2.5mW风力发电机整体结构

XD102-2500直驱风机技术参数企业标准XD102-2500kW风力发电机组技术参数及产品描述版本：编制：校对：审核：标准化：批准：I目录前言.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．II1范围.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12技术参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13技术要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14****风力发电机组技术说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55塔架技术说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．346基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．347机组的主要部件和生产厂家．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．358技术标准列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35XD102-2500总体技术条件1前言本标准根据GB/T1.1—2500《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写规则》的要求编写。本标准由****有限公司提出。本标准负责起草单位：****有限公司技术中心本标准主要起草人：本标准批准：XD102-2500总体技术条件1XD102-2500kW机组技术参数及产品描述1范围本标准规定了XD102-2500kW风力发电机组技术参数及产品描述。本标准适用于XD102-2500kW风力发电机组的投标。2技术参数2.1总体参数表1XD102-2500kW风力发电机组技术参数序号部件单位规格1机组数据1.1制造厂家/型号XD102-25001.2额定功率kW25001.3功率调节方式变桨变速调节1.4叶轮直径m1021.5轮毂高度（推荐）m851.6切入风速m/s31.7额定风速m/s10.51.8切出风速(10分钟均值)m/s251.10切出风速(持续3秒钟)m/s301.11极大风速m/s59.5(IECIIA)1.12设备可利用率≥95%1.13运行温度范围-30°C至+40°C1.14机组生存温度-40°C至+50°C1.15设计使用寿命年≥202叶片2.1制造厂家/型号Aeroblade2.5-49.5或类似叶片2.2叶片材料玻璃纤维环氧树脂2.3叶尖线速度m/s48—85.42.4扫风面积m28167XD102-2500总体技术条件23发电机3.1制造厂家/型号XD102直驱永磁同步发电机3.2额定功率kW25003.3额定电压V6903.4额定电流(相)A22243.5防护等级IP543.6润滑方式自动润滑系统自动加脂3.7润滑脂型号MobilithSHC460WT3.8额定转速及其转速范围rpm16（9—16）3.9并网转速rpm93.10功率因数调节范围或采用定、变桨距风电机组的功率因数1/4额定功率-0.95至0.95可调2/4额定功率-0.95至0.95可调3/4额定功率-0.95至0.95可调额定功率-0.95至0.95可调3.11绝缘等级F级（≤150℃）3.12电机极数804变流器4.1变流器型号IGBT变流器4.2视在功率KVA27004.3额定输出电压V/V690（逆变器输出电压）4.4额定输出电流(相)A/A23614.5输出频率变化范围Hz50±0.44.6防护等级IP545主轴5.1制造厂家6主轴承6.1制造厂家/型号三列圆柱滚子轴承7制动系统7.1主制动系统3个叶片顺桨实现气动刹车XD102-2500总体技术条件37.2第二制动系统发电机刹车（用于维护状态）8偏航系统8.1类型/设计电动机驱动/四级行星减速8.2控制主动对风/计算机控制8.3偏航速度°/s0.45（13.36分钟/圈）8.4偏航轴承形式外齿圈四点接触球轴承8.5润滑方式自动加注润滑脂(mobilthSHC460WT)8.6制造厂家/风速仪型号8.7制造厂家/风向标型号9液压单元9.1制造厂家/型号10控制系统10.1控制单元类型PLC10.2主开关柜10.3额定频率Hz5010.4逆变器额定输出电流A236110.5软并网装置/类型IGBT逆变10.6额定出力的功率因数≥0.9811防雷保护11.1防雷设计标准按照IEC61312-1995、IEC61643-1995IEC61024、IEC1024-I设计，符合GL认证规范11.2防雷措施电气防雷、叶尖防雷等11.3风机接地电阻Ω≤2.512塔架12.1类型钢制锥筒（内设爬梯、爬升助力装置及防跌落保护）12.2轮毂高度m85XD102-2500总体技术条件412.3表面防腐喷漆防腐13重量13.1机舱（不包括叶轮和发电机）kg1910013.2发电机kg6500013.3叶片kg950013.4叶轮（包含叶片、轮毂）kg485002.2主要材料规格(见表2)表2主要材料规格表部件名称使用材料材料性能机舱QT400-18ALGB/T1348-88轮毂QT400-18ALGB/T1348-88发电机锥形支撑QT400-18ALGB/T1348-88主轴承42CrMo4Q+T变桨轴承42CrMo4Q+T偏航轴承42CrMo4Q+T偏航齿轮42CrMoAGB/T3087-1999刹车片铜基粉末冶金/合成材料JB30632.3机组振动的设计标准(见表3)表3机组振动设计标准部位允许振动标准机舱≤1.47mm/s2发电机≤1.8mm/s22.4机组功率曲线和推力系数曲线2.4.1标准空气密度1.225kg/m3下的功率曲线(见图1)XD102-2500总体技术条件5风速m/s功率kW05001000150020002500345678910111213141516171819202122232425风速（m/s)功率（kW）3641265270646077658112291611102580112600122600132600142600152600162600162600182600192600202600212600222600232600242600252600图1XD102-2500（AeroBlade2.5-49.5）功率曲线XD102-2500总体技术条件62.4.2机组推力系数曲线(见图2)风速m/sCT00.10.20.30.40.50.60.70.80.91345678910111213141516171819202122232425风速（m/s)CT30.91240.82750.82760.82770.82780.82790.782100.719110.658120.593130.476140.352150.233160.162160.116180.087190.067200.053210.042220.034230.019240.011250.006图2XD102-2500（aeroBlade2.5-49.5）推力系数曲线3XD102-2500kW风力发电机组技术说明3.1总体设计方案XD102-2500总体技术条件7XD102-2500风力发电机组采用水平轴、三叶片、上风向、变桨距调节、无齿轮箱、永磁同步发电机、全功率变频器并网的总体设计方案。(见图3)3.1.1功率控制方式采用变桨距控制，每一个叶片上有一个变桨轴承，变桨轴承连接叶片和球墨铸铁结构的轮毂。叶片的桨距角可根据风速和功率输出情况进行自动调节。3.1.2发电机采用多极永磁同步电机，采用内转子结构，风轮通过主轴承直接同发电机转子连接，电机采用散热筋自然冷却的方式。3.1.3并网系统采用AC-DC-AC变流方式，将发电机发出的低频交流电经整流转变为脉动直流电(AC/DC)，经斩波升压输出为稳定的直流电压，再经DC/AC逆变器变为与电网同频率同相的交流电，最后经变压器并入电网，完成向电网输送电能的任务。图3XD102-2500外形图轮毂高度：85m叶轮直径：102m额定功率：2500kW3.1.4机组自动偏航系统能够根据风向标所提供的信号自动确定风力发电机组的方向。当风向发生偏转时，控制系统根据风向标信号，通过减速的驱动马达使机舱自动对准风向。偏航系统在工作时带有阻尼控制，通过优化的偏航速度，使机组偏航旋转更加平XD102-2500总体技术条件8稳。3.1.5液压系统由液压泵站、电磁元件、蓄能器、联结管路线等组成，液压泵站为偏航刹车系统及转子刹车系统提供动力源。3.1.6自动润滑系统由润滑泵、油分配器、润滑小齿轮、润滑管路线等组成，主要用于偏航轴承滚道及齿面、变桨轴承及齿面、主轴承的润滑。3.1.7制动系统采用叶片顺桨实现空气制动，降低风轮转速，然后用机械刹车停机。3.1.8机组机舱设计采用了人性化设计方案，工作空间较大，方便运行人员检查维修，同时还设计了电动提升装置，方便工具及备件的提升。3.1.9整个机组采用全封闭结构，能确保机组有很好的防护能力，更加适应于沿海、海上及风沙较大的区域使用。3.1.10电控系统以可编程控制器为核心，控制电路是由PLC中心控制器及其功能扩展模块组成。3.2风力发电机组结构和机舱布置图直驱式风力发电机组由于没有齿轮箱，零部件数量相对传统风电机组要少得多。其主要部件包括：叶片、轮毂、变桨系统、发电机转子、发电机定子、偏航系统、测风系统、底座、塔架等。机舱结构如图4所示。机舱采用球墨铸铁件，整体全封闭式结构，偏航轴承采用内齿圈驱动方式，防护效果好，维护方便。图4XD102-2500直驱风力发电机机舱结构图XD102-2500总体技术条件93.3机组详细技术说明3.3.7控制系统XD102-2500风力发电机组配备的电控系统以可编程控制器为核心，控制电路是由PLC中心控制器及其功能扩展模块组成。主要实现风力发电机正常运行控制、机组的安全保护、故障检测及处理、运行参数的设定、数据记录显示以及人工操作，配备有多种通讯接口，能够实现就地通讯和远程通讯。见图9控制系统原理图。图10控制系统原理图3.3.7.1电控系统的组成XD102-2500风力发电机组的电气控制系统由低压电气柜、电容柜、控制柜、变流柜、机舱控制柜、三套变桨柜、传感器和连接电缆等组成，电控系统包含正常运行控制、运行状态监测和安全保护三个方面的职能。低压电气柜：风力发电机组的主配电系统，连接发电机与电网，为风机中的各执行机构提供电源，同时也是各执行机构的强电控制回路。电容柜:为了提高变流器整流效率，在发电机与整流器之间设计有电容补偿回路，提高发电机的功率因数。为了保证电网的供电质量，在逆变器与电网之间设计有电容滤波回路。控制柜：控制柜是机组可靠运行的核心，主要完成数据采集及输入、输出信号处理；逻辑功能判定；对外围执行机构发出控制指令；与机舱柜、变桨柜通讯，接收机舱和轮箍内变桨系统信号；与中央监控系统通讯、传递信息。变流柜：变流系统主电路采用交－直－交结构，将发电机输出的非工频交流电通过变流柜变换成工频交流电并入电网。机舱控制柜：采集机舱内的各个传感器、限位开关的信号；采集并处理叶轮转速、发电机转速、风速、温度、振动等信号。变桨柜：实现风力发电机组的变桨控制，在额定功率以上通过控制叶片桨距角使输出功率保持在额定状态。在停机时，调整桨叶角度，使风力发电机处于安全转速下。正常运行控