大的 力。图 5 为许继 WT2000/93 风电机组所用机舱减振元件。该减振支座由内外金 属组成,外部设有多孔法兰,内部设有通孔或盲孔或螺纹孔,两个锥形金属部件 通过平行锥形橡胶嵌件粘接而成。 图 2.16 许继WT2000/93风电机组机舱减振元件 D.控制柜减振元件下图所示为机组控制柜所用圆形减振支座,该减振支座广泛应用于应力和加 工公差的调节,也可用做减少振动负载。圆柱形减振支座包括两个圆形金属片, 中间由橡胶连接,每个金属片通常包含有柱头螺栓或螺母。圆柱形减震支座通常 为圆柱形轮廓,其中缩进的橡胶体也为圆柱形。 图2.17 机组控制柜所用圆形减振支座 252.5 润滑系统 2.5.1 概述 机械润滑是风电机组安全高效运行的重要保证,良好的润滑能对齿轮和轴承 起到足够的保护作用,因此须高度重视机组的润滑问题。 2.5.2 润滑系统分类 风电机组中需润滑的部位主要包括:齿轮箱、偏航齿轮、机械制动、发电机、 变桨轴承、变桨齿轮、偏航齿轮等。润滑介质种类包括固态摩擦材料、齿轮油、 液压油、润滑脂、冷却液等,在所有使用的油品中,用量最大的是齿轮油。 2.5.3 功能描述 A.轮毂集中润滑系统 轮毂上需润滑的部位主要是变桨轴承和变桨齿轮,其润滑的时空特点较为复 杂,一方面要求能为三个变桨轴承变桨齿轮同时提供润滑,另一方面要求节 约油 脂;此外由于风电机组多分布在人迹罕至的荒漠和沿海地带,常年处于无人值守 状态,这就要求轮毂润滑系统的可靠性非常高,基于这些要求,许继 WT2000 风电机组采用 SKF 提供的集中润滑系统。该系统以特定的时间间隔自动为变桨 轴承滚道的摩擦接触点或面以及外齿面提供满足其质量要求的新鲜润滑脂,以确 保轴承、齿轮达到最佳的使用状态并延长使用寿命。 该系统由分配器、润滑脂泵、润滑小齿轮和油脂收集器组成(如图 1所示)。 针对变桨轴承滚道的润滑,油泵通过一个 SSV6-N递进式主分配器和 3个 SSV10 递进式二级分配器将润滑脂传递到轴承外圈的每一个润滑点。针对变桨齿轮齿面 的润滑,油泵通过一个 SSV6-N递进式分配器将润滑脂输送到 3个润滑齿轮,并 通过它们传递到齿轮齿面上。润滑周期循环过程中的润滑脂存量和消耗量通过油 位传感器来监控。 图2.18 SKF集中润滑系统 26 图2.19 变桨轴承内齿轮集中润滑系统原理 图2.20 变桨轴承滚道集中润滑系统原理 27图 2.19 和图 2.20 为集中润滑系统针对变桨齿轮和变桨轴承的原理图。润滑 系统采用递进润滑原理。润滑泵电机启动带动润滑泵工作,将油箱中的油脂通过 泵单元、一次分配高压软管、一级主分配器、二次分配高压软管,二级分配器, 三次分配高压软管,最后通过轴承注油点和润滑小齿轮供给轴承滚道和齿轮齿 面。 递进式分配器工作原理如下: 以下 5个示意图说明了分配器是如何向多个润滑点分配润滑剂的。 注:为简化起见,仅解释了如何向 2、7、5、3 和 1 号出口分配润滑剂的情 况,其余出口的分配原理可依此类推。 受泵压的润滑剂 被柱塞移动施压的润滑剂 不受压的润滑剂 阶段 1: 润滑剂从分配器的上部入口(白色箭头)进入并流向柱塞 A的右端。柱塞 A (黑色箭头)在油压下向左移动,并将柱塞 A 左端腔体内的润滑剂排出出口 2 (虚箭头)。 阶段 2: 一旦柱塞 A 到达其左端终点位置,内部通道打开,润滑剂流向柱塞 B 的右 端。润滑剂(白色箭头)推动柱塞 B(黑色箭头)向左移动,并将柱塞 B左端腔 体内的润滑剂排出出口 7(虚箭头)。 阶段 3: 一旦柱塞 B 到达其左端终点位置,连接到柱塞 A 右端的通道就被打开。从 顶端进入的润滑剂(白色箭头)推动柱塞 C(黑色箭头)向左运动。这个过程使 得柱塞 C 左端腔体内的润滑剂流向出口 5(虚箭头)。 阶段 4: 这时通往柱塞 D 右端的通道被打开(黑色箭头)。从顶端进入的润滑剂(白 色箭头)推动柱塞 D 向左运动,压迫柱塞 D左端腔体内的润滑剂流向出口 3(虚 箭头)。 阶段 5: 28在阶段 4中,柱塞 D打开了通往柱塞 A左端的内部通道。流入的润滑剂(白 色箭头)推动柱塞 A 向右移动,这一过程使得润滑剂流向出口 1(虚箭头)。随 后,柱塞 B-D 依次从左端移向右端。这时,一个完整的分配过程就完成了,并 开始一个新的循环。29 图 2.21 分配器工作原理 B.齿轮箱润滑系统 齿轮箱润滑系统与冷却系统共用一套油路,齿轮油在冷却齿轮箱内部组件的 同时为其提供润滑。许继 WT2000/93 风电机组齿轮箱采用强制+飞溅润滑方 式。 下图 2.22 为齿轮箱润滑系统原理图: 30 图2.22 齿轮箱润滑系统原理图 该系统由泵单元、加热单元、冷却单元、过滤单元组成,当油池温度低于 0? 时,加热单元启动,之后,齿轮油通过机械泵循环至过滤单元。 312.6 冷却系统 2.6.1概述 冷却系统是许继 WT2000/93 风力发电机组的重要子系统之一,主要通过液 体或气体介质的流动将机组内部多余的热量带走,以保障风电机组在正常温 度条 件下运行。 2.6.2冷却系统的组成 许继 WT2000/93 风力发电机组冷却系统依照不同的划分标准可分为不同的 类型,依冷却介质可分为水冷、油冷及空冷系统;依冷却主体可分为齿轮箱冷 却、 发电机冷却及变流器冷却 3部分。各部分之间相互独立,互不影响。 各部分冷却系统的组成虽结构上有所差异,但其组成均包含泵单元、蓄能器、 冷却介质及循环管道。通过冷却介质在管道内的循环流动,维持系统温度恒 定, 确保冷却主体的正常工作。 2.6.3 功能说明 A.发电机冷却系统 发电机冷却系统结构 图 2.23 发电机水冷系统结构简图 发电机冷却系统由水泵单元、压力罐、压力继电器、水/风冷却单元、温度 传感器、温控阀组成(如图 1 所示)。 发电机冷却系统工作原理 32 图 2.24 发电机冷却系统工作原理 发电机冷却系统工作原理较简单:水泵工作后,冷却水经发电机、水/风冷 却单元组成冷却水循环回路。当冷却水温度升到一定值时,水/风冷却单元启动; 当水温降到一定值时,水/风冷却单元停止工作。 水泵出口设有压力罐,预充氮气压力 1.5bar,正常情况下通过压力罐把压力 能转化为弹性势能储存起来并维持泵出口压力的稳定,当泵出口压力出现波动 时,压力罐通过释放或储存能量参与系统的调节。 水泵进口设有两个温度传感器 2×PT100,用于检测冷却水的温度并根据此温 度通过电气系统控制水/风冷却单元的电机工作或停止。发电机进口另设一 个温 度传感器 PT100,用于检测冷却介质在经过发电机前的进水温度。 水泵进口处设有温控阀 TB25,该温控阀是机械式自励调节阀,其功能是当 水温低于 25?时,冷却水不经过冷却器循环回路,直接回到水泵;当水温高于 25?时,温控阀开始工作,随着温度的逐步上升开始逐步导通水/风冷却单元循 环回路,使得其中一部分水直接回水泵,另一部分水则直接进入水/风冷却单元 进行循环;随着温度额升高,通过水/风冷却单元的流量逐渐增加,直接回水泵 的流量逐渐减少;直至最后冷却介质全部通过水/风冷却单元进行循环。 水泵出口设有安全阀,当冷却水压力超过设定值 3bar 时,安全阀动作,用 以维持系统压力稳定。 33表 2.7发电机冷却系统技术参数 水/风冷却单元 4.76kW/K,流量 150L/min 冷却介质预充压力 2bar(20?) 冷却系统工作压力 ?3 bar 冷却系统工作流量范围 每个泵 150l/min,24.5m 扬程时 冷却介质工作温度范围 -30?40%至 60% Antifrogen N Hoechast AG* Antifrogen N Hoechast AG* B.变流器冷却系统 变流器冷却系统结构 变流器冷却系统位于塔底,结构与发电机的类似,均由水泵单元、压力罐、 压力继电器、温度传感器、温控阀及水/风冷却单元组成。其水/风冷却单元位于 塔外部,固定在塔壁上,与发电机冷却系统不同的是,变流器冷却系统需配置一 个独立的驱动风扇。 工作原理 图 2.25 为变流器冷却系统工作原理图,与发电机冷却系统工作原理类似, 变流器冷却系统水泵工作后,冷却水经变流器、水/风冷却单元组成冷却水循环 回路。当冷却水温度升到一定值时,水/风冷却单元启动;当水温降到一定值时, 水/风冷却单元停止工作。 变流器冷却系统工作过程与发电机的类似。 34 图 2.25 变流器冷却系统工作原理 表 2.9 变流器冷却系统技术参数 水/风冷却单元 >1.38kW/K,流量 70L/min 冷却介质预充压力 2bar(20?) 冷却系统工作压力 ?3 bar 冷却系统工作流量范围 每个泵 70l/min,21m扬程时 冷却介质工作温度范围 -30?40%至 60% Antifrogen N Hoechast AG* Antifrogen N Hoechast AG* C.齿轮箱冷却系统 齿轮箱冷却系统采用油冷 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,油介质在冷却齿轮箱的同时为其内部各组件 提供润滑。 352.7 制动系统 2.7.1 概述 风电机组的制动系统和液压系统是一个整体,在定桨距风电机组中,液压系 统的主要任务是执行风电机组的气动制动和机械制动;在变桨风电机组中,液压 系统主要控制变距机构,同时也控制机械制动机构。许继 WT2000/93 风电机组 中液压系统为机械制动提供液压动力。 2.7.2 制动系统的组成 许继 WT2000/93 风电机组制动系统由气动制动和机械制动两部分组成。两 套装置相互独立,互不影响,它们使整个风电机组的制动系统具有很高的可靠性。 2.7.3 功能描述 A.气动制动机构 许继 WT2000/93 风电机组桨叶采用失速特性,根据变桨距调节控制机组功 率输出。系统达到额定功率后,随着风速不断上升,桨叶节距主动向失速方向调 节,将功率调整在额定值附近;当需停机操作时,为使风电机组转速降低,PLC 通过总线为变桨系统提供一个触发信号,使桨叶向顺桨位置旋转,叶片处于失速 状态,升力急剧下降,阻力上升,整个风轮转速降低,这一过程称为气动制动。 气动制动可有效防止桨叶在机组出现故障的时,依然在工作位置,不能停机的状 况。 这种系统的优点是既有失速特性,又可变桨距调节,提高了机组的运行效率, 减弱了机械制动对传动系统的冲击。系统控制容易,输出功率平稳,执行机构的 功率相对较小。 B.液压制动机构 液压制动技术特点 用于机组的风轮停机和高速轴机械制动; 采用总体设计思路,风轮锁紧与主轴制动由一套液压系统实现; 由液压站、风轮锁液压回路和制动钳液压回路三部分组成,其中液压站 是液压系统的核心。 液压制动工作原理 36液压制动的作用是在紧急状况和维护的情况下使机组全面停机。许继 WT2000 风电机组采用 BSFI300单缸弹簧制动器,该型制动器是一种全封闭的被 动式失效保护制动器(如图 2.25所示),可根据风况不同施加不同的预紧力。风 机运行时液压站的液压力克服制动盘弹簧力,将半钳张开,需要紧急制动时,手 动或通过电信号切换液压站的电磁阀,液压油路切断,依靠制动盘弹簧力将制动 盘抱死而实现制动。 图 2.26 制动盘外形简图 图 2.27 液压站实物图 37 图 2.27 机械制动原理图 表 2.11机械制动性能参数 理论使用寿命 20 年 制动类型 被动式 制动盘尺寸 直径:830mm,厚度:30mm S355J2+N 制动盘材质 制动垫材质 铜质烧结金属 制动盘粗糙度 Ra3.2 额定制动扭矩 11250Nm 最大制动扭矩 10400Nm 最小制动扭矩 8600Nm 制动持续时间 最大制动扭矩<15s,最小制动扭矩<19s 制动盘最大转速 2340rpm 制动延迟 <0.2s 382.8 电源系统 在风力发电机组中,电源系统对风电机组正常运行和控制起着重要的作用。 风电机组中的变流系统、变桨系统、主控系统以及网络通讯中均需要电源系 统。 它是风力发电机组正常运行的基础和前提。 2.8.1 电源系统功能要求 风力发电机组中要求电源系统能够提供负载需要的电能并能稳定可靠运行。 要求电源系统能够根据负载形式及供电技术要求提供变流系统、主控系统、变桨 系统、加热系统及照明系统等在正常及故障状态下所需的电能。图1.1 风电机组电源系统图 2.28 电源系统原理框图 2.8.2 系统组成 A箱式变电站侧 箱式变电站内配置有辅助变压器 SG-63KVA 为风电机组提供动力电源。辅 助变压器将箱变低压侧 690V电压降压至 400V,送至塔基柜。 39