1.5MW联合动力风电机组运行维护手册(国考必备)

1、1.5MW 联合动力风电机组运行维护手册（国考必备）1.5MW 风电机组运行维护手册作业指导书Operation Guidance Book文件名称： 1.5MW 风电机组运行维护手册文件版本号：GP/WI-031文件编号：GDSD-T-WI011编制：校对：审核：批准：生效日期：2012年 8 月 1 日目录1 . 目的 12 . 适用范围 13 . 职责 14 .机组简介 34.1 总体技术参数介绍 24.2 叶片介绍 64.3 轮毂及变桨系统简介 64.4 传动链系统 74.5 偏航系统 84.6 液压系统简介 9偏航刹车 11主轴刹车 114.7 齿轮箱系统124.8 发电机系统14发

2、电机结构特点 154.9 滑环系统 164.10 电气控制系统17主控制柜（塔底柜） 18机舱柜： 204.11 变流器简介224.12 监控系统 234.13 风况检测装置234.14 防雷系统 245 .机组运行状态说明 265.1 待机状态 26待机状态需满足的条件 26转为启动状态的条件 27系统由待机转为停机的条件 275.2 启动状态 28机组进入启动状态的条件 28转为停机的几个条件285.3 运行状态 29机组进入运行状态的条件 29转为停机的几个条件295.4 并网发电状态30机组进入运行发电状态条件 30转为停机的几个条件305.5 停机状态 31正常停机 31快速停机 3

3、2紧急停机 325.6 维护状态 335.7 机组运行及注意事项 346 .维护类型介绍及作用 356.1 试车首检和 500小时维护 风机试车一周后首检3535小时维护 366.2 风机的定期维护 367 .维护内容 387.1 叶片维护 38叶片表面检查与维护 38叶片噪音检查 39雷电保护系统检查与维护 39排水孔的检查与维护 39叶片根部盖板及配重的检查与维护 40叶片螺栓的检查和维护 40叶片的修复 407.2 轮毂和变桨系统维护41轮毂整体外观检查与维护 41螺栓的检查与维护 41润滑系统的检查与维护 42变桨齿轮的检查与维护 43变桨齿轮箱的检查与维护 44变桨电机的检查与维护

4、45转速传感器的检查与维护 46叶片角度校准 46伺服控制器的检查与维护 46轴柜检查与维护 47变桨系统电池测试 47系统电容测试方案52电池的更换53华电天仁三柜变浆系统电容更换54主控柜检查与维护 567.3 主轴维护 56常规检查 56接油盒的检查与维护 57检查所有螺栓是否松动 57主轴润滑维护 577.4 偏航系统维护 58表面检查与维护 58偏航紧固件检查与维护 587.5 液压系统维护（含刹车系统） 61液压系统的检查与维护 61刹车系统的检查与维护 677.6 齿轮箱系统维护 67齿轮箱外表检查与维护 68齿轮箱部件的检查与维护 68齿轮箱润滑油检查与维护 70更换齿轮箱油滤

5、芯 72更换齿轮箱润滑油 84齿轮箱油冷却系统的检查与维护 84齿箱冷却风扇及软连接通道检查（风冷系统） 857.7 滑环的维护 86外观检查 86电刷维护 867.8 柔性联轴器维护 93联轴器外观检查与维护 93距离检查 93螺栓检查 93对中检测 947.9 发电机维护 94发电机表面检查 94检查发电机螺栓 95发电机滑环和碳刷检查 95检查发电机接线100整体清洁 101轴承维护 101发电机润滑 1017.10 罩体的维护 101外表检查与维护 1027.10.2 紧固件检查102风速仪风向标及航标灯检查102罩体修复 1027.11 塔筒及塔筒内电缆维护 103非紧固件、门外梯子

6、的检查维护 103塔筒门的检查 103检查塔筒的防腐情况 103检查内部照明和紧急照明 103检查攀爬保护系统 103灭火器的检查 104检查梯子 104检查平台 104检查接地线104检查塔筒内的电缆104焊缝检查 105紧固件检查1057.12 基础及防腐系统维护 105基础的检查与维护 105防腐系统维护 1067.13 控制柜及变流器维护 107塔底柜检查与维护 107机舱柜内检查108变流器的维护 108科孚德与龙源变频器维护 113日立变频器维护 116清能华福变频器维护 1407.15 控制功能检查及维护 142风机故障屏蔽142急停功能测试 143不间断电源检查 143机舱加热

7、器检查143安全链功能检查1437.16 其它附件维护 1448 .附录 145 附录 1：维护工具列表145 附录2：维护力矩表151 附录3：维护记录表154前言本作业指导书适用于国电联合动力技术并网型陆（地）上双馈风力发电机组现场运行、维护工作，作为现场施工作业指导。本作业指导书依据2010年 7 月 1 日版 风电机组运行维护手册作业指导书及现场施工过程中的情况，进行整理修订。本作业指导书主要参加修订起草人：宋艳亮、李玥、孙永克、李东升、崔宁、夏云道、赵帅、于伟志、商成君、王洪星、袁凌、杨金宝、薛浩宁、鄢建红、于海洋、朱志强、穆建智、柳刚、曹海斌、宋志毅、胡雪松、盛宏磊。本指导书此次主

8、要修改了如下内容：1、更新了变桨系统电池检查方法；2、完善了科孚德、龙源、日立和清能华福变频器的维护说明。本指导书规范性引用文件下列文件对于本指导书的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本指导书。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的技术通知单）适用于本指导书。1、 PITCH SYSTEMGUP 1.5MW MANUAL LTI REEnergy GmbH;2、 Operating and maintenance manualPitch-System CWE for1.5MW wind energy turbine SSB-Antriebstechni

9、kGmbH&Co.KG;3、TR-1.5C型风力发电机组变桨距控制系统电气原理图-UPC1507V01北京华电天仁控制技术；4、国电RE眨桨培训0601苏州能健电气；5、ACS800-6加力发电传动用于异步滑环发电机硬件手册ABB 电气传动系统；6、CONVERTEA限频器电气安装彳业指导书GuodianProwind1.5MW 科孚德机电（上海） ；7、1.5MW风力发电机用变频器ID1F-WABZ-04啾式会社日立制作所；8、QHVER琮列风电变频器技术手册北京清能华福风电技术；9、QHVER琮列风电变频器硬件安装手册北京清能华福风电技术 ；10 、 风电主齿轮箱使用说明书

10、南京高速齿轮制造；11 、 收缩盘使用维护手册 南京高速齿轮制造12、FD1660F齿轮箱润滑系统使用说明书上海敏泰液压件；13、用以驱动风力发电机的PPSCIZgO-MY齿轮箱操作手册 Jahnel-Kestermann Getriebewerke;14、 、 南京汽轮电机集团电机资料 南京汽轮电机集团 ;15、 运行和维护手册DFWG15004/ 湘潭电机股份；16、 OPERATING AND MAINTENANCE MANUAL DASAA5023-4UFBVEM Sachsenwerk GmbH；17、 Installation and Maintenance Manual SVEN

11、DBORG BRAKES;18、 1.5MW 风机液压系统使用说明书 Parker Hannifin Motion & Control (Shanghai) Co.,Ltd.19、 DOCUMENTATION Slipring Assembly环技术手册STEMMANN-TECHNIK GMB；H20 、 滑环总成使用维护指南 SCHLEIFRING und APPARATEBAU GmbH；21 、 Fixturlaser XA Manual 4th editionFixturlaser AB；22、世界第一的液压扭力扳手系统操作指南 凯特克贸易 (上 海) ；23、GP/Q

12、R-C-42-10014关于1.5MW风力发电机组变桨系统电池检查的通知；24、GP/QR-C-42-20关于现场风机故障屏蔽的通知；1. 目的本手册为规范国电联合动力技术 生产的 1.5MW 风力发电机组的现场运行、维护工作而编制。主要介绍了 1.5MW 风力发电机组整体性能， 并详细介绍了发电机、 齿轮箱等主要部件的性能、 工作原理，同时对机组的运行指导以及维护方法做了详细说明。 为机组的现场运行、维护提供指导,机组所有人及运行维护人员必须严格遵守并执行本手册中的相关规定。2. 适用范围本手册由北京国电思达科技组织编制，在风机运行现场执行。本手册适用于国电联合动力技术 生产的 1.5MW

13、风力发电机组现场运行、 维护工作指导， 机组所有人及现场运行维护人员应按本手册的规定对机组进行使用和维护。3. 职责国电联合动力现场运行维护人员负责质保期内风电机组的现场维护工作，并负责将维护、 运行注意事项向业主说明，对业主提供指共 187 页导与服务。 风力发电机组的所有人是机组的最终使用者， 应严格按本手册的规定使用、维护本机组，以确保机组安全、高效的运行。4. 机组简介1.5MW 风力发电机组是由国电联合动力技术与德国 Aerodyn 公司联合设计，它采用三叶片、上风向、水平轴、双馈异步发电机、主动电变桨矩、变速恒频逆变器并网技术，具有通用性强、功率曲线先进、结构成熟、运行可靠等优点，

14、同时在发电机、齿轮箱、轴承等关键部件上采用了最新设计， 单机容量最适合中国目前的环境及安装使 用条件。国电联合动力技术在设计之初就提出了差异化，系列化的设计思路， 充分考虑中国实际风资源状况， 在德方设计的防风沙机型基础上，发挥联合设计优势，进行产品系列化设计。根据中国不同风场类型，设计了分别适用于IEC2A IEC3府口 IEC2A+,IEC3降的冷态，常温， 防风沙的系列风机， 根据机组叶轮直径不同分为：UP77、 UP82、UP86三种类型。4.1 总体技术参数介绍续前表：续前表：续前表：4.2 叶片介绍4.3 MW 风电机组所用的叶片基体材料是有高性能的低粘度环氧树脂加热固化而成， 具

15、有粘接强度高、 韧性好、 耐腐蚀、 耐疲劳性好，断裂延伸率高的特点， 能够与增强材料良好的匹配， 满足叶片的耐疲劳性能要求。风轮叶根部采用加强设计，抗极限载荷能力大大提高，使得1.5MW机组具有抗击50年一遇的强度为59.5m/s（3秒平均值）的极大风力的能力。叶片表面涂有叶片专用油漆，给叶片形成了一层 “保 护膜” ，这种油漆非常耐磨，使叶片具有很好的抗风沙作用，大大提高了叶片的使用寿命， 同时它还有防止凝霜的作用， 在温度不是很低的情况下湿冷空气不会在叶片上凝霜成冰，确保了机组的正常运行。这些措施保证了 1.5MW 风电机组的长期安全可靠运行。4.3 轮毂及变桨系统简介1.5MW 风力发电

16、机组的风轮由 3个叶片、叶片轴承及球墨铸铁轮毂构成。轮毂是风轮的骨架，风能通过叶片直接作用在轮毂上。叶片通过球式轴承， 安装在轮毂上， 通过变桨控制系统以实现叶片桨距角可调。 在高风速条件下， 双馈发电机和变桨矩系统将风电机组的输出功率保持在额定功率,在低风速条件下，双馈发电机和变桨矩系统通过选择叶片角度使风轮转子的转速和叶片角度最佳结合， 保证风电机组的输出功率最大。国电联合动力生产的风力发电机组， 采用主动电变桨矩系统， 该系统有 1 个主控柜、 3 个轴柜、 3 个电池柜和 3 个变桨驱动电机组成;或由 3 个控制柜的变桨系统组成。 七柜变桨系统主控柜是整个变桨系统的核心， 通过滑环与风

17、力发电机组的主控系统通讯， 并根据控制系统的要求向各个轴柜发送命令，使桨叶角度达到系统所要的最佳位置。轴柜接受主控柜的命令，根据需要驱动变桨电机，使桨叶角度适合机组的要求。 电池柜用来在紧急情况下为系统提供电源， 保证系统达到安全状态。 三柜变桨系统每个控制柜都有与主控相互串联的PLC，通过滑环与风力发电机组的主控系统通讯， 并根据控制系统要求向各个控制柜发送命令， 使桨叶角度达到系统所需要的最佳位置。 柜内的超级电容用来在紧急情况下为系统提供电源，保证系统达到安全状态。4.4 传动链系统传动链系统， 是风力发电机组的能量传输路径， 叶片采集的风能通过主轴、增速齿轮箱、联轴器转换为旋转的机械能

18、传递给发电机，发电机把机械能转换为电能。 1.5MW 风力发电机组传动链为四点支撑。 主轴安装在止推轴承和浮动轴承上。 轴承座通过螺栓与主机架连接。 齿轮箱通过锁紧盘与主轴连接。 力矩臂利用螺栓固定在安装于机架上的弹性支撑上。 本系统采用长轴传动设计， 低速轴采用双轴承支撑，轴系上传递扭矩，使得齿轮箱不承担转子重量和推力，只承担扭矩，可靠性大大提高。齿轮箱由两级行星一级平行轴圆柱齿轮传动。从齿轮箱通过联轴器柔性联结，将能量耦合到发电机。4.5 偏航系统偏航系统由机座与偏航轴承连接， 与偏航刹车系统、 偏航驱动系统组成。本系统采用内齿轮传动，减小了外部环境对齿轮的影响。偏航刹车系统有十个液压刹车

19、钳组成。 偏航驱动系统由 4 套偏航减速齿箱和电机组成的偏航驱动器组成。 偏航电机带动的偏航齿箱作用在偏航齿盘上，可以带动机舱转动实现偏航、解缆动作。偏航又称 “自动对风” 是指主控系统根据采集的风向与机舱位置的夹角，判断机舱需要调整的角度，从而控制偏航电机旋转，使机组与风向的夹角为 0，以便机组能最大限度的捕获风能，提高机组的发电能力。正常偏航速度为 0.8° /s 。“解缆”是为了避免电缆过度扭转产生撕裂，而采取的措施。计第4.6 页 共 165 页数器计算机舱的偏航圈数， 当达到设定的初级解缆圈数后， 根据风速情况， 由主控制器发送信号进行解缆。 如果第一次发出信号而解缆未动作

20、，则往同一方向旋转达终级解缆圈数后，将执行紧急停机。解缆的运行及监控由控制系统自动执行。4.7 液压系统简介液压站又称液压泵站， 是独立的液压装置， 它为高速主轴刹车卡钳和十个偏航刹车卡钳提供动力。 液压单元根据风电机组刹车系统的要求供油，并控制油流的方向、压力和流量，从而使得刹车系统的刹车钳执行刹车、松开的动作。液压站是由机泵组、集成块或阀组合、油箱、电气盒组成。各部件功用如下：机泵组由电动机、 联轴器、高压齿轮泵组成，它是液压站的动力源，将机械能转化为液压油的动力能。集成块或阀组合是由液压阀及通道体组合而成。 它对液压油实行方向、压力、流量调节。油 箱由碳铜材质构成的半封闭式容器，上还装有

21、加热器、空气滤清器、液位计、液位开关和温度开关等，它用来储油、油的加热及过滤、以及显示油位。电器盒设置外接引线的端子板。以斯温伯格液压站为例，具体组成见下图：共 165 页液压站的工作原理如下： 电机带动油泵旋转， 泵从油箱中吸油后打油，将机械能转化为液压油的压力能，液压油通过集成块（或阀组合）被液压阀实现了方向、 压力、流量调节后经外接管路传输到偏航刹车、转子刹车的刹车钳部分，从而实现刹车动作。在1.5MW 机组中液压系统是确保机组安全运行必不可少的部分。偏航刹车偏航刹车系统由十个刹车钳组成， 当偏航控制系统启动后， 刹车 卡钳的压力减压到一个值并对机舱的转动施加一定的阻尼压力。 当偏 航停

22、止时，刹车钳保证机舱固定在某个位置。主轴刹车主轴刹车包括了刹车系统卡钳和刹车盘。 这个刹车盘安装在齿轮箱侧的高速轴上，刹车卡钳固定在齿轮箱上。共 165 页主轴刹车是在应用变桨系统的气动刹车后的附加紧急制动抱紧刹车。 这个机械式的刹车系统是风机的第二套刹车系统， 而不适用于风机的所有工作状态。液压站系统还单独提供一个手动泵， 以确保主轴刹车卡钳在失电情况下的操作。该刹车系统的主要功能是： 通过变桨系统顺桨使得主轴减速到空 载状态时，该刹车动作实现主轴处于完全静止状态。4.8 齿轮箱系统齿轮箱系统的功能是将转子的扭矩传至发电机， 能量通过风轮叶片由风轮主轴传递至齿轮箱， 然后通过柔性联轴器传递至

23、发电机。 同时齿箱还将转子转速增至发电机的同步转速，以满足发电机的需求。齿箱通过油温检测装置对润滑油进行温度监测， 当润滑油温度过低粘性过高而不能保证提供足够的润滑油时， 需通过齿箱自带的加热系统共 165 页对齿轮箱润滑油进行加热，当齿轮箱首次运行或较长时间停止后， 或在低温环境下运行时也需要对润滑油进行加热。 当齿箱长时间运行， 润滑油温度过高时， 通过水冷或风冷系统对润滑油进行冷却以保证润滑油在合适的温度范围工作。齿箱组成及结构见下图： 润滑系统 可视液位计 电加热器 油池温度传感器 吸油口液位报警器 温度开关 放油口轴承温度传感器 空气滤清器齿轮箱的设计考虑了如下技术要求， 以保证齿轮

24、箱满足设备的可共 165 页靠性：（ 1）为了达到更大的啮合比，选用更适合的高齿齿形；（ 2） 为了均衡每个齿通过螺线时的齿接触面， 对螺线进行调整；（ 3）由于湍流和运行工况引起的齿轮啮合不平衡，采用更高强度的轴承；4）基于对啮合损耗的仔细检查，选用更适合的润滑油供应系统；（ 5） 对所有齿轮和轮片进行100的加工误差的工艺测试检查；（ 6）采用目前最先进的设备进行在线监控，执行更为严格的产品质量控制流程。4.8 发电机系统本系统采用的是1.5MW 双馈、绕线式异步风力发电机，它是整个发电机组最主要的功能部件， 通过发电机的作用把风能转换成了电能。 双馈异步发电机又称交流励磁发电机， 其转子

25、采用交流电压励磁使其具有灵活的运行方式， 在解决风力发电机变速恒频发电问题方面有着传统同步发电机无法比拟的优越性。 将定、 转子三相绕组分别接入两个独立的三相对称电源， 定子绕组接入工频电源； 转子绕组接入频率、幅值、相位都可以按照要求进行调节的交流电源；调节时，必须保证在任何情况下， 转子外加电压的频率都要与转子感应电动势的频率保持一致， 改变转子外加电压的幅度和相位， 就可以调节发电机定共 165 页子侧的有功功率和无功功率， 从而使发电机组在较宽的风速范围内都能发出满足电网需要的电能。发电机结构特点a） 发电机防护等级为IP54。b） 发电机为双馈、绕线式异步发电机，双绝缘球轴承卧式安装

26、结构。c） 发电机为圆柱形无键单轴伸。 d) 电机两轴承外盖均装机械加油装置和抽拉式的排油装置，从轴伸端看，定、转子出线盒装于电机右侧；e) 从轴伸端看，电机转向为逆时针，出线端标志顺序与端电压相序为同方向；f) 发电机的底脚、机座上和出线盒内，具有接地端子，并有接地符号标志。g) 转子滑环装于非轴伸轴承外端运行注意事项a) 在定子绕组中安装有PT100 测温元件，对发电机定子绕组的温度进行监控；冷却器进出风口空气装有PT100。b) 发电机轴承需定期进行润滑。c) 电机两端盖均装有轴承测温元件，用以监控轴承温度，不得共 165 页超过95。d) 发电机在运行过程中应注意各测温点温度变化，如遇

27、温高报警停机，应进行检查处理后才能投入运行，严禁直接复位重启。4.9 滑环系统滑环又被称为电气旋转关节， 用于要求无限制连续旋转时从固定结构到旋转结构传输电源和数据信号的电系统中。 在风力发电机组中滑环负责机舱柜与轮毂内变桨系统的电器连接和通讯， 一方面负责给变桨系统提供电源和发送控制命令， 另一方面还接受变桨系统传回的各种信息，以便主控系统根据变桨系统的信息合理的发出控制命令。滑环主要有滑环体、电刷装置、加热装置等部件组成，滑环体以浇铸的结构方式制成， 既把黄铜环铸到环氧树脂里， 再进行机械加工，表面进行了镀金。 电刷装置的集电器是用硬金弹簧丝制成的， 接触压力通过预定的弯曲角调节， 各个电

28、刷被卡在板内。 允许用于相应通道的最大电压取决于滑环体和电刷上的空间及爬电距离。 每条通道上的最大电流取决于与端子接线的截面和金弹簧丝的数量。滑环运行过程中应注意以下几点：a) 避免杂物进入滑环。b) 滑环内部电缆固定牢固，且接线可靠，避免在运转振动过程中出现松动。共 165 页c) 滑环止动臂与滑环的连接螺栓应固定牢固，但不能过紧，在运行时不脱落即可，防止滑环与固定轴不同心对滑环轴承造成伤害。d) 滑环进线孔的防水接头应密封良好，避免灰尘进入，并保证冬季的保温效果。 e) 按照厂家说明书，定期清洗滑道。f) 在外壳里，滑道上或在电刷上不得有纤维或粗颗粒，否则会抬起电刷， 引起传输中断， 甚至

29、导致电刷打火而使滑环损坏。 g)在滑环工作前，所有的连接应该被再次检查一遍。h) 当盖好壳盖时，必须留意是否有异物进入壳体里，有没有电缆被壳体压住，应检查壳体上的密封件是否损坏。1.1 为避免干扰和通讯闪断，通讯线屏蔽层应可靠接地，采用两端接地方式，即机舱柜侧和轮毂侧都应接地。有关滑环的具体说明详见滑环说明书。4.10 电气控制系统电气控制系统有塔底柜、 机舱柜两部分组成， 是整个风力发电机组的控制中枢，它负责控制整个机组的启动、停止、报警等一系列动作。机组的控制系统以Beckhof的PLC系统为控制核心，通过穆勒等公司生产的高品质的断路器、 接触器等基本的控制电器元件， 为机组的可靠、安全运

30、行提供了保障。共 165 页4.11 W 风电机组设计有两个控制柜，全部为我公司自行设计生产的。其中主控制柜（塔底柜）位于塔架的底部，另一个控制柜（机舱柜）位于机舱。下面就详细介绍各控制柜功能。主控制柜（塔底柜）a） 提供机舱用的电源电网通过箱变为系统提供690V和400V两种电源，这些电源接到塔底柜， 塔底柜利用这些电源的同时， 还通过两组电源线为机舱柜供电。b） 提供塔架照明用电源为了方便工作， 每层塔筒内都有照明装置， 这些照明装置的电源也是由塔底柜提供的。c） 风机的中央控制单元塔底柜是系统的中央控制单元，采用Beckhof的PLC系统为控制 核心。它通过光纤与机舱柜、变流器通讯，对采

31、集来的各种信号进行处理，同时发出控制命令对机组进行启动、停止等命令。在塔底柜有一个显示屏，从这里可以看到风机的风速、功率、各环节温度以及故障报警等信息方便了机组的运行、维护。在塔底柜内装有加热器、 冷却风扇以及温度检测装置， 实时检测柜内温度，当温度过低时加热器启动；当温度过高时冷却风扇启动，确保柜内温度保持在适当的范围，保证柜内元器件正常共 165 页工作。塔底柜柜门控制按钮、指示灯布置及功能如下所示：共 165 页机舱柜：a) 控制机舱设备机舱柜接受塔底柜的电源实时检测、 控制机舱内设备， 并向机舱设备提供所需的电源。为保证机组正常运行，机舱内配有液压站、加热器、风扇等设备，齿轮箱、发电机

32、等功能部件还配有自己的控制单元， 这些都是由机舱柜接受塔底柜的控制命令进行控制的， 因为有了这些部件的工作是机组可以工作在合适的工作状态下， 保证机组正常工作的同时还可以延长机组的使用寿命。 b) 数据的采集机舱柜配有PLC系统的功能模块，它可以实时采集机舱柜内、机舱内各关键部件的温度、压力等信号以及风速、风向等信息，通过光纤传递给塔底PLC系统，为系统采取必要的控制措施提供依据。c) 变桨的控制单元机舱柜还负责与变桨系统进行通讯并提供变桨系统工作所需要的电源。 这些功能通过滑环来实现。 它接受变桨系统的信息后通过光纤传递给塔底柜，由塔底柜根据风速、发电机转速等信共 165 页息提出桨叶角度的

33、需求由变桨系统去驱动桨叶旋转至所需角度。机舱柜柜门控制按钮、指示灯布置及功能如下所示：共 165 页续前表：4.11 变流器简介风力发电变流器是一种运用现代高科技技术，集成现代控制理论，微电子技术及现代电力电子变换技术等交叉学科的高新技术产品， 是把风能转化为电能并入电网的纽带， 既能对电网输送风力发电的有功分量， 又能连结、 调节电网端无功分量， 起到无功补偿的作用，1.5MW风力发电机组采用多种高品质的风电变流器，以 ABB风电变流器为例，其主电路采用两个结构相同的三相 PWM 整流器和逆变器，实现直接转矩控制和电能双向传输，并且针对中国电网特点，选用耐宽幅波动型的变流器，可以满足电网电压

34、±15%之间的变化；长寿命设计，器件选型和系统配置均按20 年使用寿命考虑。耐低温设计，适用于恶劣的使用环境，可以耐受高温，低温，高湿的环境。ACS80馒流器的组成根据功能可分网侧变流器、转子侧变流器两大部分：网侧变流器（ISU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。网侧变流器是一个基于 IGBT共 165 页模块的变流器（ISU,它带有AC或DC熔断器及可选设备，并带 有一个装有IGBT供电控制程序的RDCU-02空制单元。网侧变流器由 转子侧变流器控制单元通过光纤进行控制。转子侧变流器包

35、含两个IGBT的逆变器模块（INU）,将直流电逆 变为产生转子磁场所需频率和幅值的三项交流电，向转子绕组供电。转子侧变流器控制对象为转矩和无功功率， 通过对转矩的控制实现对发电机发电有功功率的控制， 通过对无功功率的控制完成对发电机转子磁场的建立，实现对发电机无功功率的控制。变流器NDCU-33控制单元，负责与上位机的通讯和控制。有关变流器的详细介绍见各品牌变流器的说明书。4.12 监控系统风场监控与数据采集系统（SCADA是帮助用户管理、控制、监 视风机运行数据的特定工具。通过该系统，用户可以收集、查看有关风力发电机电气、机械、气象等性能的数据。风场监控与数据采集系统（SCADA允许用户通过

36、办公室电脑、远程电脑、 或直接从风机塔底柜触摸屏上查看风机运行数据。 用户可 以查看风机运行参数，例如：发电量、风机发电机故障信息、风速、风向、环境温度、 风机发电机机舱温度等。风力发电机的实时运行数据、历史数据、故障数据等数据均存储在中控室的数据库服务器中。4.13 风况检测装置共 165 页在机舱罩上面有一个支架，用来固定风向标、风速仪、航标灯以及避雷针等装置。风向标用来测量风吹来的风向， 它的箭尾受风面积比箭头大， 若 箭头及箭尾均受风，箭尾会被风推后，使箭头移往风的来源，即指向风向。 风向标是偏航对风的指示传感器， 对风机获得最佳迎风角度和最大出力起着重要作用。风速仪在风力的作用下，

37、受到扭力矩开始旋转， 其转速与风速成一定的比例关系，并将转速信号变换为模拟电信号，由PLC艮据算法 计算得出风速。在 1.5MW 风力发电机组中，采用了两套风向标、风速仪，系统通过计算两套系统采集的信号，得出机组运行时的风向、风速信息，使所测得的值更加准确。航空标志灯是针对航空飞行物体的标志警示灯， 是光感应自动频闪式的。白天自动熄灭，夜间闪亮。避雷针是防雷系统组成的一部分，在防雷系统中有详细介绍。4.14 防雷系统防雷系统是机组安全运行的重要保障，它有多种避雷装置组成。风电机组的机舱整体主要包括机舱罩、轮毂、齿轮箱、发电机、控制柜等主要部件。 布置机舱的防雷接地系统， 主要是建立正确合理的雷

38、电流泄放通道， 实现强弱电分开， 使雷电流瞬间以最短路径导入大地，共 165 页有效保护舱内的各个设备和电器元件。下图显示了机组防雷系统组成的基本结构。 机舱罩由两个左右半主体和一个机舱顶盖组成。在机舱罩顶部的支架上装有一个避雷针，它通过接地电缆连接到机架底部的汇流铜排上， 然后通过接地电缆接到塔底的接地线上。同样在叶片也装有防雷装置，叫叶尖接闪器，雷电通过叶尖接闪器、叶片内部导线、轮毂、主轴滑动接触器到汇流铜排。在机舱罩壳体内， 等间距布置预埋铜地线， 与机舱罩龙骨可靠连接，并留出适当引线接头进行短接，构成机舱环形避雷织带。按照直击雷和感应雷的划分， 将机舱整体分为外部和内部系统两个环节进行

39、接地系统的实施，充分保障了机组的安全。共 165 页5.机组运行状态说明风力发电机组在安装调试完毕后， 即可进入正常运行。 机组的运行状态有待机、启动、运行、并网、维护、故障、停机几种状态。根据机组处于不同的运行状态， 工作人员可以对机组采取不同的措施进行监控或者维护， 风力发电机组控制系统在自动状态下， 可以根据不同的情况自动控制风机工作在合理的工作状态。5.1 待机状态机组通过自检，没有故障且启动条件未满足时机组处于待机状 态。该状态时叶轮转速小于 2rpm ，叶片角度为 89 度。待机状态需满足的条件共 165 页机组进入待机状态需满足以下条件：a) 没有1 级故障；b) 没有2 级故障

40、；c) 没有3 级故障；d) 变桨叶片位置为 89 度；e) 叶轮刹车释放；f) 发电机没有并网；g) 所有控制的辅助系统运行；h) 安全功能被激活；i) 自动偏航功能激活。转为启动状态的条件待机状态下，当系统满足以下条件机组进入启动状态：a) 系统控制程序中autostart_state_enable = TRUE； b) 解缆程序未被激活；c) 维护模式未被激活；d) 变桨系统运行正常；e) 齿轮箱油温、发电机绕组温度等温度正常。系统由待机转为停机的条件系统由待机转为停机有以下几种情况：a) 待机状态下，当系统出现1 级故障时转为正常停机状态；共 165 页b) 待机状态下，当系统出现2

41、级故障时转为快速停机状态；c)待机状态下，当系统出现3 级故障时转为紧急停机状态。5.2 启动状态风电机组运行首先要进入启动状态， 启动状态指机组由待机状态进入旋转运行的一个过程。机组进入启动状态的条件当系统处于待机状态时， 启动按钮被按下或者控制程序发出自动启动信号，且满足以下条件时风机由待机状态转为启动状态：a) 没有1级故障；b) 没有2级故障；c) 没有3级故障；d) 叶轮刹车释放；e) 维护模式未被激活；f) 电缆解缆信号未被激活；g) 变桨系统运行正常；h) 所有控制的辅助系统运行；i) 安全功能激活；j) 自动偏航激活。转为停机的几个条件系统由待机转为停机有以下几种情况：共 16

42、5 页a) 启动状态下，当系统出现1 级故障时转为正常停机状态； b)启动状态下，当系统出现2 级故障时转为快速停机状态； c) 启动状态下，当系统出现3 级故障时转为紧急停机状态。5.3 运行状态机组启动过程中，当叶轮速度大于 1.5rpm ，并且偏航对风误差小于 45 度时，风机由启动状态转为运行状态。机组进入运行状态的条件风电机组由启动状态转为运行状态必须满足以下条件： a) 没有1 级故障；b) 没有2 级故障；c) 没有3 级故障；d) 叶轮刹车释放；e) 维护模式未被激活；f) 电缆解缆未被激活；g) 所有控制的辅助系统运行；h) 安全功能激活；i) 自动偏航激活；j) 变桨系统运

43、行正常。转为停机的几个条件系统在加速过程中转为停机有以下几种情况：共 165 页a) 运行状态下，当系统出现1 级故障时转为正常停机状态； b)运行状态下，当系统出现2 级故障时转为快速停机状态； c) 运行状态下，当系统出现3 级故障时转为紧急停机状态。5.4 并网发电状态风机在启动加速过程中，当叶轮转速达到 9.7rpm 时，发电机开始并网，如果并网成功，风机转为运行发电状态，也称为并网状态。机组进入运行发电状态条件风力发电机组进入发电运行状态，必须满足以下条件：a) 没有1级故障；b) 没有2级故障；c) 没有3级故障；d) 叶轮刹车释放；e) 发电机并网成功；f) 没有外部停机或维护模

44、式的切换操作；g) 所有控制的辅助系统运行；h) 安全功能激活；i) 自动偏航激活；j) 变桨控制系统运行正常；k) 转矩控制激活。转为停机的几个条件共 165 页系统在运行发电过程中转为停机有以下几种情况：d) 运行发电状态下， 当系统出现1 级故障时转为正常停机状态；e) 运行发电状态下，当系统出现2 级故障时转为快速停机状态； f)运行发电状态下，当系统出现3 级故障时转为紧急停机状态。5.5 停机状态当机组运行条件不满足或者得到停机命令后， 系统即转入停机状态。停机状态按停机动作顺序不同可分正常停机、快速停机、紧急停机三种方式。正常停机如果人为从塔底柜或者SCADA空制系统中按下停机按

45、钮，正常停机程序被激活，正常停机动作时系统状态如下：a) 变桨叶片位置为 89 度；b) 叶轮刹车解锁；c) 发生一个 1 级故障或人为给出停机命令；d) 没有2 级故障；e) 没有3 级故障；f) 系统所有控制的辅助系统运行；g) 安全功能激活；h) 自动偏航激活。共 165 页快速停机快速停机是系统发生2 级故障时， 为确保系统安全而进入的停机状态，它可以是机组较快的达到停止状态，以保护机组。快速停机动作时，系统状态如下：a) 变桨叶片位置为 89 度；b) 叶轮刹车解锁；c) 发生一个 2 级故障；d) 没有 3 级故障；e) 所有控制的辅助系统运行；f) 安全功能激活；g) 自动偏航激

46、活；h) 远程或手动可以复位2 级故障；i) 从控制面板可手动激活维护模式。紧急停机在系统发生3 级故障或人为按下急停按钮时， 系统会进入紧急停机状态， 它可以使系统迅速进入停机状态， 以确保机组不受损害或减少机组损坏程度。在紧急停机动作时系统状态如下：a)变桨叶片位置为91度(华电天仁ATECF®桨为89度)；b)如果叶轮转速小于 5rpm 时，将进行叶轮刹车；共 165 页c) 变流器从电网脱网；d) 辅助电压被使用；e) 电压使用于风机主控制器和传感器；f) 出现 3 级故障，安全链打开；g) 所有安全功能激活；h) 处理故障后需要复位后才能启动风机；i) 从控制面板可手动激活

47、维护模式；j) 紧急停机状态里自动偏航是被禁用的。5.6 维护状态在塔底柜或机舱柜的控制面板上，将维护开关钥匙打至 1 位置后，风机进入维护状态。在运行状态下直接打维护，则先进入正常停机状态，再进入维护状态。风机在维护状态下需满足以下条件：a) 风机脱离电网；b) 辅助电源可用；c) 风机主控制器和传感器电源可用；d) 手动复位后才能重启；e) 除通讯外，所有自动控制程序失效。在维护状态下，以下程序和功能被激活或者已经被激活： a) 手动偏航；共 165 页f) 手动变桨；g) 叶轮刹车；h) 如果塔顶和塔底的维护开关都取消维护，则转为正常停机状态； e) 维护状态下自动偏航是被禁用的。5.7

48、 机组运行及注意事项风力发电机组调试完毕， 机组满足运行条件后即可进入运行。 运行前首先要给系统上电，在上电过程中，首先要严格按照风机上电前检查规范中的要求对机组进行检查。机组上电后，如果没有故障且没有打到维护状态， 系统会自动进入待机状态。 此时如外界条件符合运行要求，按下“启动”按钮，机组即进入启动状态。机组运行过程中，如有报警、故障等信息一定要先查明原因，彻底处理后再进行复位、启动。没有查明原因前不能随意复位。对于运行中出现的故障可查看故障处理手册查明其故障原因，并彻底解决。如有需要必须进入机组工作时， 一定要严格遵守 风电机组现场安全作业规范中的要求，以确保人身、设备的安全。对机组重要

49、部件（如齿轮箱、滑环等）进行操作时，同样一定要遵守其相关操作要求，如锁定叶轮等。共 165 页6.维护类型介绍及作用维护工作是机组安全、正常、可靠运行的保障，为了保证风电机组的安全稳定运行，延长使用寿命，对机组的检查和维护工作是必不可少的，因此我们应定期对机组进行维护。注意： 在进行每项维护工作过程中， 维护人员必须严格遵守相关安全作业规范的要求进行作业，确保人身、设备安全!500 小时维护和定根据维护时间的不同，维护可分为试车首检、期维护几种，下面就根据维护周期不同具体说明。6.1 试车首检和 500小时维护在风电机组正常安装调试过程中， 应在机组第一次试车一周后对风机塔筒进行检查，并在第一

50、次试车四周后进行500 小时维护。风机试车一周后首检风机试车一周后，应对风机塔筒做初次检查，内容包括： 检查法兰连接处所有螺栓；检查接口焊缝是否有裂缝；检查塔筒内各层平台是否稳固。如果检查时发现有损坏，依据有关“塔筒”的内容做详细检查。如果没有，在检查文档中记录下来，风机没有出现损坏。共 165 页小时维护 500 小时维护指的是首检后，机组运行的 500 小时或 1 个月后，做试车后的第二次最终检查。它应对每一点、每一个设置以及第一次试车的工作，进行第二次最终检查。检查内容包括：按照螺栓力矩表检查所有的螺栓力矩并将其打至额定力矩； 对油滤系统（齿轮箱、液压站）滤芯进行检查，如有必要进行更换；

51、检查液压回路是否泄漏；检查主轴、叶轮轴承等部位轴承的润滑油是否正常；检查机舱或轮毂内和转动部件是否有异响；检查齿箱冷却系统是否泄漏。6.2 风机的定期维护风机正常投入运行后，经过相应的时间间隔应做定期保养维护，以检查机组运行过程中可能产生的潜在问题，并将之消除在萌芽状态，防止问题的继续扩大，对风机的运行和使用寿命造成影响。当维护人员进入风机时， 有些维护是每次都要进行的， 即对一些重要， 易损坏的部件加强维护。 在本手册中把这种不受时间限制的维护间隔称为日常维护。在特殊情况下进行的消缺维护也要详细记录。例如，雷击、更换旧零件等。之后必须遵循正常的维护周期。如果有任何疑虑，可以选共 165 页择

52、更保守、 更短的维护周期。 本手册不包括特殊情况下的消缺工作内容。 本手册在后面列出了定期维护的时间间隔。根据这种分类办法将机组维护工作分为日常维护、半年维护、一年维护、两年维护四种类型。日常维护：日常维护的间隔与时间无关（所有风机两个月至少完成一次） ，每次进入风机（无论什么原因）时，都要进行日常维护项目的检查。这些维护检查点列出了进入风机时必要的步骤（开门、开灯、停机、进入安全模式等等） ，还列出了离开风机时必要的步骤（运行测试、检查所有工具、清理工作地点、填写记录） 。日常维护需要进行常规的肉眼检查和噪音检查。 例如： 油的颜色是否正常、 塔筒平台或机架上是否有油或冷却水泄漏的痕迹、 是否有断裂的螺