上海电气SEC-W02-1250风机运行规程

运行规程Q/XNY-105.06-051-2011目录TOC\o"1-2"\h\z\u前言 IV1范围 12引用标准 13对风机运维人员的基本要求 14登机工作人员基本安全注意事项 25风机主要部件概况 65.1上海电气SEC-W02-1250风电机组技术参数 65.2齿轮箱型号 65.3叶片技术参数 65.4其他部件型号及制造商 76上海电气SEC-W02-1250风力发电机功率曲线 87风机说明 97.1概述 97.2风力发电机的组成 97.3气候条件 107.4电网条件 107.5发电系统说明 117.7轮毂系统 147.8传动链 197.9冷却系统 247.10偏航系统 287.11发电机 307.12变频器 337.13液压系统 367.14机舱罩 437.15外部传感器 438风机控制系统说明 448.1风机控制系统概述 448.2主控制器WP3100系统特点 458.3风机运行模式 468.4制动程序BP（Brakeprogram） 499风机WP3050控制器操作 519.1概述 519.2就地3050控制器的操作说明 519.3从3050控制器调出运行参数 6010风场远程控制与数据分析 7110.1Scada系统特点 7110.2Scada系统网络拓扑图及系统结构图 7110.3Gateway系统操作及功能 7411风电机组正常运行的要求 8011.1风电机组在投入运行前应具备的条件 8011.2风电机组的启动和停机 8011.3风电场运行监视 8111.4风电场的定期巡视 8112异常运行和事故处理 8112.1风电场异常运行与事故处理基本要求 8112.2风电机组异常运行及故障处理 8212.3风电场事故处理 83附录B 96（规范性附录） 96上海电气SEC-W02-1250风力发电机组运行控制及故障代码手册 961制动程序说明 972偏航程序说明 993机组复位 1004机组操作权限 1005机组温度值和位置等相关描述 1016机舱电机、加热器和其余附属对象自动运行的启停条件 1027风机系统各子系统温度和各元素的数值限制条件 1038机组的状态代码及说明 1048.1状态码前言 1048.2变桨系统 1068.3机舱安全链 1078.4控制系统 1098.5液压系统 1148.6测量系统 1158.7传动系统 1168.8变频器 1189变频器常见故障说明 12310上海电气SEC-W02-1250风力发电机保护配置 12610.1变频器电气量保护 12610.2发电机机保护 12610.3变桨系统保护 12710.4齿轮箱保护 12810.5偏航系统保护 12910.6风机安全链保护 130附录C 131（规范性附录） 131上海电气SEC-W02-1250风力发电机组液压回路原理图 1311液压泵站原理图 1322偏航驱动/制动原理图 1333高速轴刹车原理图 1344控制变桨原理图 1355安全变桨原理图 136前言本标准于2011年8月31日首次发布。上海电气SEC-W02-1250风机运行规程1范围下列人员应熟悉本规程：分管生产副总经理、总工程师。2、公司安全生产部有关领导及专业工程师。3、分公司副总经理。4、内蒙分公司生产运行部有关领导、技术人员，有关岗位运维人员。5、内蒙分公司检修维护二部有关领导及专业工程师、技术人员。6、风电场所有生产管理及技术人员。2引用标准GB/T1.1-2009《标准化工作导则》GB/T15498-2003《企业标准体系管理标准和工作标准的构成和要求》GB26860-2011《电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分》DL408-91（2005）《电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)》DL/T800-2001《电力行业标准编制规则》DL/T600-2001《电力标准编写的基本规定》DL/T666-2001《风力发电场运行规程》DL/T796-2001《风力发电场安全规程》3对风机运维人员的基本要求北京京能新能源有限公司各所属风电场运维人员，只有在接受过三级安全教育并接受过各风场相应风机厂家技术人员的专业技术培训后，才能操作和维护相应厂家的风力发电机组，风场所有运维人员必须明确并切实履行自己的岗位职责，同时必须掌握风机的安全规程，了解风机现有的安全装置。风场运维人员必须全部理解并遵守本规程的说明。本规程未涉及到的条例参照《北京京能新能源有限公司风机安全规程》执行。本规程中对风机运维人员提出如下几点基本要求：3.1风电场的运维人员必须经过岗位培训，考试合格，健康状况符合上岗条件。3.2熟练掌握触电现场急救方法和消防器材使用方法。3.3熟悉风电机组的工作原理及基本结构。3.4掌握计算机监控系统的使用方法。3.5熟悉风电机组各种状态信息，故障信号及故障类型，掌握处理一般故障的方法。3.6掌握操作票、工作票的填写以及“引用标准”中有关规程的基本内容。3.7能统计机组可利用率、利用小时数、故障率等。4登机工作人员基本安全注意事项4.1概述对风电机组进行维护或检修时，必须明确所从事工作中存在的危险点，以便提前采取必要防范措施，避免人身伤害事故的发生。现将风电机组中存在的危险点罗列如下：4.1.1电压：(1)机舱动力电源（690V/400V）母线；(2)干式变压器(塔基变、机舱变)；(3)并网主开关。（在对变频器进行开柜检查之前，必须确保并网开关已经断开。）4.1.2高空坠落：在攀爬风力发电机的爬梯时必须使用防坠落保护装置。4.1.3机舱内危险点：通往机舱平台的活板门、吊车活板门、主轴（转动时）。4.1.4气候条件：(1)雷雨天气，所有人员必须离开风机；(2)一般情况下，叶片和机舱上有冰雪覆盖时要远离风机。4.1.5风况条件：通常，在风速超过20m/s时，禁止进行登机作业。负责人在决定是否有必要暂停工作时，必须参考如下几点因素：风速（这是决定性因素）、阵风、雷雨、白毛风、沙尘暴、运维员的工作经验。4.1.6人为条件：(1)运维员在身体不适、情绪不稳定或饮用含有酒精类饮品时，严禁进行风机运行及维护相关工作；(2)在从事风电机组检修时，禁止佩戴个人饰品如：项链、珠宝等；(3)在夜间进行登机作业时，必须要有光线充足的照明以确保工作的安全进行。(4)登机着装要求符合《北京京能新能源有限公司风机安全规程》中的相关规定。4.1.7材料：风力发电机内使用的材料和润滑剂，有的具有侵蚀性，应该避免接触到皮肤或衣服（如果是检查刚刚停运的齿轮箱，在拆掉齿轮箱盖时，注意不要吸入油蒸气）。4.2在风力发电机上的工作：在进行风力发电机检修或维护作业之前，工作负责人必须提前办理工作票，向风机运维人员交待好待检修的风力发电机的准确位置和编号、将要进行的检修或维护内容和存在的危险点。工作许可人根据所进行工作的必要性和安全性有权准许或者拒绝负责人将要进行的工作。4.3在风力发电机附近不允许无关人员逗留，工作人员在对运行中的风力发电机进行检查时，禁止站在叶片所在的平面内，必须站在风力发电机的正面。在进行风机检修工作时必须两人以上完成。如需在机舱工作，塔筒底部必须有专人负责监护，随时保持通讯联系，同时避免外人进入塔筒内误操作里面的电气设备。4.4接触控制单元：只有经过批准或培训的人员才被允许接触控制单元和操作面板。在风力发电机附近检查或者工作之前，必须解除远程遥控的功能。在检查或者工作结束后，必须重新恢复远程遥控的功能。4.5裸露的齿轮：在进入轮毂工作或检查时，必须首先将液压站轮毂回油回路的手阀关闭（除非工作需要），避免误碰88°限位开关导致变桨齿轮突然转动，对风机运维人员造成不必要的伤害。当工作结束离开轮毂时，记得将液压站轮毂回油回路的手阀打开。4.6液压系统：在进行液压站维护时，必须待液压油冷却且系统泄压阀打开，确认所有液压管道确已无压力时，方可进行维护工作。4.7安全设备4.7.1紧急停止按钮上海电气SEC-W02-1250风力发电机有两个紧急按钮，它们是：（1）塔基控制柜控制面板上的紧急停止按钮；（2）机舱控制柜控制面板上的紧急停止按钮；紧急停止按钮是红色的，其背景为黄色。通过按下红色按钮启动紧急停止。在启动紧急停止时，叶片空气制动启动，高速刹车启动。同时偏航禁止，此时只提供照明电源及塔基和机舱控制器电源。必须注意：此时在液压系统中仍然会有压力。如要进行与液压系统有关的工作，必须清楚由于蓄能器有保压的作用，可能会喷出热油。4.8机械安全设备为了保护人身设备的安全，风力发电机中设计了如下安全设备：主轴锁紧装置、顶部护栏（测风杆）。在风力发电机机舱内进行检查或者工作时，必须遵守如下预防措施：(1)如果要在风力发电机处于运行状态下检查齿轮箱、机械部件或发电机时，只可在机舱内进行工作，不得爬上机舱顶部。(2)如果叶片表面覆冰，在叶片附近或下面行走将非常危险。如果在叶片覆冰的情况下启动风力发电机，必须确保风力发电机周围无人逗留，从而有效避免冰块落下时发生人身伤亡事故。(3)在进行任何检查工作之前，必须首先将“维护”开关（远程就地转换开关）切至“1”位置，断开远程控制器的连接，需要停机检查时，按下“停机”按钮，叶片将启动空气制动。若需要在轮毂内工作，还需在叶片停止转动或者缓慢转动时，按下紧急停止按钮（建议按下机舱内的另一紧急停止按钮以免有人松开塔基柜控制面板上的紧急停止按钮），必须用主轴锁定销插入到锁紧盘中，在高速制动盘处将锁定销插入到高速轴锁紧盘中，并且将机舱控制柜上的手动刹车旋钮开关由“0”打到“1”，使高速制动器处于制动状态。(4)如果要检查发电机的电缆或者顶部控制柜的接线铜排时，必须断开发电机的主开关（必要时断开箱变的断路器）。(5)如果在必要的情况下物品需要借助机舱吊车升起或降下时，必须首先将小吊车固定好，并将物品放在专用工具袋中运送。(6)从平台的活动板门通过后，必须将它们重新关闭。(7)在机舱中工作时必须确保风力发电机下方无人（工具从68m或者更高的高度掉下来是相当危险的）。(8)在机舱内移动时必须特别小心以防被元件绊倒。（未经培训的人员在任何情况下都不得拆卸电气或者旋转部件的防护罩。在风力发电机中工作时，注意不要让物品掉到转动着的轴上！)(9)在进入到前部轮毂或进行有关机舱的转动部件的工作之前，必须用主轴锁紧栓插入到锁紧盘中，将传动链锁定。(10)在机舱的顶部工作时，必须至少用两根系索分别系到机舱顶的两个安全绳系挂处。(11)机舱内工作完毕后，必须关闭机舱的天窗、后门和活动板门。清点检修工具，并清理遗留的废物及油脂。在离开机舱时记得解除红色紧急停止按钮。(12)在检查齿轮箱时，彻底检查油液无泄漏、螺母或螺栓无松动。齿轮箱可能通过密封部位或外壳渗油，以及由于制动产生的脏物，可能会使齿轮箱变脏。这些脏物必须用棉布及时清除，否则将很难检测到渗漏点。在齿轮箱固定支座发现有多个螺栓出现松动、裂纹，或者松动反复出现时，必须及时处理并立即与分公司维护部联系。(13)仅限于经专业培训的运维人员使用专用检修工具，并且要求在从事风电机维护或检修工作时必须使用双绝缘电动工具。4.9风力发电机的停机如果要将风力发电机停运一周以上，例如，由于电网断电或者由于机组需要大修，则必须将叶片角度定向到88°，且使叶片正对主风向，同时必须释放主轴锁紧装置和叶片锁紧装置。4.10急救急救，是对事故的受害者或者突发病症者，在专业医疗人员还未到现场或者未被送到医疗部门之前，在现场进行的初步护理。在实施急救时，必须遵循如下基本原则：1、保持镇静，不要惊慌。2、动作迅速，但不要急躁。3、先思后行。4、对患者做出初步现场诊断。5、不要试图做任何自己不懂的事情。6、让患者保持温暖。7、如果患者意识清醒，使患者保持镇静。8、除非必须移动患者，否则尽量使患者保持原位。9、以最快的方式通知紧急救护。5风机主要部件概况5.1上海电气SEC-W02-1250风电机组技术参数机组型号SEC-W02-1250额定功率1250kW控制方式变桨变速对风方式上风向叶片数3片旋转方向顺时针切入风速2.8m/s额定风速12.3m/s切出风速23m/s（10分钟平均值）极限风速50.3m/s轮毂高度68m运行温度范围-30～+40℃生存温度范围-40～+40℃设计寿命20年5.2齿轮箱型号齿轮箱规格型号/制造商FL1250/重齿FD1350-01-00R4G/南高齿5.3叶片技术参数叶片倾角5°叶片直径64m扫风面积3217㎡额定转速20.7rpm转速范围13.2～24.5rpm叶片型号NACA63叶片重量约11000kg（一副）叶片材料玻璃纤维增强环氧树脂叶片长度31m轮毂重量约15000kg5.4其他部件型号及制造商发电机规格型号/制造商YFSS500-61250kW上海电气集团上海电机厂有限公司变桨系统江阴市吉鑫机械有限公司上海汽轮机有限公司丹麦LJM（液压缸）控制系统规格型号/制造商WP3100Mita-Teknik变频器规格型号/制造商D6-1250-64-WZLLSEG主轴轴承制造商内蒙古北方重工集团特殊钢厂高速轴制动器规格型号/制造商BREMBO:202846.31德国索文博格偏航制动器规格型号/制造商BSAB90-S-401SVENDBORGBRAKES液压系统规格型号/制造商S09-A003-2-F博士力士乐（常州）有限公司变桨轴承规格型号/制造商BD.C.1700.B0.F1徐州罗特艾德回转支承有限公司偏航轴承规格型号/制造商Y011.50.2530K成都天马铁路轴承有限公司偏航驱动型号/制造商711P4WFXTHXS011D660意大利邦飞力减速器有限公司联轴器制造商KTR机舱罩材料玻璃纤维增强环氧树脂机舱小吊车允许载荷250kg运行规程Q/XNY-105.06-051-20116上海电气SEC-W02-1250风力发电机功率曲线运行规程Q/XNY-105.06-051-20117风机说明7.1概述北京京能新能源有限公司正镶白旗哲里根图风电场一期上海电气SEC-W02-1250风力发电机是三叶片水平轴变桨、变速、恒频、双馈异步风力发电机。风机的叶片直径为64m，叶片转速范围为13.2～24.5rpm，额定转速为20.7rpm，额定风速为12.3m/s，切入风速为2.8m/s，切出风速为23m/s。风机经主轴及齿轮箱传送动力到发电机。发电机是双馈异步电机，发电机定子直接与电网连接，转子功率通过逆变器输入电网。齿轮箱由两个弹性支座支撑，由于弹性支座的变形使得高速轴以环形路径运动。发电机须在额定负载情况下与高速轴同心连接。风力发电机的主制动器是空气动力学制动（通过叶片变桨制动）。二级制动是安装在齿轮箱高速轴输出端的常开式机械制动器（失压有效）。偏航系统包括三个偏航液压马达驱动，偏航液压马达驱动由风力发电机的控制系统根据安装在机舱顶部的风向标发来的信号进行控制。偏航液压马达驱动经偏航小齿箱驱动偏航轴承，从而使机舱在刹车钳半释放情况下进行偏航。机舱外壳由聚合物玻璃纤维制成，它可保护机舱内部的各组件免受雨、雪、灰尘、太阳辐射等的破坏。从塔筒内通过爬梯可以到达机舱。上海电气SEC-W02-1250风机机舱内部包含有一台维护吊机，额定起重重量是250公斤。其塔筒为68m，外形为锥形，分成三段。塔筒采用特殊的防腐以保证生存期的防腐要求。风力发电机的控制系统采用MitaWP3100控制器，MitaWP3100控制器是Mita-Teknik针对风机专门开发的控制器，应用比较广泛，其具有控制功能全面、可靠性高、与其它通讯硬件兼容性好，软件操作界面友好。7.2风力发电机的组成风力发电机的组成如下图所示：图2风力发电机组成图1变频器9冷却装置2机舱顶部风速、风向仪10发电机3主控制11后底架4联轴器和机械刹车12机舱罩5齿轮箱13偏航轴承6主轴14前底架7主轴承15偏航马达8风轮锁定装置16液压装置7.3气候条件上海电气SEC-W02-1250是在常温机组SEC-W01-1250改进而来的适用于低温寒冷气候的机型，50年极限风速为50.3m/s。待机环境温度范围是-40℃～+40℃，运行环境温度范围是-30℃～+40℃。风力发电机在风场中安装时，为了避免尾流影响，各风力发电机之间在主风向上的距离应该至少保持5倍于叶片直径（320m）以上的距离。7.4电网条件7.4.1电网质量要求为了能够实现机组的顺利并网，机组对电网电能质量有一定的要求，具体要求如下：7.4.1.1电压谐波满足国标GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》的要求。7.4.1.2电压偏差满足国标GB/T12325-2003《电能质量供电电压允许偏差》的要求：三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±10%。其中：电压偏差（%）=（实测电压-标称系统电压）/标称系统电压×100%。7.4.1.3三相电压允许不平衡度满足国标GB/T15543-1995《电能质量三相电压允许不平衡度》的要求，三相不平衡度≤5%。7.4.1.4电压允许波动和闪变满足国标GB/T12326—2000《电能质量电压波动和闪变》的要求。7.4.1.5电力系统频率允许偏差满足国标GB/T15945-1995《电能质量电力系统频率允许偏差》的要求：电力系统正常频率偏差允许值为0.2Hz当系统容量较小时偏差值可放宽到0.5Hz。7.5发电系统说明7.5.1双馈发电机原理风力发电与火力发电和水力发电不同之处，就是风力的随机变化性。风速和风向的随机变化，使得发电机获得的机械能存在不稳定性，因此发电机转子的机械转速会在较大范围内变化，若采用同步发电机则不易于控制输出电能的频率。双馈异步风力发电机组的优点就是可在较大转速范围内向电网输出工频电能。为了弥补转子速度和同步转速之间的转速差，双馈异步风力发电机采用对转子绕组进行交流励磁的方法，使交流励磁电流在转子绕组中感应出一个相对自身旋转的磁场。这样气隙中的旋转磁场的转速就由两部分组成，一部分是转子的机械转速，一部分是电磁转速。二者的矢量和构成产生定子中感应电动势的同步转速。图3双馈风力发电机原理图当发电机并网发电时，发电机的同步转速是恒定的，与电网频率和定子极对数有关。60fs/Ps=nr+60fr/Pr式中：fs为定子电压频率；Ps为电机定子的极对数；Pr为电机转子的极对数；nr为双馈发电机的转速；fr为转子励磁电流频率。由上式可知，当转速nr发生变化时，若调节fr，可使fs保持恒定不变，实现双馈发电机的变速恒频控制。双馈异步发电机在形式上和绕线转子电动机是一致的，要实现风力发电机组的变速恒频发电控制，转子绕组经过滑环，由双馈变频器提供交流励磁，双馈变频器由电网供电。7.5.2双馈发电机工作方式带滑环三相双馈异步发电机的转子与变频器连接可向转子回路提供可调频率的电压，这样输出转速可以在同步转速±30%的范围内调节。在亚同步运行模式下，电能通过变频器、转子回路、定子回路再反馈至电网中。在超同步运行模式下，大约有80%的电能可以通过定子输送给电网，其余的可通过转子和变频器输送到电网。通过变频器和发电机之间的反馈，可以使发电机频率无论是在亚同步运行模式下还是在超同步运行模式下中都能够与电网频率保持一致。（1）亚同步状态，转子的机械转速小于发电机的同步转速（0<S<1）。变频器对双馈异步发电机的转子进行励磁的最终目的，就是在转子绕组中产生一个旋转的磁场，这个磁场的转速和转子的机械转速合成为发电机的同步转速。使异步发电机像同步发电机一样运行。此时的电能流动关系是，变频器给转子供电，电能由电网流向转子，再由转子感应定子将电能反馈到电网。（2）同步状态，转子的机械转速等于发电机的同步转速（S=0）。双馈变频器给转子以直流励磁，此时双馈异步发电机就是同步发电机运行模式。除了转子绕组的一些损耗外，机械能全部转化为电能从定子输出到电网。（3）超同步状态，转子的机械转速大于发电机的同步转速（S<0）。此时发电机定子和转子都处于发电状态，转子侧变流器处于整流状态，网侧变流器处于逆变状态。转子发出的电能输送给电网。发电机技术参数：额定功率1250kW效率电压及波动690±10%冷却类型水冷额定电流1407A额定转速1100rpm额定频率50±0.5保护等级IP54环境温度-40℃～+40℃总重量8000kg7.5.3变频器变速恒频能在各种风速下最大限度的捕获风能。上海电气风电设备有限公司引进德国DeWind公司的SEC-W02-1250风电机组，就是采用双馈异步发电机并利用变速恒频这种方式（见图3）进行并网调节。图4SEC-W02-1250变速恒频系统示意图变频器采用交直交形式，两边各有一个PWM变流器，和电网连接的一侧称为网侧变流器，和转子连接的一侧称为转子侧变流器，中间使用直流环节将网侧变流器与转子侧变流器连接起来。变流器可以实现整流和逆变两种功能。功率元件使用IGBT。中间回路使用电容建立直流环节。图5变频器整流/逆变环节结构图电网的三相交流电经过网侧变流器整流，在中间环节建立起来直流电压。此时转子侧变流器处于逆变状态，将中间直流电压逆变为三相交流电压，输出给转子绕组进行励磁。“双馈”其本意是能量的双向反馈，第一种形式是电网给变频器供电，变频器对转子绕组进行励磁。能量的流向是从电网流向转子。另外一种形式是发电机转子处于发电状态，向变频器输出能量，此时转子侧变流器处于整流状态，中间直流环节不变。网侧变流器处于逆变状态，将中间直流母线电压逆变为和电网电压幅值和频率一致的交流电，将电能反馈给电网。7.7轮毂系统7.7.1概述轮毂系统将叶片旋转产生的机械能传递给传动系统，并根据风速大小可以实现三个叶片独立变桨，使得整机在较大风速范围内具有较高的风能利用率，风速小于额定风速时，风能利用率最高，风速大于额定风速时，叶片重新调整攻角，以保证额定功率输出。7.7.2轮毂系统结构示意图图6轮毂系统结构示意图7.7.3机械零部件轮毂系统主要组成零部件有：轮毂、叶片轴承、转盘、导向杆、摇杆、变桨调节架、储能器、变桨润滑系统、叶片锁定装置以及变桨控制系统等。其中变桨控制系统包括：液压油缸，限位开关，编码器，变桨控制阀等。7.7.4主要机械零部件作用轮毂是用来安装叶片轴承、转盘、导向杆、摇杆、变桨调节架、变桨液压油缸并与三个叶片连接的部件。三个叶片与轮毂的结合处安装有叶片轴承，叶片轴承上连接的转盘与叶片连接，通过变桨系统去控制控制液压油缸驱动变桨调节架通过导向杆、摇杆带动转盘先行转动使叶片从0度变桨到45度，之后再由安全油缸通过导向杆、摇杆带动转盘将叶片从45度变桨到88度，从而实现叶片变桨。叶片轴承的外圈固定在轮毂上，转盘外侧设有油嘴，通过油嘴定期给叶片轴承注入油脂，同时在轴承的各个角度安装有收集废油脂的装置。7.7.5变桨控制系统7.7.5.1概述变桨系统主要由六个液压缸、储能器、叶片轴承、执行机构等组成。变桨系统的任务是根据风速大小调节叶片的桨距角，使叶片上吸收的风能始终处于最佳状态，这是降低风机结构负载、静音、高效运行的前提。在额定风速以下时，风机按最佳Cp曲线运行；在额定风速和额定风速以上的一定范围内，输出功率被限制在额定功率内。变桨系统同时还担负了气动主刹车功能。在发生故障情况下，作为必要的停机程序之一，将风轮叶片调整到顺桨位置，风机便慢慢停下。叶片的变桨由两个互相独立的液压系统控制。第一个液压系统用于中央变桨控制，它由三个装在轮毂内的控制液压缸组成，通过连杆机构实现三叶片同步旋转。安装在机舱内的液压储能器作为备用刹车，此备用刹车系统在液压装置发生故障时起作用。第二个液压系统用于单个叶片变桨控制，它由三个装在轮毂内的安全液压缸组成。为了达到此目的，每个叶片使用独立于中央变桨液压缸的并带可自调节功能的液压缸即安全缸。每个安全液压缸都有其自己的液压储能器提供储能。因此，如果主液压系统发生故障，叶片也能旋转至特定的位置。7.7.5.2主要元件变桨系统元件主要包括液压缸，储能器，编码器、变桨控制阀、轮毂润滑系统。（1）液压缸轮毂内共有六个液压缸（一个带位置测量装置的控制液压缸、两个不带位置测量装置的控制液压缸和三个安全液压缸），控制液压缸通过连杆机构实现三叶片同步旋转，安全液压缸独立于中央变桨液压缸的并带可自调节功能。图7轮毂内液压油缸（2）轮毂储能器在轮毂内的三个储能器是每个安全液压缸独有的自身液压储能器。因此，如果主液压系统发生故障，叶片也能旋转至特定的位置。图8轮毂内储能器（3）编码器图9变桨角度编码器变桨角度编码器装在三个控制油缸的其中一个上，通过监测控制油缸活塞臂伸缩量的长短，随时监测叶片角度的变化。（4）变桨控制阀图10变桨控制阀变桨控制阀部分安装在机舱的内部，固定在油滑环的下方，直接与油滑环连接，由一个比例阀和一个提升阀组成，直接接受WP3100的指令，来实现阀体的动作，进而来实现液压缸的伸与缩，从而达到变桨的目的。（5）轮毂润滑系统图11轮毂润滑系统润滑泵轮毂轴承润滑系统主要由润滑泵和一些油管组成，实现对桨叶轴承和轮毂油缸进行充分的润滑，减少运动部件间的摩擦从而延长其适用寿命。7.7.5.37.8传动链7.8.1概述传动系统将风作用到叶片上的原动力通过低速轴、齿轮箱和高速轴传送给发电机。图13传动链示意图7.8.2主轴主轴是风力发电机组的重要部件之一，用来支持旋转的机械部件。本机所用主轴主轴由高等级的合金结构钢锻造而成，经热处理后具有良好的力学性能。主轴中心有一个直径为95mm的孔，风轮轮毂中变桨液压缸的压力油管，以及变桨系统的所有电气电缆都通过这个主轴中心孔再经齿轮箱的低速轴中心孔引出，并与旋转单元相联接。图14主轴7.8.3主轴轴承主轴轴承载了风轮的重力和工作载荷，本机的主轴轴承为坚固的球面双调心滚子轴承。7.8.4轴承座轴承座的作用是支撑主轴，安装在机座上面，轴承座为浮力轴承座，主要承受叶片的重量。主轴后端通过胀紧套与齿轮箱的行星架连接。后轴承除承受齿轮箱的重力外，还承受叶片的轴向载荷。起到推力轴承座的作用。7.8.5机座图15机座机舱底座的作用有两个：一是将风轮所产生的载荷传递到偏航轴承上，然后再传递到塔架上去；二是为轴承座、主轴、齿轮箱及发电机等风力发电机组的零件提供安装位置。机舱底座由两部分组成，前面部分（前机舱座）为铸造件，主要用来安装主轴轴承座和齿轮箱，并在下端和偏航轴承相连；后面部分（后机舱座）为焊接件，用来安装发电机等零件。这两部分由销钉定位，螺栓相连，形成一个整体。7.8.6高速轴联轴器高速轴联轴器是柔性联轴器，它本身可以吸收震动，并且可以补偿齿轮箱输出轴和发电机转子之间的轴向偏差和角度偏差，更重要的是：它是整个传动链中一个机械式过载保护。7.8.7高速轴制动器风力发电机组采用两级制动：主制动是运用空气动力学原理，通过叶片顺桨来实现一级制动；在齿轮箱的输出轴上，装有液压操作的常开式高速轴制动器，它是辅助制动，当齿轮箱高速轴转速低于500rpm时，制动器启动，实现风机二级制动（制动程序199、200及制动程序210触发时二级制动动启动）。图16高速轴制动器7.8.8弹性支承弹性支承的作用在于降低系统的振动，有利于解决零部件和发电机的共振问题。弹性支撑包括发电机弹性支撑、齿轮箱弹性支撑、机舱罩弹性支撑和轮毂轴向弹性支撑。它在实现联接和支撑作用的同时，还起到吸振和缓冲的作用，防止振动或是冲击传递到下一个相连的部件。7.8.9齿轮箱图17齿轮箱7.8.9.1主要参数功率1350kW；速比53.15；输出转速700-1300r/min；额定输入转矩610kNm；额定输出转矩11200Nm；最大刹车转矩18000Nm；工作温度-30℃～+40℃；生存温度-40℃～+40℃；齿轮箱安装仰角：4度；齿轮箱的结构：二级平行轴与一级行星结构；齿轮箱重量：10200Kg。7.8.9.2齿轮箱润滑齿轮箱润滑类型：采用油池润滑与与强迫油润滑相结合的混合润滑方式；推荐润滑油牌号：CastrolOptimolOptigearA320油箱容量：240升。7.8.9.3油泵与冷却系统电机泵的流量为80升/分钟，系统供油压力为0.5—15bar，当油压低于0.5bar时系统停机，需检查润滑油路。冷却器的冷却负荷为45kW。当油池温度达到50摄氏度时，水冷却器启动；当油池温度再次低于50摄氏度时水冷却器关闭，油此时从冷却器的旁路进入齿轮箱。水冷却器在齿轮箱侧面安装。图18齿轮箱水冷却器7.8.9.4齿轮箱的运行检查齿轮箱的使用寿命取决于很多因素。每6个月对齿轮箱进行磨损检测、维护、检查是很有必要的。（1）检查①油温和油压检查A.齿轮箱里面的油温经常超标是一个危险信号，应该停机检查导致油温高的真正原因。因为高温不仅缩短油寿命，而且容易损坏齿轮箱内对高温油敏感的齿面。B.常见故障排查：油监测温度太高的原因轴承温度太高的原因⑴冷却系统没有打开或者损坏⑴循环油太少⑵冷却系统缺水⑵齿轮箱超载⑶热交换器内部积存水垢⑶环境温度高⑷冷却器失效⑷轴承滚道损坏油压太低的原因油压太高的原因⑴连接油管泄漏⑴高低速循环油泵入口堵塞⑵油速太低⑵高低速循环油泵转速太快⑶油泵损坏⑶油温太低⑷储油器油量太少⑷油过滤器堵塞②油位的检查A.要定期进行油位检查：在齿轮箱停运且油已经冷却后，检查齿轮箱油位及齿轮箱油压表。油位绝对不允许下降到油标的最低刻度以下。B.油位的各种故障也可能是由于错误的安装、漏油、水和空气进入油液造成的。C.较高的油位将导致飞溅器的松动，太低的油位会导致冷却和润滑不充分。7.8.10滑环系统图19滑环该滑环系统专为风机开发设计，在旋转的轮毂和静止的机舱之间为液压缸提供液压动力，油路为四通道，两个独立回路，在液压接头上无O型密封，材质为不锈钢，不需额外防腐措施，电气滑环通过法兰被连接在旋转单元上。7.8.11主轴锁紧装置主轴锁紧装置在如下场合必须启用：其一是当在风电机组旋转部件附近进行维护或检修作业时，其二是需要进轮毂进行维护或检修作业时。7.9冷却系统7.9.1概述SEC-W02-1250风机冷却系统共分主冷却系统及变频器冷却系统，其中，主冷却系统主要为发电机、齿轮箱、液压站提供冷却；变频器冷却系统主要为风机变频器提供冷却。图20冷却系统组成图7.9.2冷却器主要部件及特点1、两个空-水冷却器。（1）机舱前部的主冷却器为齿轮箱/发电机/液压站提供冷却。（2）机舱后部的冷却器专为变频器提供冷却。2、齿轮箱:通过一个油水热交换器交换热量。3、发电机:通过发电机中螺旋弯管交换热量。4、液压站:通过油箱中的螺旋弯管交换热量。5、变频器:通过控制柜中的水冷却盒交换热量。7.9.3主冷却系统7.9.3.1主冷却系统工作原理当冷却水温低于25℃时，齿轮箱、发电机中的冷却液经温控阀旁路口直接回流至冷却循环泵，再经冷却循环泵被泵送回齿轮箱、发电机。当冷却水温高于25℃时，温控阀开启，齿轮箱、发电机中的冷却液主要经温控阀主回路口，被送进冷却器，经冷却后，由冷却循环泵送回齿轮箱、发电机。液压站中的冷却液自始至终都被送进冷却器冷却，然后由冷却循环泵送回液压站。7.9.3.2主冷却系统原理图图21主冷却系统原理图如图所示：将液压站热交换器、发电机热交换器、齿轮箱热交换器出水口分别与温控阀相应端口连接；散热器进水口与热水管连接，通过旁路管将齿轮箱温控阀旁路出口与冷却泵进口连接，散热器出水口与冷却泵进口连接。冷却泵出水口与液压站热交换器、发电机热交换器、齿轮箱热交换器进水口连接。7.9.4变频器冷却器7.9.4.1变频器冷却系统工作原理当变频器出水管水温度低于20℃时温控阀不开通，热水不经过冷却器而是直接通过主控阀块的旁路口到达冷却循环泵，再被泵送回变频器，完成旁路循环。当变频器出水管水温度高于20℃时温控阀开通，热水先经过冷却器被冷却后再经过主控阀块的主回路口到达冷却循环泵，被泵送回变频器，完成主回路循环。7.9.4.2变频器冷却系统原理图图22变频器冷却系统原理图如图所示：将两个PT100测温元件、加热器、温控阀集成在一个主控阀块中，主控阀块通过法兰被安装在冷却循环泵上；补水接口、安全阀、压力传感器以及压力表被集成在另一辅助阀块中，辅助阀块安装在膨胀箱上面；膨胀箱被用支架固定在冷却循环泵上；用一个冷却软管将主控阀块与辅助阀块连接起来，辅助阀块本身连接一个储水桶用来收集从安全阀溢出的冷却液。主控阀块相应接口与冷却器进水口用软管连接，主控阀块相应接口与冷却器出水口用软管连接。主控阀块相应接口与变频器出水口连接，主控阀块相应接口与变频器进水口连接。7.9.5冷却系统主要参数7.9.5.1主冷却器参数冷却器进口温度：53℃；冷却器回流温度：最高43℃（冷却空气温度30℃）；冷却能力：67kW；额定流量：110l/min；额定流量下压损：最大0.25bar；120l/min流量下压损：最大0.5bar；水/乙二醇比：60%/40%；重量：最大275kg；噪音：1m处低于90db(A)；充水量：15到25升；管接尺寸：G1¼；冷却电机额定电压：690V+/-10%（无零线三相交流电）；冷却电机额定频率：50Hz+/-2Hz；冷却电机额定电流：3.5A；冷却电机额定功率：2.2kW；冷却电机保护等级：IP55。7.9.5.2变频器冷却器参数冷却器进口温度：50℃；冷却器出口温度：最高40℃；冷却性能：50kW；额定流量：60l/min；额定流量下压损：最大0.3bar；120l/min流速下压损：最大0.55bar；水/乙二醇比：60/40；噪音：1m处低于80db(A)；充水量：5到10升；管接尺寸：G1¼；电机额定电压：690V+/-10%（无零线三相交流电）；电机额定频率：50Hz+/-2Hz；电机额定电流：0.98A；电机额定功率：0.66kW；电机保护等级：IP54。7.9.5.2冷却循环泵参数零扬程：180dm；标称扬程：100dm；标称流量：10m³/h；噪音：1m处低于70db(A)；电机额定电压：400V+/-10%（无零线三相交流电）；电机额定频率：50Hz+/-2Hz；电机额定电流：1.3A；电机额定功率：0.77kW；电机保护等级：IP44；电机工作状况：发光二极管显示。7.10偏航系统7.10.1概述偏航系统的作用主要有两个：其一是与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率；其二是电缆扭缆时执行自动解缆，并提供必要的锁紧力矩，以保障风力发电机组的安全运行。图23偏航系统7.10.2偏航系统的组成偏航系统一般由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航计数器、扭缆保护装置、偏航液压回路等几个部分组成。7.10.3偏航编码器偏航系统有一个旋转编码器，借助于与偏航轴承内齿圈啮合的小齿轮确定机舱的旋转的度数，并在塔筒第三层平台处设有一个解缆开关进行极限保护。编码器方向定义（从空中往下看）：0°北方；90°东方；180°南方；270°西方；顺时针方向旋转编码器脉冲计数器脉冲数递增、逆时针方向旋转编码器计数器脉冲数递减。编码器计数器的扭缆位置值为0°～1080°之间，机舱的绝对位置值在0°～360°之间。如果电缆被沿顺时针方向或者逆时针方向缠绕3圈，机组将停机，待运维人员就地检查后进行手动解缆操作。如果电缆被沿顺时针方向或者逆时针方向缠绕达到2.5至3圈，风电机将待小风时执行自动解缆程序。当风电机扭缆圈数达到3圈触发设置在塔筒第三层平台扭缆极限开关时，风电机组安全链会断开，风电机组紧急停机，待运维人员就地检查，将安全链复位后，进行手动解缆并启动风机。7.10.4偏航轴承偏航驱动下面有一个小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮为偏航轴承外圈（与塔筒固定在一起），偏航液压马达驱动机舱围绕偏航轴承外齿圈沿水平方向旋转。偏航轴承内圈与机座连接，承载着机组中主要部件的重量。7.10.5偏航制动器风电机组在运行过程中，为避免振荡的风向变化，引起偏航轮齿产生交变载荷，采用偏航制动器（或称偏航阻尼器）来吸收微小自由偏转振荡，防止偏航齿轮的交变应力引起轮齿过早损伤，也能避免风力发电机组在偏航过程中产生过大的振动而造成整机的共振。7.10.6偏航驱动装置偏航驱动器主要由马达、高变速比齿轮箱、小齿轮和主轴构成。液压马达应选用液压制动器；高变速比齿轮箱传动比为674±2%，采用4级行星变速箱，结构紧凑、体积小、重量轻、传动比范围大、传动效率高、输入输出轴同轴、可以实现动力的分流和变速。偏航驱动装置技术参数如下：偏航驱动器齿轮参数齿数17模数20齿宽125mm变位量0.5m输出转速0.76rpm压力角20°精度等级9e27制动力矩75.6kNm液压马达参数排量50cm3/r液压压力145bar马达转速330rpm制动器参数制动器型式常闭式齿轮减速箱参数齿轮箱速比674±2%输出轴轴承锥形滚子轴承输出轴轴承润滑剂MobilSHC460润滑油和润滑脂室之间的密封2个旋转轴密封齿轮箱润滑剂MobilSHCXMP320油位控制油位指示器7.11发电机7.11.1概述上海电气SEC-W02-1250风力发电机组是变桨距变速恒频风力发电机组。发电机定子直接与电网连接，转子经变频器与电网连接。图24发电机结构示意图7.11.2部件主要组成部分有：定子、转子、静止加热器、抗磨滚珠轴承、冷却和通风系统、滑环、转速编码器、温度传感器、端子接线盒。7.11.2.1定子定子铁芯装配是用端板将定子叠片、水冷管道及齿压片夹紧的，将成形线圈嵌入定子铁芯槽，并以槽楔固定。线圈端部用玻璃丝绳绑扎形成整体，定子绕组在真空条件下浸渍再加压。当定子的绕组绝缘浸渍及固化后，将其装入机座并紧固。绕组（U1,V1,W1）的始端引出到定子接线盒，每相绕组分别使用4根电缆连接，并且用M16螺栓紧固。7.11.2.2转子转子绕组材料为绝缘扁钢丝，转子终端的K,L,M绕组从轴孔引出到转子轴终端，并在此处与滑环装置相连。转轴通过两个碳刷接地，接地碳刷直接安装在轴承上（滑环室内的非驱动端的转轴末端）。发电机转子电刷支架上装有碳刷磨损监测装置，用来监视碳刷磨损情况。7.11.2.3静止加热器绕线定子有230V，1200W的加热器（电机内绕线定子有2个230V，600W的加热器）。7.11.2.4抗磨滚珠轴承轴承通过圆形端盖的支撑安装在机座正中。轴承润滑脂排出端口位于两个轴承端盖处，轴承端盖的底部有多个开口和一个油脂收集装置。7.11.2.5冷却发电机采用水冷却系统，由机舱前部的主冷却器提供冷却。发电机内部通过发电机中螺旋弯管交换热量。7.11.2.6监视设备发电机配置了以下监视装置：（1）每个轴承装有两个温度传感器（Pt100）；（2）定子接线箱装有两个温度传感器；（3）冷却水的出口装有两个温度传感器；（4）三个用于监视碳刷磨损的触点；（5）两个接地碳刷装于非驱动端的转轴末端。7.11.2.7滑环室环室内有3个独立滑环。滑环室内连接电缆直接接至罩体上的转子接线盒内。通过三个微型开关监视电刷磨损情况（三个开关串联，每个独立滑环各有一个监测开关），监测碳刷磨损的信号通过辅助接线盒连接到WP3100主控制器。接地碳刷没有监测点。滑环室靠近发电机尾部处有一直径为3cm的小圆孔，同样在滑环室下方的机舱上开有相同大小的圆孔，两个圆孔通过软管连接。当发电机高速运转时产生空气气流与外界进行交换，部分碳粉通过该孔排出。7.11.2.8端子接线盒发电机上一共有四个端子接线盒(定子、转子、两个辅助接线盒)。7.11.2.9测速编码器在主轴的非驱动端安装有一个双通道增量式转速编码器，用于监测发电机轴的转速（其一为变频器提供转速信号，其二为WP3100提供转速信号）。图25测速编码器7.11.2.10温度传感器温度传感器用于监测发电机的外部温度。7.12变频器变频器是给发电机转子提供励磁的重要设备，由于风速的不稳定性，转子侧转速变化范围很大。变频器主要的功能就是通过励磁补偿变化的转速，使发电机转子励磁频率稳定在同步转速，保持稳定的发电机定子侧出口电压。图26变频器（1）电气组成元件变频器主要组成有：并网开关、IGBT、机侧控制器HU、网侧控制器SU、du/dtfilter、Mainschock、Crowbar、直流充电电路等。图27SEG变频器基本结构（2）Crowbar功能图28CrowbarCrowbar用来在变频器出现异常情况或风机紧急停止时，直流母线电压过高，变频器控制器及时发出指令，Crowbar晶闸管触发，转子回路短接，发电机失去励磁，保障变频器及发电机能够安全停机。（3）IGBT功能网侧控制器（SU）把电网侧的三相交流电输入整流成直流，并给直流母线充电。机侧控制器（HU）根据发电机的转速，把直流母线的电源逆变为发电机所需要的励磁电流。图29网侧控制器（SU）图30机侧控制器（HU）（4）mainschock滤波器mainschock滤波器用来减少变频器向电网取电时产生的谐波。（5）du/dt滤波器du/dt滤波器用于抑制转子绝缘上出现的电压尖峰和快速瞬变电压。（6）DC-Link单元DC-Link是重要的转子能量储蓄单元，是由一系列电容构成。DC-Link母线电压监视非常重要，变频器任何控制系统的故障都可以通过直流母线电压来反映。图31DC-Link单元7.13液压系统7.13.1概述SEC-W02-1250风电机组液压系统共分变桨和偏航驱动及制动、高速轴制动及主轴制动几大功能模块。其中变桨分统一变桨和安全变桨。整个液压系统具有以下特点：（1）节省空间减轻重量全部为模块化设计，全系统共有5个控制阀块：1个主控阀块，1个变桨阀块，3个安全阀块；控制元件均集成在各个阀块中。（2）具有多重安全冗余保护措施系统共有7个蓄能器，其中安全变桨模块上有3个10升蓄能器，机舱有2个50升蓄能器，控制阀块上有2个0.7升蓄能器，这7个蓄能器保证了在正常及紧急情况下提供稳定的压力。7.13.2液压动力站具体说明7.13.2.1液压动力站的组成及参数液压动力站由油箱、电机、电磁换向阀、蓄能器、液位/液温发讯器、空气滤清器等部件组成。参数如下：油箱容积160L电机功率15kW电机频率50Hz电机电压400V电机转速3000RPM最大流量69L/min液压泵数量2个正常工作压力135bar左右过滤器数量3个7.13.2.2液压动力站原理图液压原理图详见附录37.13.2.3液压动力站油箱单元主要元件：160L碳钢油箱3μm的空气过滤16.0，在液压系统工作时提供呼吸口，同时可作为加油口使用；带温度显示的液位计19.0显示油箱油位的高位、低位、停机位；液位开关12.0，带2个液位开关量和1个温度开关量；温度传感器13.0提供（温度）电阻变化信号给控制器使用；10μm的回油过滤器15.0，带光/电滤芯压差开关，提醒更换滤芯。7.13.2.4液压动力站功率单元双联内啮合齿轮泵10.0:PZGH3/016+GHZ/008RE07+R07U2西门子立式电机5.0:15KW/3000RPM/380V/50HZ/Vl7.13.2.5液压动力站油箱部分主控制阀组单元通过压力油路P1和P将双联泵连接到控制单元上。P压力油路中的油路通过5μm的压力过滤器21.0接入控制阀组，压力过滤器21.0带光/电滤芯压差开关，提醒更换滤芯；液压回路P通过溢流阀60.0将压力限制在150bar；液压回路P1通过溢流阀59.0将压力限制在100bar；溢流阀的压力值在出厂前已预调好压力值，现场无需调整。7.13.2.4液压动力站冷却单元高效率紧凑型水冷却器17.0直接浸入油液，电控单元通过温度传感器13.0、12.0反馈发出信号控制外部电磁球阀开关来控制水冷却系统自动工作。7.13.3液压变桨系统功能说明7.13.3.1概述SEC-W02-1250风电机组变桨系统是由液压驱动的，该系统是Bosch-Rexroth专为SEWIND开发，具有结构紧凑，动作迅速，安全可靠等优点，集成了当今世界上最先进的液压控制技术即伺服控制和六缸连动技术。具体的变桨动作如下图所示：图32变桨动作图SEC-W02-1250风电机组变桨系统共有两个独立的液压回路：一个是控制变桨回路；另一个是安全变桨回路。这两个回路既相互独立又彼此联系。当伺服阀接到控制变桨的信号后，接通控制变桨回路，如图中所示三个控制油缸同时动作，带动变桨调节架在导向杆上向左移动，从而使三个叶片桨距角同时发生变化，控制油缸上装有MTS传感器，可以随时监测叶片角度的变化。叶片角度在0°到45°范围内发生变化，从而使风电机组的出力得到优化。当需要停机或者出现大风等意外情况时，安全变桨油缸就会动作，使风电机组顺桨（从45°～88°）。具体的动作顺序是，伺服阀先动作，三个控制油缸移动使叶片变桨到45°，接着安全变桨回路电磁换向阀动作，接通三个安全油缸，使三个安全油缸动作，安全油缸推动叶片由45°变到88°顺桨位置，在每个安全油缸上都装有两个接近开关，用来检测叶片45°和88°两个位置，另外，每个安全油缸都并联了一个10升的蓄能器，额定压力为65bar到120bar，当系统出现故障时作为备用动力，来推动安全油缸顺桨，即使只有一个叶片顺桨也能使叶轮转速下降到安全转速范围内。7.13.3.2控制变桨油回路由液压站的P油回路上的P4液压油路控制变桨动作。变桨控制回路中包含变桨控制和变桨安全回路。（1）控制变桨油回路变桨控制主要由一个集成在控制阀块中的伺服阀303.0和电磁换向阀307.0来控制，控制阀块中的A油路（出口B3）和B油路（出口A3）与旋转系统连接并提供对液压油缸的控制，在每个回路都安装了一个测试点，B3点为M13,A3点为M12，用以调试时检测确定现场油路中实际的压力值。伺服阀303.0使用DC24V电压，由电控反馈4～2OmA电流来控制伺服阀的阀芯位置及开口大小，他可控制油液方向，有流量加速与减速的变化，精确控制变桨叶片的位置。伺服阀303.0失电常态位置为A位，是交叉位置；B位置为得电后的另一种工作位置。4～2OmA电流控制A位置的阀芯开口，12mA电流时为伺服阀303.0中心位置，12～2OmA电流控制B位置的阀芯开口。在供油和回油路中，平衡阀301.0、302.0可平衡在风机运行中变桨叶片自身的转动惯量及可能产生的瞬时逆变风向带来的巨大转动惯量对压力油路中元件的冲击，这些阀都被集成进了控制阀块中。风机主轴开始旋转时，电控发出信号，风机主轴刹车释放，电磁换向阀307.0得电，安全油缸缩回，桨叶由顺桨位置转至工作位置，主轴旋转，由外部传感装置采集信号，电控发出信号，伺服阀303.0动作，控制叶片变桨至最佳位置。在正常运行中，由外部传感装置采集信号，电控判断，间断性的发出信号，伺服阀303.0动作，调整叶片变桨至最佳位置。（2）安全变桨油回路电磁换向阀307.0控制变桨安全回路。控制阀块中的A油路（出口A4）和B油路（出口B4）与旋转系统连接并提供对安全回路的控制，在每个回路都安装了一个测试点，A4点为M8,B4点为M9，用以调试时检测确定现场油路中实际的压力值。同时在B4出口处有一个压力传感器311.0用于检测监控该油路中的压力值。在安全回路中，有三个安全阀块分别位于三个安全油缸装置前。安全阀块1有一个标记为A8的进油口，在该油路上有一个测试连接点M2。同样，标记为A9的出油口，与下一个安全阀块2的A8进油口通过外部管路连接。安全阀块有一个标记为B8的回油口，在该油路上有一个测试连接点M1。同样，标记为B9的出油口，与下一个安全阀块2的B8出油口通过外部管路连接。安全阀块3的安装和安全阀块1、2的安装是一样的，由于没有后续管路连接，安全阀块3的A9和B9的油口用堵头堵上，A8和B8的进油口和出油口被从阀块内部通过节流阀411.0连接，当需要管路冲洗时打开安全阀块的节流阀411.0。而安全阀块1、2中节流阀411.0永远必须关闭。这些安全阀块能使三个安全油缸装置产生独立的运动，安全阀块又是并联触发的，当任何一安全回路有压力损失时，液压回路P4将会做出压力补偿。在每个安全阀块回路上有一个1OL的蓄能器，正常工作时贮存能量，在停机或失去动力时为桨叶的快速顺桨提供动力（安全变桨），使风机主轴转速停下来。节流阀404.0在平时为关闭位置，在维护或更换元件时，打开节流阀404.0可用来泄去蓄能器油路中的压力。安全阀块供油和回油取决于安全回路中电磁换向阀307.0的阀芯位置。在正常工作变桨时，电磁换向阀307.0得电，该电磁换向阀使用特殊的双电磁铁和双弹簧复位式结构，保证其工作性能安全可靠。7.13.4偏航驱动及制动功能说明7.13.4.1偏航驱动（1）概述风电机组偏航的目的是使风电机组叶片旋转面始终对准风向，这样才能最大限度的利用风能，使风电机组的输出功率最大化。SEC-W02-1250风电机组的偏航系统是由液压驱动的。当MITA控制器接到风向标的信号并经过校验后，给风电机组偏航系统发出偏航的指令，这时偏航制动器半松开制动闸，液压马达驱动偏航减速器的齿轮旋转，从而使机舱转过一定的角度，实现自动对风，对风完成后，偏航制动器重新制动。SEC-W02-1250风电机组通过一套稳定可靠的液压系统来完成偏航，整个偏航系统通过四个电磁换向阀来控制，一个控制偏航压力，一个控制偏航的方向，另外两个电磁阀控制偏航制动器的松闸和抱闸。偏航驱动的液压油压力有两种选择：100bar和150bar，一般情况下，偏航液压油压力为100bar，但当需要更高的偏航速度时，偏航的液压油压力为150bar，这是SEC-W02-1250风电机组偏航系统的一大特点，另外在整个偏航的过程中，偏航回油管路中始终有25bar的备压，使偏航动作平稳（偏航制动器不在完全松开状态），而且SEC-W02-1250风电机组偏航系统带有安全冗余保护措施，即在偏航液压回路中并联一个0.7升的蓄能器，额定压力为65到120bar，当液压系统发生故障时蓄能器的压力能使机舱偏航。（2）液压站偏航马达油回路电磁换向阀58.0、500.0得电，液压站P1油路打开马达制动系统，电磁换向阀48.0得电，偏航刹车系统打开，电磁换向阀52.0控制偏航马达的旋转，而溢流阀38.0在偏航时保持25bar的压力来平衡偏航时产生的巨大的转动惯量带来的冲击。为了控制可能产生的巨大的偏航转动惯量带来的压力，偏航马达并联了一个150bar的溢流阀52.1，压力传感器51.0用于检测该油路中的压力值。电磁换向阀57.0得电，P压力油路可进入偏航马达回路，得到较高的偏航速度，用于偏航中的快速解缆。7.13.4.2偏航制动（1）概述SEC-W02-1250风电机组的制动系统体现了SEWIND对风电机组运行及维护过程中对安全的高度重视，SEC-W02-1250风电机组有三种层次的制动：首先是偏航制动,通过安装8个德国SEVENBORG公司的制动器来实现制动，该制动器体积小，动作可靠，制动器的供油压力为150bar，另外在偏航液压制动回路中装有一个25bar的可调节减压阀，用来对偏航制动提供辅助保护，当偏航制动系统的两个电磁阀接到MITA控制器的制动信号后同时动作，一个接通主油路进油，另一个电磁阀与回油路断开，完成偏航制动。（2）液压站偏航刹车油回路液压站P液压回路控制偏航刹车动作，一个单向阀54.0被用来确保P油路保压。0.7升的蓄能器45.0（充氮压力值：60bar）被用来缓冲压力和提供紧急情况下的刹车。P油路电磁换向阀48.0、46.0在失电位置时偏航刹车，电磁换向阀48.0得电，偏航刹车系统打开。P油路上其他动作开始时，电磁换向阀46.0得电，防止主回路对偏航刹车回路的液压冲击。7.13.5高速轴制动功能说明7.13.5.1概述高速轴制动是风电机组中最重要的制动环节，两个制动卡钳呈180°对称布置，提供对制动盘的制动，卡钳制动器的供油压力为150bar，为了保证高速轴制动在任何情况下都能可靠动作，在液压回路中并联了两个50升的蓄能器，当出现意外情况时作为替代动力保证高速轴刹车可靠动作，刹车片材料为烧结金属，可以耐900°Ｃ的高温，当刹车片厚度小于2mm时必须更换刹车片。在SEC-W02-1250风电机组液压回路中共有三个过滤器：旁路过滤器、主油路过滤器、回油过滤器，这三个过滤器最大限度的保证了液压油的清洁，使得SEC-W02-1250风电机组制动系统更加安全可靠。高速轴制动器如下图所示：图33高速轴制动7.13.5.2液压站高速轴制动油回路液压站P液压回路控制主轴刹车动作。电磁换向阀33.0、227.0得电，主轴刹车。该刹车电磁换向阀动作由电控来控制，依据经验只有在主轴转速小于5转/分时才可完全制动。带可调手轮的溢流阀42.0将P回路中压力限制在160bar以下，该溢流阀的压力值在出厂前已预调好压力值，并作了锁定，正常情况客户现场无需调整。当在P回路中有元件发生故障需更换时可以调整溢流阀42.0来泄去该回路中的压力，注意安装结束后调整溢流阀42.0至原锁定位置。带可调手轮的溢流阀67.0将手动泵回路中压力限制在160bar以下。电磁换向阀33.0带手动锁定换向装置，用于维修中使用手动泵打压来控制主轴刹车功能。电磁换向阀227.0带阀芯位置传感器用来检测电磁换向阀227.0阀芯位置，发出信号，与变桨动作联锁，避免可能的误动作产生的危险。0.7升的蓄能器31.0（充氮压力值：60bar）被用来缓冲刹车产生的瞬时高压及振动。7.13.6液压站P油路保压回路两个50升的蓄能器被用来提供P液压回路保压（充氮压力值：60bar）。压力传感器37.0用于检测P油路的压力值，当P油路压力低于系统需要的最小压力时，电控发出信号，启动电机，泵工作P油路充压；当P油路压力达到系统设定的压力值时，电机停止，P油路靠两个50升的蓄能器来保压，继续维持系统正常工作。此油路中电机和泵为断续工作，可延长泵使用寿命，减少液压系统油路的发热，减少能量损失。7.13.7液压站加热回路P1液压回路提供加热，电磁换向阀58.0失电，液压油将通过溢流阀56.0（P=12bar）流回油箱。当液流克服溢流阀弹簧收缩时，动能因此转化成了热能，能快速使油液升温。7.13.8传动链的制动通过一个手泵将油缸活塞杆顶出，活塞杆推动制动臂，制动臂卡进主轴法兰盘制动缺口，完成对传动链的制动，如下图所示：图34传动链制动7.13.9液压系统运行前注意事项：开机调试前请检查确认设备安装已完成、管路连接及相关密封正确、电气接线及供电正确、油箱内液位高度值等相关参数正常。检查电机转向，从电机的风叶端（俯视）看，其正确旋转方向应为顺时针方向，与电机外壳上标识的红色箭头指向一致，严禁反转！加油前液压油必须事先经过过滤，加油时候所用的工具必须保证清洁。7.14机舱罩机舱罩保护机组的机舱部分的主轴、齿箱、发电机、变频器、机舱架等免遭风雨侵蚀,其外形尺寸为10m×3m×3m,由玻璃纤维增强塑料制作成形。机舱罩内侧有增强筋和用于锚定的钢梁,罩壳外侧有胶衣,胶衣具有良好的防风化、防紫外线老化、耐磨、耐冲击性能。机舱罩由主体、顶盖、后盖和前板组成,除顶盖用搭扣连接外,其他部分均以螺栓连接,结合部位用密封胶密封。顶盖有4个吊缆舱门,现场安装不需要打开机舱罩,只需要打开吊缆舱门即可。顶盖还装有电葫芦,通过底部的舱门从地面起吊设备工具,方便维护。在机舱罩底部有两个冷却风口,机舱罩前后尾部都有通风气窗,并设有挡雨装置。轮毂及塔架部位有密封刷,通风窗、风口等都用不锈钢电焊网封闭,防止飞鸟进入。机舱罩顶部装有测风装置和避雷装置,顶部设有舱门,维护人员可以到顶部对设备进行维护,也可从顶部进入轮毂。7.15外部传感器7.15.1概述传感器是一种吸收、转换和传送能量的器件。在风力发电机组中，常用传感器有PT100温度传感器、PTC热敏电阻、压敏传感器、电磁式传感器、增量编码器、绝对值编码器等。7.15.2组成部件风力发电机组系统主要传感器包括：转子锁位置传感器，轴承温度传感器，转子低速轴速度传感器，偏航位置传感器，风速仪，风向标，振动传感器，机舱外温度、机舱温度、塔基温度传感器，液压单元传感器等。7.15.3风速仪风速仪时刻测量着风的速度并通知风机控制器在风速足够(3m/s)时，将风机偏航到对风状态，并启动；当风速超过25m/s时，风机会自动停机。7.15.4风向标风向标总是跟随风的方向摆动，在风向标的底部有一个很小的传感器，它可以将风向信号传给控制器，而控制器会控制偏航电机进行自动对风。8风机控制系统说明8.1风机控制系统概述上海电气SEC-W02-1250风力发电机组控制系统框图大致如图35示：图35SEC-W02-1250风力发电机组控制系统框图SEC-W02-1250风力发电机组控制系统主要有三种控制系统和三种运行模式。三种控制系统：转矩控制系统、变桨控制系统、自动偏航控制系统，控制系统之间是相互联系，共同工作的。三种运行模式：运行准备模式、正常运行模式、故障处理模式，三种模式之间形成循环运行。风机的风场监控系统采用总线的方式作为数据传输的架构，风力发电机组与风力发电机组之间通过链式总线构成一个通讯单环路，每台风机的主控制器WP3100作为一个通讯节点，不仅对风力发电机组的状态进行监控，同时还将这些数据通过光纤传输到通讯总线上。北京京能新能源有限公司哲里根图风电场一期风机分别取B20、B21、C5、C6四台风力发电机组作为四个通讯链路的主机，这四台主机将各自链路的数据汇总自身的控制器WP3100上，通过光纤传输到中央控制室进行风场集中监控。8.2主控制器WP3100系统特点8.2.1主控制器WP3100概况上海电气SEC-W02-1250风力发电机的控制系统采用丹麦Mita公司的WP3100为主控制器。在风机底部、顶部各有一个操作控制器WP3050，供日常维护、检修时操作风机使用。风机的所有控制信号都传输到WP3100中，经过数据分析和处理后，自动控制风机的的停止及运行，并提供给远方监控系统所需要的运行数据及历史数据。图36机舱控制柜WP3100控制器8.2.2主控制系统的特点WP3100有着强大的数据统计、数字统计、信号分析与处理能力，它充分满足了风机在各种工况下的运行要求，详细的特点如下：（1）机组控制流程，可实现自动偏航、自动变桨、自动解缆、转速闭环控制、风速与功率自动匹配。（2）闭环控制、自动启停机、小故障自动复位等功能。（3）全面监控机组的运行状态，保证机组的安全。（4）200多个机组参数，方便系统调试运行。（5）简单的操作界面，用户很容易掌握接受。（6）通过故障列表显示，确定故障范围。（7）数据采样周期短，准确获取实时运行数据。（8）网络结构依靠单环路传递信息。（9）后台具有数据分析与数据统计功能。8.3风机运行模式风力发电机的运行模式是指：风机状态参数在某种特定条件的逻辑组合下，能构成一个风机运行中必然经历的状态，那么此种状态就可定义为一种运行模式。例如：待机、等风、自检、启动、停止等不同运行工况。每一种风机所有状态的组合，可包含机组全部行为，不同运行模式之间都有特定切换条件。所以对运行模式的学习可以帮助我们真正的了解风机的运行特性，非常有助于我们进行针对性的学习。图37表示出运行模式切换的基本流程。图37运行模式切换流程8.3.1系统正常（systemok）风机自动运行时，当制动等级小于50级，发电机转速小于500转，转子转速小于10转，变桨角度等于88°同时满足时，控制系统就会认为系统正常(systemOK)。任何故障都会使控制系统触发对应的故障代码，并触发相应的制动程序，风机此时就不满足系统正常的的条件，不能够启机运行。系统正常后，满足风机正常运行的条件还有：（1）齿轮箱油温大于10度；（2）风速大于启动风速，完成机舱对风；（3）完成120秒倒计时。8.3.2自由转动（freewheelG1）风机系统正常运行时，叶片首先开始变桨，发电机转速逐渐升高，在发电机转速从0rpm到930±30rpm期间，转速的上升率保持在5rpm/s，在转速为930±30rpmrpm到1100rpm时，转速上升率按照变频器运行状态下PID转速调节的比例作用因数PIDKpbrake6000控制。8.3.3切入G1当发电机转速到达930±30rpm处于空转状态时，WP3100通过521端发出高电平信号，在变频器收到“Magnetizingrelease”信号，即开始励磁信号。桨距角以5°/秒的速度向1°变动。当转速高于930rpm时，桨距角向45°变动，直到WP3100的数字输入137端接收到变频器信号“CSCreadycut-in”（CSC准备切入）。WP3100的数字输出端522向变频器输出“Poweron”的并网要求信号；WP3100的数字输入端141收到变频接收到的“Paralleloper”并网响应信号，之后变频器立刻并网开关合闸，发电机与电网实现连接。8.3.4发电机运行模式（operationG1）当发电机并入电网后，主控制器WP3100从风速仪接受风速信号，同时变频器从发电机尾部的转速编码器获取发电机转速信号，变频器根据控制器预设的风速-桨距角-转速设定值以及转矩-转速设定值进行发电。根据风速的大小按照设定对应变桨速度的大小，按照风速的大小控制桨距角的具体值，由对应的桨距角所产生的转矩，再由转矩进而控制发电机对应的转速。8.3.5风机的自检程序当风机程序运行到自由转动时，风机需要对变桨角度进行程序自检，自检过程如下：（1）自检程序11、风机达到自由转动时，在25s内WP3100的134端检测变桨行程开关Pitchsafetycylinder45°Stopposition的高电平反馈信号给；如果无高电平信号反馈，WP3100触发状态码1130停机。2、在WP3100的134端接收到行程开关的高电平信号后，桨距角将以5°/秒的速度从45°向40°变动。转速上升率按照变频器运行状态下PID转速调节的比例作用因数PIDKpbrake6000控制。如果在10s时间内，桨距角没有到达40°+2°，WP3100触发状态码1127使风机停机。3、在结束自检程序1后，运行状态转到自检程序2。（2）自检程序2在结束自检程序1以后，桨距角以0.5°/秒的速度从40°向1°变动。当发电机的转速在120秒内一直高于600rpm，风机的运行状态转到自检程序3。如果转速在120秒内不能始终高于600rpm，WP3100触发状态码1100，进行180s的制动自测，如果自测制动转速＜500rpm，风轮叶片以1°/s偏向0°，直到风机的转速稳定在600rpm以上