金风2.0MW机组整机介绍

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,金风,2.0MW,风力发电机组的整机介绍,授课： *,编订： 孙伟,修改：*,金风大学运维学院,2015,年,3,月,29,日,课程目录：,一、金风,2,.,0,MW机组基本型号,二、机组的整体机械结构,三、叶轮变桨系统,四、永磁发电机及其轴承,五、机舱底座及偏航系统,六、整机电气系统,机组概述：,水平轴、三叶片、上风向、变速变桨距功率调节,无齿轮箱、叶轮直接驱动发电机,外转子永磁同步发电机,机组额定功率为,2000kW,主要机型：,GW108/2000kW,、,GW115/2000kW,适用范围：,GW108/2000kW,机组适用于,GLB,GW115/2000kW,机组适用于,GLB,及,GL S/IEC S,一、金风,2,.,0,MW机组基本型号,技术参数,GW108/2000kW,GW115/2000kW,额定功率：,上网逆变输出电压：,2000kW,690V,2000kW,690 V,叶片：,Sinoma52.5,或类似叶片,SW56.5,或类似叶片,叶轮直径：,108 m,115m,扫风面积：,9038.7m,2,10434.4m,2,轮毂高度（推荐） ：,80m,、,100m,、,120m,85m,、,100m,、,120m,额定转速：,14,rpm,14,rpm,额定风速,(,标准空气密度理论值,),：,9.5m/s,9 m/s,切入风速：,2.5m/s,2.5 m/s,切出风速,(10,分钟均值,),：,22 m/s,19 m/s,极大风速：,52.5m/s,52.5 m/s,运行温度范围：,-30 ,至,40 ,-30 ,至,40 ,机组生存温度：,-40 ,至,50,-40 ,至,50,设计使用寿命：,20,年,20,年,一、金风,2,.,0,MW机组基本型号,金风,2.0MW,机组的主体部件图,二、机组的整体机械结构,整机侧剖视图,二、机组的整体机械结构,二、机组的整体机械结构,叶轮变桨系统组成,三、叶轮变桨系统,变桨轴承,变桨控制柜,变桨轮毂,接近开关和限位开关,变桨齿形带,导流罩,三、叶轮变桨系统,叶轮变桨系统组成,变桨驱动,变桨轴承,齿形带,胀紧度调节压板,变桨控制柜,传感器支架,变桨轴承,变桨轴承采用深沟球轴承，深沟球轴承主要承受纯径向载荷，也可承受轴向载荷。承受纯径向载荷时，接触角为零。,三、叶轮变桨系统,与叶片联接,与轮毂联接,密封圈,密封圈,三、叶轮变桨系统,变桨驱动装置由变桨电机和变桨减器两部分组成。变桨电机是含有位置反馈和绕组温度检测传感器的伺服电动机。,变桨驱动装置,变桨电机,变桨减速器,带轮支撑,（安装到轮毂上）,驱动轮,驱动轴,单列球轴承,单列球轴承,齿形带,涨紧轮,盖板,轴承端盖,变桨驱动装置,三、叶轮变桨系统,三、叶轮变桨系统,齿形带传动变桨结构,三、叶轮变桨系统,三、叶轮变桨系统,额定功率,:,2120,kW,定子电压,:,72,0 V,额定电流,: 2,1006A,额定转速,:,14,rpm,极对数,: p=44,冷却方式,:,主动风冷,防护等级,: IP,54,转速范围：,5,18.2rpm,运行频率范围：,3.67,13.35Hz,相数：两套绕组双三相,电机重量：,49.64,吨,绝缘等级,: F,级按,B,级温升考核,预弯、绝缘浸漆绕组,绕组整体真空绝缘浸漆,发电机各项参数,四、永磁发电机部分及其轴承,四、永磁发电机及其轴承,发电机的结构介绍,转子支架及磁钢,定子支架及绕组线圈,定轴,NJ,轴承,转动轴,BT,轴承,四、永磁发电机及其轴承,维护人孔,四、永磁发电机及其轴承,永磁直驱发电机主轴纵剖图,四、永磁发电机及其轴承,前轴承（,BT,轴承）是双列圆锥滚子轴承，它具有一个双滚道的外圈和两个内圈，两内圈之间有一隔圈，可以通过改变隔圈的厚度调整轴承游隙。,特点：,这类轴承可以在承受径向载荷的同时承受双方向轴向载荷，可在轴承的轴向游隙范围内限制轴和外壳的轴向位移。主要用于承受以径向载荷为主的径向与轴向联合载荷。具有承载能力大，极限转速低的特点。,前轴承,(BT,轴承）,径 向载 荷,径 向载 荷,轴向,载荷,轴向,载荷,四、永磁发电机部分及其轴承,后轴承（,NJ,轴承）,后轴承（,NJ,轴承）是单列圆柱滚子轴承，该轴承是内圈、外圈可分离的结构。使用铜合金制保持支架，可以承受一定程度的一个方向轴向负荷。,特点：,1.,滚子与滚道之间为线接触或修下线接触，径向承载能力大，适用于承受重负荷与冲击负荷；,2.,摩擦系数小；,3.,对轴或座孔的加工要求较高，安装精度要求较高；,4.,内圈或外圈可分离，便于安装和拆卸。,径向,载荷,径向,载荷,NdFeB,永磁体,转子,定轴,线圈,铁芯,永磁体励磁, 非满载状态下效率高, 结构紧凑、重量轻,外转子、内定子结构, 磁通密度大,不会退磁,主动温度控制冷却系统, 冷却性能好,一体化轴承概念,不另外需要轴承,轴承,定子,发电机剖面图,四、永磁发电机部分及其轴承,动轴,四、永磁发电机部分及其轴承,发电机热量散出方式,四、永磁发电机部分及其轴承,发电机冷却系统,由两个独立的散热系统组成，每个系统主要由进风道、出风道、离心双速电机组成，出风道内安装有,Pt100,用于监测出风口温度。两套散热设备位于主轴两侧对称位置。双速电机实现冷却风扇电机高低速运行机制,2,极高速运行、,4,极低速运行。,四、永磁发电机部分及其轴承,发电机,锁定装置,锁定系统包括维护手柄、叶轮锁定传感器、安全门锁以及叶轮锁定销等部分。锁定传感器反馈叶轮是否锁住，安全门锁反馈安全门是否锁定，只有安全门被锁住才可以退出发电机锁定销。锁定销装置安装在发电机定子支架上，通过操作机舱维护手柄进行叶轮锁定后，拍下机舱急停按钮，安全门锁可以打开取下，通过发电机人孔就可以进入轮毂工作。,五、机舱底座及偏航系统,五、机舱底座及偏航系统,五、机舱底座及偏航系统,底座内平台设备布局,机舱控制柜,润滑泵站,液压站,振动监测柜（非标准配置）,灭火器,1,2,3,4,5,偏航机械系统,1,偏航电机,2,偏航减速器,3,偏航轴承,4,偏航刹车盘,5,偏航制动器,主要包括,4,个偏航驱动机构、一个经特殊设计的带外齿圈的四点接触球轴承,(,即偏航轴承）、偏航保护以及一套偏航刹车机构。偏航刹车分为两部分：一部分为与偏航电机轴直接相连的电磁刹车，另一部分为偏航制动器。,五、机舱底座及偏航系统,偏航轴承,偏航轴承的纵剖图,偏航轴承采用,“,零游隙,”,设计的四点接触球轴承，以增加整机的运转平稳性，增强抗冲击载荷能力。,五、机舱底座及偏航系统,偏航液压制动器,为液压盘式压力闸，由液压系统提供约,175bar,180bar,的压力，使刹车片紧压在刹车盘上，提供足够的制动力。偏航时，液压释放但保持,15bar,20bar,的余压，这样一来，偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，大大减少风机在偏航过程中的冲击载荷。,五、机舱底座及偏航系统,偏航制动器在使用后，需定期检查偏航制动器的摩擦片厚度，当摩擦片厚度为,2mm,左右时，需要更换新的摩擦片。,五、机舱底座偏航及其维护常识,底 座,1,自动加脂器,五、机舱底座及偏航系统,2,齿面润滑器,3,递进式分配器,偏航系统的自动润滑部分,五、机舱底座及偏航系统,润滑系统管路图,六、整机电气系统,水冷变流系统,控制系统示意图,六、整机电气系统,六、整机电气系统,控制系统通信拓扑示意图,六、整机电气系统,机舱电气控制柜图,六、整机电气系统,塔底电气控制柜和水冷控制柜图,1,2,3,4,5,6,7,8,9,六、整机电气系统,塔底变流器控制柜图,变流器由,4,个单柜组成，分别为：控制柜、电抗器柜、,IGBT1,柜、,IGBT2,柜，见,左,图。控制柜内部主要是二次系统和网侧断路器；电抗器柜内是电抗器、制动单元；,IGBT1,柜内是功率模块，网侧逆变部分；,IGBT2,柜内是功率模块，机侧整流部分。,整体尺寸：,30008002404(,宽,深,高,),重量：,3800kg,五、整机电气系统,金风,20,00kW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。,电气控制系统由低压电气柜、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。,本课程就讲到这里，如果有什么问题，欢迎大家踊跃的提出来，我们共同探讨。,同时也希望各位在各自的工作岗位上能像雄鹰一样自由的翱翔。,尾声：,本节推荐书籍及资料：,JB-T 10300-2001,风力发电机组设计要求,Guidelines for Design of Wind Turbines2010,Guideline for the Certification of Wind Turbines Edition 2010,风力发电机组理论与设计,风力机械技术标准精编,风力机安装、维护与故障诊断,谢 谢 大 家！,