全功率培训讲义

全功率试验台流程站长素材SC.CHINAZ.COM主要内容123试验台的设计及总体结构试验台的功能性介绍主要试验内容及测试过程实验台的主要功能原动机的监控系统总体设计思想及结构硬件配置站长素材SC.CHINAZ.COM不同的风力发电方案异步发电机同步发电机双速发电机绕线式异步发电机双馈异步发电机低速永磁同步发电机使用场合定桨距风力发电机组变桨距风力发电机组变速风力发电机组变速风力发电机组特点低风速低速运行，使发电机也具有在较高的效率水平。高风速时可以通过控制转子电阻，使得输出功率保持平稳。可以方便调节有功功率和无功功率的输出，同时调节电网的功率因数。可以控制励磁调节发电机的功率因数，使功率因数达到1。在相同条件下，同步发电机的调速范围比异步发电机更宽。站长素材SC.CHINAZ.COM明阳1.5MW风力发电机组简介主控部分:中枢控制器,所有控制信号的发送和接收都源于主控的命令,包括变频,变桨部分,除了自己有一套属于自己的控制器之外,还要与主控建立起通讯,以保证这两个部分也受主控的管理.变频部分:调节变频器输出频率，调节发电机励磁，从而实现发电机转速的调节。提供本地并网，为远程并网提供一个硬件条件。该传动单元也可用于在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。在脱离电网时，传动单元将转矩调整为零。这样做也就使定子电流降低到零，以便可以断开发电机.变桨部分:吸收风能,通过传动链带动发电机发电,当遇到紧急情况的时候,还可以通过变桨,调整桨叶角度,作为风力发电组的重要的刹车.站长素材SC.CHINAZ.COM双馈异步风力发电机组20kV,f=50HzsupplytransformerRotorsideinverterLineconvertergearboxbrakepitchdriveISUINUMainbreakerheatingpower,auxpowerWindturbinecontrolmediumvoltageswitchgearAsynchronousslipringgeneratorTCrowbar690VFuseddisconnectorRemotecontrol站长素材SC.CHINAZ.COM双馈发电机工作原理•当风速变化引起发电机转速变化时，控制转子电流的频率，可使定子频率恒定，•即满足右式:p为级对数f1为电源频率fm为转子机械频率fs为转子电流频率smffpf1npfm/60变速恒频原理站长素材SC.CHINAZ.COM双馈发电机工作状态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,转子的转速通过一个变桨传动单元进行调整叶片的角度.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，双馈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，传动单元从电源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。同样的，在风速增加时转子磁场的转速会降低。超过同步转速以上时转子产生的能量也可以送到电网。同步状态,就是转子侧处于向电力网送电的过渡过程.站长素材SC.CHINAZ.COM设计思想明阳的风力发电机组在组装之后会在小功率实验台做一个静态测试,包括外部电器接线的核查,所有部件的功能性测试,以及风力发电机组的一些功能测试.但是我们知道,机器在静态和动态的工作特性是大相径庭的,机器大部分性能是在负载的情况下凸显的,于是我们就采用原动机的拖动的方式来模拟风力发电机组的动态模式.站长素材SC.CHINAZ.COM全功率实验台整体结构整个全功率实验台包括:10KV/690V箱变一套,690的出线进入到我们的配电柜,再往下依次是原动机,原动机拖动变频器，齿轮箱,连轴器,最后连接到风力发电机组的低速轴,在风电机组的侧面就放着我们的塔基控制柜和ABB的双馈变频器.站长素材SC.CHINAZ.COM全功率试验台的总体结构图站长素材SC.CHINAZ.COM配电柜配电柜共5个,第一路是进线,第二路是测量,第三路是发电机进线,第四路是备用电源,第五路是原动机变频器的电源.站长素材SC.CHINAZ.COM原动机变频器返回站长素材SC.CHINAZ.COM全功率实验台结构图站长素材SC.CHINAZ.COM实验台部件参数•异步电机2000KW/690V，1961A/50HZ，•1495RPM,•齿轮箱2000KW，1500RPM，R=75•连轴器L=2500MM，1000KNM•变压器1000KVA，10000V/690V•变频器2000KW，690V,ACS800-07站长素材SC.CHINAZ.COM返回后视图及原动机润滑系统站长素材SC.CHINAZ.COM全功率实验台监控室配置三台笔记本塔基柜的触摸屏利用光纤通讯将ABB变频器与控制室全功率实验台还有一套单独的监控系统全功率实验台还装设了三块智能测量仪表一块高精度的功率分析仪站长素材SC.CHINAZ.COM监控室站长素材SC.CHINAZ.COM全功率实验台功能介绍其一是新产品的开发实验,其二就是产品出厂前的功能性检测.站长素材SC.CHINAZ.COM全功率实验台功能介绍1用原动机拖动风力发电机组模拟风场的旋转模式.2将原动机拖动至一定高的转速,利用ABB变频器进行并网前的各项测试,然后并网.3在并网的情况下,对风机进行加载实验和功率因数调节实验,并检测在加载运转情况下各部件的温升情况,部件性能及机械安装情况.站长素材SC.CHINAZ.COM全功率实验台监控系统功能每台风力发电机组都配备现场的监控系统,那么在我们厂内的全功率实验台还有一套单独的监控系统,用来监控机组之外的需要监控的部件,包括原动机,齿轮箱和连轴器及润滑系统的相关信号.为了直观,我们采用这种图文并茂的方式来制作界面.站长素材SC.CHINAZ.COM全功率监控系统传动链界面站长素材SC.CHINAZ.COM全功率监控系统润滑界面站长素材SC.CHINAZ.COM主要实验内容及测试过程全功率实验是整机出厂前的最后一项检测,也是最关键的一项检测.从整机安装到外部接线,再到完成全部测试需要大约10个小时的时间.全功率实验按照我们的实验规程及操作步骤逐项进行,测试完成之后要记录实验数据,完成实验报告,验收并存档.站长素材SC.CHINAZ.COM主要实验内容机组安装外部接线系统上电系统进入待测试状态变频器测试并网实验和加载实验温升实验卸载及停机完成测试报告站长素材SC.CHINAZ.COM测试过程机组安装首先要将已经做完小功率测试的风电机组从组装机位安装到全功率实验台,然后将连轴器与风电机组的低速轴连接,要注意连接时的对中.最后按照工艺的要求打好螺栓力矩.站长素材SC.CHINAZ.COM外部接线的连接电网进线13根240mm2发电机定子接线7根240mm2发电机转子接线6根95mm2发电机编码器接线8芯颜色变频器与主控制器的通讯线CAN变频器控制电进线230V工业以太网网线变频器通讯光纤站长素材SC.CHINAZ.COM系统上电系统上电之前要对所有接线进一步核查,确保准确牢固.系统上电包括:原动机电源690V,原动机拖动变频器电源690V.电网进线690V,塔基柜400V,塔基柜230V,塔基柜24V,机舱柜690V,机舱柜400V,机舱柜230V,机舱柜24V.站长素材SC.CHINAZ.COM预测试状态风力发电机组的控制程序有多种工作模式,每进行一项测试都必须的满足相应的测试条件才能进行.比如有8个等级的刹车模式,6个等级的偏航模式,不但系统工作需要满足相应的条件,每个部件的工作都是要满足相应的条件才会工作.比如液压液压系统的自动打压.这些都是保证风力发电机组安全的条件.站长素材SC.CHINAZ.COM风电机组进入运转模式要满足以下条件系统需要电源都已上电主控系统安全链闭合液压站主轴压力全部卸载主轴刹车已经松开偏航电机的空开都已断开偏航压力全刹转子锁定已经拔出变频系统已经接好,通讯正常变桨系统已经脱开站长素材SC.CHINAZ.COM安全链模式安全链是风力发电机组的重要的安全保证.安全链是独立于计算机系统的最高一级保护措施。采用反逻辑设计，将导致风力发电机组处于危险状态的故障接点串联成一个回路，一旦其中一个接点动作，将导致安全链断开，触发紧急停机。紧急停机后，只能手动复位后才能重新起动。安全链是独立于主控系统的一个单独的系统.独立CPU,独立的电池供电.同样,全功率实验台也只有在安全链闭合的情况下才能运转.站长素材SC.CHINAZ.COM安全链接点信号•风力发电机组安全链中包含的接点有：•塔基急停按钮信号•机舱急停按钮信号•变桨急停信号•PCH振动大急停信号•扭缆开关保护信号•超速监视器超速信号•PLC系统故障站长素材SC.CHINAZ.COM关于紧急停机机组安全链中任意接点断开都将引起机组急停，急停包括两个状态：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链接点中的其他接点断开引起，急停2状态由急停按钮触发引起。站长素材SC.CHINAZ.COM安全链断开的状态•机组紧急快速停机，变桨由蓄电池供电转到91º•塔基DO输出24VDC电源断开，输出指令切断•机舱DO输出24VDC电源断开，输出指令切断•变桨400VAC电源断开•转子制动器抱闸（在转速监视器设定转速以下）。•发出变桨紧急顺桨（EFC_signal）信号站长素材SC.CHINAZ.COM复位安全链按下机舱柜上的复位安全链按钮、或按下塔基柜上的复位安全链按钮，可手动复位安全链。当塔基与机舱柜上的检修开关都不在检修位置时，可在远程计算机上复位。在所有安全链输入接点都正常的情况下，安全链能正常地复位。站长素材SC.CHINAZ.COM复位安全链操作•权限获得。•因为机组的复位操作有权限限制，所以操作之前必须先登录。站长素材SC.CHINAZ.COM复位安全链操作界面站长素材SC.CHINAZ.COM倍福系统主界面站长素材SC.CHINAZ.COM变频器的测试以现有ABB的ACS800-67型双馈变频器为例.ACS800-67变频器是ABB公司生产的1.5MW双馈型变频器，它是目前我们使用的变频器工艺上最紧凑的双馈变频器。它由并网柜，控制柜和功率柜构成.站长素材SC.CHINAZ.COMABB变频器外形图站长素材SC.CHINAZ.COMABB变频器内部结构站长素材SC.CHINAZ.COM控制单元布置图站长素材SC.CHINAZ.COM网侧和转子侧变流器电路图站长素材SC.CHINAZ.COM网侧变流器•网侧变流器是一个基于IGBT模块的变流器(ISU)，它带有AC或DC熔断器及可选设备。它带有一个装有IGBT供电控制程序的RDCU-02控制单元。网侧变流器由转子侧变流器控制单元通过光纤进行控制。(RDCU-02C装有一个包含了光纤终接器的RDCODDCS光纤通讯选件模块。)站长素材SC.CHINAZ.COMLCL滤波单元•网侧变流器将输入的三相交流电整流为传动单元中间直流电路所需要的直流电。中间直流电流向转子侧变流器供电。网侧滤波器用来抑制交流电压和电流谐波。站长素材SC.CHINAZ.COM转子侧变流器•转子侧变流器包含一个或两个基于IGBT的逆变器模块(INU)，还包括NDCU-33控制单元。该变流器装有绕线电机控制应用程序，该程序还通过光纤对网侧变流器模块进行控制。站长素材SC.CHINAZ.COM定子转子和电网电流关系风力涡轮机传动的网侧电流Iline由网侧变流器电流IISU和定子电流Is组成。站长素材SC.CHINAZ.COM控制电路站长素材SC.CHINAZ.COM变频器绝缘的检查直流母线用万用表测量每根直流母线和保护地之间的电阻。R≥100kΩ。用万用表测量两根直流母线之间的电阻。R=∞或缓慢上升，测量值与所采用的万用表有关。站长素材SC.CHINAZ.COM光纤的连接•蓝色电缆接到控制单元的灰色连接器上.•黑色电缆接到控制单元的黑色连接器上.站长素材SC.CHINAZ.COM变频器的操作ABB变