1.5MW风力发电机

1 1.5MW双馈、恒频、 变桨风力发电机 国电联合动力技术有限公司 培训中心 1.5MW风力发电机 风力发电机由叶轮、机舱、塔筒三大部分组成， 1.5MW风力发电机满发时1小时可以向电网输送1500度电量。 一群风力发电机，组成风力发电场（一般5万千瓦以下风电场可由地方发改委审批，即可建风力发电场，即33台1。5MW 49.5MW ） 国内风电场厂每年满发电为2000-3000小时（每年8760小时） 按平均2300小时计算每度电0.56元，一个4.95万千瓦风电场 年售电收入为6375.6万元 风场建设费约4亿元，收回成本的6—8年 风力发电场 。 二、风力发电机整机主要包括： 1.机座 2.传动链（主轴、齿轮箱） 3. 偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承） 4.踏板 5.电缆线槽 6.发电机 7.联轴器 8.液压站 9.冷却泵(风冷型无) 10.滑环组件 11.自动润滑 12.吊车 13.机舱柜 14.机舱罩 15.机舱加热器 16.轮毂 机座：机座是风力发电整机的主要设备安装的基础，风电机的关键设备都安装在机座上。(包括传动链（主轴、齿轮箱）、偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承）、踏板和棒、电缆线槽、发电机、联轴器、液压站、冷却泵(风冷型无)、滑环组件、自动润滑、吊车、机舱柜、机舱罩、机舱加热器等。机座与现场的塔筒连接，人员可以通过风电机塔进入机座。机座前端是风电机转子，即转子叶片和轴。 2、偏航装置：自然界的风，方向和速度经常变化，为了使风力机能有效地捕捉 风能，就相应设置了对风装置以跟踪风向的变化，保证风轮基本上始终处于迎风状况。风力发电机的偏航系统也称为对风装置，其主要作用在于当风向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。另外、当风机对风相同一个方向旋转几圈之后，向塔筒底部输送电力的线缆也会扭转，为了保护电缆，系统会控制风机向相反的方向旋转，既解缆。 为了使风机的桨叶转子工作始终朝向某个方向，在风机内安设了偏航系统，风力机的偏航系统即对风装置。其作用在于当风速矢量的方向变化时，精密的测风仪器将检测信号传输给电脑的软件，经过 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 后驱动偏航系统的电机和齿轮箱使风机尽可能的减少风能损失，快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。 借助偏航驱动电机转动机座，以使转子叶片调整风向的最佳切入角度。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来探知风向。通常，在风改变其方向时，风电机一次只会偏转几度。     风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电机的控制回路的处理器里，经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令，为了增大偏航时的力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在偏航轴承上，带动风轮偏航对风，当对风完成后，风向标失去电信号，电机停止工作， 偏航的驱动机构 几乎所有水平轴的风电机都会强迫偏航。即使用一个带有电动机及齿轮箱的机构来保持风电机对着风偏转。1.5兆瓦风电机上的偏航机构上可以看到环绕内圈的偏航轴承，当系统接到偏航指令时，偏航电机开始运转，通过偏航驱动减速齿轮箱减速之后驱动偏航轴承来实现偏航。 偏航轴承 解缆 电缆用来将电流从风电机运载到塔下。但是当风电机偶然沿一个方向偏转太长时间时，电缆将越来越扭曲。此时我们的风机上安装有一个偏航计数器，当风机同一个方向转动一定的圈数之后，计数器给系统一个指令，系统控制风机往回转动，偏航刹车主机室的转动按照指令的方向，偏航电机转动，液压刹车系统处于释放状态，当偏航电机停止转动时，液压刹车系统处于刹车状态，将主机室固定在相应的位置上，实现解缆。 偏航的组成部件 整个偏航组件包括有偏航驱动电机、偏航驱动齿轮箱、偏航轴承、偏航刹车盘、偏航刹车钳、液压管路、回油管路、润滑系统等。 部分部件如下图所示： 偏航刹车：风机的转动方向应该是按照指令的方向转动的。当偏航电机转动的时候，液压刹车系统处于释放状态，这时偏航刹车钳还会有一定的抱紧量，以保证偏航的速度恒定，保护风机。当偏航电机停止转动时，液压刹车系统处于刹车状态，将风机固定在相应的位置上。 偏航刹车钳：它固定在风机机座上。 我们使用的偏航刹车钳有两个油缸，其大致结构如下图所示：当液压油通过液压油管和进入液压管道后，液压油推动活塞，然后活塞再推动刹车片，上下刹车片抱紧刹车盘实现刹车。 刹车盘：刹车盘和塔筒相连，当风机需要刹车，刹车钳就抱紧它的内缘。 偏航轴承：偏航轴承总成是风机及时追踪风向变化的保证。采用“零游隙”设计的四点接触球轴承，沟道进行特别设计及加工，要承受大的轴向载荷和力矩载荷。采取有针对性的热处理措施，提高齿面强度，以保证轴承具有良好的耐磨性和耐冲击性。同时风机暴露在野外，轴承良好的密封性也是风机使用寿命的保障。 偏航电机、偏航齿轮箱：我公司目前使用的偏航驱动电机是电磁制动三项异步电动机，该机采用全封闭、自扇冷、鼠笼型、具有附加直流电磁制动器的三项异步电坳动，制动迅速、定位准确等优点。偏航齿轮箱为四级行星齿轮箱、继承了行星齿轮传动的一贯优点。 润滑系统、偏航编码器：偏航轴承在使用过程中需要不断地补充润滑油，主要润滑部位有轴承滚道和轴承内齿两部分。润滑系统主要部件如下、一个主油箱、两个分配器、两个润滑小齿轮、润滑管若干，各式接头若干。偏航编码器由一个尼龙小齿轮与偏航驱动齿箱齿轮啮合，可以计算出偏航圈数。 调整偏航齿隙用塞尺测偏航驱动器齿与偏航轴承标准齿啮合后未接触到一面的相应齿隙，并在驱动器端面与机架对应位置上做的标记。 测量时在驱动器端面上记录相应位置的齿隙值，不能达到相应要求，转动驱动器，调整驱动器的定位孔位置，再次测量，最终调整啮合齿间隙在适合范围内（0.54-0.70mm）为止。 3、传动轴链： 主要包括主轴、齿轮箱、高速刹车钳、浮动轴承及轴承座、止推轴承及轴承座等。风力发电机的低速轴将转子轴心与变速齿轮箱连接在一起。在一般的风电机上，转子转速相当慢，大约为0至20转每分钟。 4、齿轮箱： 使用齿轮箱，你可以将风电机转子上的较低转速、较高转矩，转换为用于发电机上的较高转速、较低转矩。风电机上的齿轮箱，通常在转子及发电机转速之间具有单一的齿轮比。 齿轮箱作为风力发电机组中一个重要的机械部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。 1.5MW风机使用的齿轮箱为两级行星齿轮传动一级平行轴齿轮传动。 4.1行星轮齿轮传动 4.1.1行星轮传动齿轮箱的优点： 体积小、质量小，结构紧凑，承载能力大 一般在承受相同的载荷条件下，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的1/2～1/5。 传动效率高 由于行星齿轮传动结构的对称性，使得作用于太阳轮和转臂轴承中的反作用力能互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。一般其效率值可达0.97~0.99。 传动比较大， 在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千。而且行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。 运动平稳、抗冲击和振动的能力较强 由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀地分布于太阳轮的周围，从而可使行星轮与转臂的受力平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。 4.1.2行星齿轮传动的缺点是： 材料优质； 结构复杂； 制造和安装较困难。 4.1.3行星齿轮工作原理 齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动。 4.2平行轴齿轮传动 为了方便线缆通过低速轴传递到轮毂内，必须将高速轴与低速轴分开，所以齿轮箱的第三级采用平行轴齿轮传动。 4.3齿轮箱与转子轴联结 锁紧套结构及原理： 转子轴传入轴套后锁紧螺栓，外环移动对内环产生压力，内环和轴套变形从而使轴套与转子轴间产生预紧压力，安全可靠的传递动力 锁紧套连接的特点： 定心精度高。 安装简单，无需加热、冷却或加压设备。 可传动重载，适合动载荷。连接件没有键槽削弱，靠摩擦力传动，没有相对运动。 有安全保护作用。 过载后转子轴与轴套相对滑动，从而保护齿轮箱、发电机等免受损坏。 齿轮箱除传动部件外还包括检测系统、润滑系统、控制系统、加热系统、冷却系统等。 齿轮箱的润滑  对润滑油的要求应考虑： 1）减小摩擦和磨损，具有高的承载能力，防止胶合； 2）吸收冲击和振动； 3）防止疲劳点蚀； 4）冷却，防锈，抗腐蚀。 风力发电齿轮箱属于闭式齿轮传动类型，其主要的失效形式是胶合与点蚀，故在选择润滑油时，重点是保证有足够的油膜厚度和边界膜强度。 连轴器 作用：传递扭距；补偿同轴度的误差，通过联轴器的柔性来消除其中的误差的影响；并保护发电机。 6、滑环单元 作用：为轮毂内供电，实现动静态的用电传导，避免电缆扭曲打结。 7、液压系统 作用：控制高速刹车及偏航刹车的开闭。 8、冷却系统 作用：风冷和水冷，主要是针对齿轮箱在运转时需要冷却。 9、发电机 风电机可以使用同步或异步发电机， 并直接或非直接地将发电机连接在电网上。 直接电网连接指的是将发电机直接连接在交流电网上。非直接电网连接指的是风电机的电流通过一系列电力设备，经调节与电网匹配。采用异步发电机，这个调节过程自动完成。发电机对中最终调整的位置尺寸：上下、前后、左右的尺寸在 技术要求范围内即可。 10、吊车 用来在为现场从塔筒底部向塔顶提升物品。 11、机舱柜 机座设备的控制箱。 12、机舱加热器 为机舱内加热。(4个) 三、塔筒内电缆缚设示意图 风力发电机动力电缆(发电机与变流器连接电缆) 电缆名称 线径 电线规格 电缆数量 备注 U 240mm² 690V 3 发电机定子至变流器 V 240mm² 690V 3 发电机定子至变流器 W 240mm² 690V 3 发电机定子至变流器 PE 120 mm² 　 2 K 120mm² 690V 2 发电机转子至变流器 L 120mm² 690V 2 发电机转子至变流器 M 120mm² 690V 2 发电机转子至变流器 PE 120 mm² 　 1 2×5×0.75 双绞双屏蔽 1 编码器 1、与发电机定子回路连接的电缆，采用工业柔性电缆(低温-40度) 1×240mm² 发电机U、V、W相（A、B、C三相）每相三根1×240mm² 额定电流：1118A PE采用一根2×120mm²电缆 2、与发电机转子回路连接的电缆，采用工业柔性电缆(低温-40度) 1×120mm² 发电机转子K、L、M相（A、B、C三相）每相二根1×120mm² 额定电流：368A PE采用一根1×120mm²电缆 3、 动力电缆沿机舱座下部电缆槽至上部塔筒入口，并用电缆吊网将每根电缆吊褂在机舱底部（下图 ） 四、风力发电机电控系统 国电联合动力UP1500-77/82风机介绍 概述 国电联合动力技术有限公司联合德国aerodyn公司首批设计的1.5兆瓦风机UP77/82 是3叶片、上风向、变浆距、主动偏航、叶轮直径为77/82米、额定功率为1500kW的变桨变速恒频风力发电机组。基于中国实际风资源状况，根据风场类型设计了两种机型：UP77型与UP82型。根据南北方气候条件，UP77和UP82均有常态机组、冷态机组、冷态防风沙机组三种类型。UP77适用于IEC/GL TC2A+风场(适用于IEC Ⅱ类风场，抗Ⅰ类极限风速，即抗50年一遇极限风速70m/s)，UP82适用于IEC/GL TC3A+风场(适用于IEC Ⅲ类风场，抗Ⅱ类极限风速,即抗50年一遇极限风速59.5m/s)。 UP77叶片全长37.5，UP82叶片全长40.25米。由于叶片翼型是联合aerodyn公司专门针对中国风况而设计，且UP82 1.5MKW机组采用了比通常的1.5MW风电机组更长的叶片，所以UP77和UP82的额定风速比通常的1.5MW机组额定风速低。风轮由3个叶片、叶片轴承及球墨铸铁轮毂构成。叶片通过球式轴承，安装在叶片轮毂上，以实现叶片桨距角可调。在高风速下，双馈发电机和变浆距系统将风力机的输出功率保持在额定功率,在低风速条件下，双馈发电机和变浆距系统通过选择风轮转子的转速和叶片角度的最佳结合使风力机的输出功率最大。 低速轴采用双轴承支撑，轴系上传递扭矩，齿轮箱受力改善；齿轮箱由两级行星一级平行轴圆柱齿轮传动。从齿轮箱通过万向联轴节柔性联结，将能量耦合到发电机。 该机采用双馈异步发电机，该电机可以使风力机在比较宽的风轮转子转速变化范围内运转,以获取更多的电能。发电机是一台高效率的4极双馈式发电机,发电机运行时，既可超同步转速运行，也可亚同步转速运行，变速运行在1000～2017rmp之间，而定子输出电压和频率可以维持不变，既可调节电网的功率因数，又可以提高系统的稳定性。 这种采用双馈异步发电机的控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 除了可实现变速恒频控制、减小变频器的容量外，还可以实现有功、无功功率的灵活控制，对电网而言可起到无功补偿的作用。 风力机的基本制动 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是全顺浆制动。高速轴的制动是紧急状态下的紧急制动，通过液压系统启动安装在齿轮箱高速主轴上的紧急碟式制动器。 风力机的功能通过几台微处理器构成的控制单元监控。控制系统安装在机舱内。在风力机全工况的过程中调节控制系统可以使叶片的转动角度变化在0°～90°。控制系统根据安装在机舱顶部的风向仪提供的风向信息控制偏航系统转向。 变桨系统为叶片独立电变桨系统，提高了系统的可靠性，降低了维护成本。 偏航系统是由回转支撑轴承和四台电机驱动的齿轮传动机构组成的 。 机舱盖是由玻璃纤维强化聚脂材料制成，可以保护机舱内部的设备，防雨、雪、尘和阳光的照射。 机舱内还安装了一台起重量为300千克的链式提升机，提升高度为80米。 风力机的塔架是钢制圆锥型筒式结构（不在供货范围内），设有攀梯助力装置（由用户选购）。 机组技术资料 UP77/1500 机组技术数据 表一、UP77/1500 IIA+ LT 机组总体技术数据 序号 描 述 单 位 规 格 1 机组数据 1.1 制造商 国电联合动力技术有限公司 1.2 型 号 UP77/1500 IIA LT 1.3 额定功率 kW 1500 1.4 叶轮直径 m 77.36 1.5 切入风速 m/s 3 1.6 额定风速 m/s 11 1.7 切出风速（10分钟均值） 切出风速 （3秒平均值） m/s 25 35 1.8 重新切入风速 m/s 20 1.9 抗最大风速（3秒均值） m/s 70 1.10 设计寿命 年 20 2 叶 片 2.1 产品型号 37.5（或aerodyn设计的其它厂家） 2.2 叶片材料 玻璃纤维增强树酯 2.3 叶片数量 个 3 2.4 叶轮转速 Rpm 9.7～19.5 2.5 额定转速 Rpm 17.4 2.6 最优叶尖速比 8.5 2.7 扫风面积 m2 4700.3 2.8 旋转方向(从上风向看) 顺时针 2.9 风轮倾角 ° 5 3 齿轮箱 3.1 型 号 Jake PPSC1290 或南高齿（或满足质量的其它厂家） 3.2 齿轮箱结构 两级行星一级平行轴圆柱 3.3 齿轮传动比率 100.75 3.4 额定功率 kW 1652 3.5 润滑形式 电动油压泵 3.6 润滑油型号 Mobil Mobilgear SHC XMP 320或满足质量要求的同类型润滑油 4 发电机 4.1 类型 4极双馈异步发电机 4.2 额定功率 kW 1550 4.3 额定电压 V 690 4.4 定子额定电流 A 1200（功率系数为+0.95时） 1118（功率系数为1时） 1198（功率系数为-0.95时） 4.5 转子额定电流 A 513（功率系数为+0.95时） 452（功率系数为1时） 445（功率系数为-0.95时） 4.6 额定转速 rpm 1750 4.7 额定频率 Hz 50 4.8 绝缘等级 F 4.9 润滑脂型号 Kluberplex bem41-132或通用油酯 4.10 防护等级 IP54（发电机） 5 制动系统 5.1 主制动系统 全顺桨独立制动 5.2 第二制动系统 单盘式，失效安全，主动型（在电网断开期间可让传动系统停车） 6 偏航系统 6.1 类型 主动电驱动型 6.2 偏航轴承形式 4点接触双滚珠轴承，内齿 6.3 偏航速度 度/秒 0.8 7 控制系统 7.1 控制柜 7.2 软并网装置/类型 IGBT逆变 7.3 补偿电容容量/组数 kvar 无 7.4 额定出力的功率因数 -0.95～0.95（可调节） 8 防雷保护 8.1 防雷设计标准 按照IEC61024-I设计 符合GL2003认证规范 8.2 防雷措施 电气防雷、叶尖防雷等 8.3 风机接地电阻 Ω ≤4Ω 9 塔架 9.1 类 型 钢制锥筒（内设爬梯、防跌落保护、照明灯等） 9.2 高度（塔底法兰至轮毂中心高） 米 65 9.3 表面防腐 喷漆防腐 10 重量 10.1 机舱 吨 68 10.2 叶轮 吨 33.1 10.3 塔架 吨 121.7 11 基础 地埋基础环钢砼结构 12 适用范围 12.1 运行温度 ℃ -30～+40℃ 12.2 生存温度 ℃ -40～+50℃ 12.3 防沙尘 mg/m3 10 12.4 是否考虑冰载 是 表二、UP77/1500 IIA LT 机组总体技术数据 序号 描 述 单 位 规 格 1 机组数据 1.1 制造商 国电联合动力技术有限公司 1.2 型 号 UP77/1500 IIA LT 1.3 额定功率 kW 1500 1.4 叶轮直径 m 77.36 1.5 切入风速 m/s 3 1.6 额定风速 m/s 11 1.7 切出风速（10分钟均值） 切出风速 （3秒平均值） m/s 25 35 1.8 重新切入风速 m/s 20 1.9 抗最大风速（3秒均值） m/s 59.5 1.10 设计寿命 年 20 2 叶 片 2.1 产品型号 37.5（或aerodyn设计的其它厂家） 2.2 叶片材料 玻璃纤维增强树酯 2.3 叶片数量 个 3 2.4 叶轮转速 Rpm 9.7～19.5 2.5 额定转速 Rpm 17.4 2.6 最优叶尖速比 8.5 2.7 扫风面积 m2 4700.3 2.8 旋转方向(从上风向看) 顺时针 2.9 风轮倾角 ° 5 3 齿轮箱 3.1 型 号 Jake PPSC1290 或南高齿（或满足质量的其它厂家） 3.2 齿轮箱结构 两级行星一级平行轴圆柱 3.3 齿轮传动比率 100.75 3.4 额定功率 kW 1652 3.5 润滑形式 电动油压泵 3.6 润滑油型号 Mobil Mobilgear SHC XMP 320或满足质量要求的同类型润滑油 4 发电机 4.1 类型 4极双馈异步发电机 4.2 额定功率 kW 1550 4.3 额定电压 V 690 4.4 定子额定电流 A 1200（功率系数为+0.95时） 1118（功率系数为1时） 1198（功率系数为-0.95时） 4.5 转子额定电流 A 513（功率系数为+0.95时） 452（功率系数为1时） 445（功率系数为-0.95时） 4.6 额定转速 rpm 1750 4.7 额定频率 Hz 50 4.8 绝缘等级 F 4.9 润滑脂型号 Kluberplex bem41-132或通用油酯 4.10 防护等级 IP54（发电机） 5 制动系统 5.1 主制动系统 全顺桨独立制动 5.2 第二制动系统 单盘式，失效安全，主动型（在电网断开期间可让传动系统停车） 6 偏航系统 6.1 类型 主动电驱动型 6.2 偏航轴承形式 4点接触双滚珠轴承，内齿 6.3 偏航速度 度/秒 0.8 7 控制系统 7.1 控制柜 7.2 软并网装置/类型 IGBT逆变 7.3 补偿电容容量/组数 kvar 无 7.4 额定出力的功率因数 -0.95～0.95（可调节） 8 防雷保护 8.1 防雷设计标准 按照IEC61024-I设计 符合GL2003认证规范 8.2 防雷措施 电气防雷、叶尖防雷等 8.3 风机接地电阻 Ω ≤4Ω 9 塔架 9.1 类 型 钢制锥筒（内设爬梯、防跌落保护、照明灯等） 9.2 高度（塔底法兰至轮毂中心高） 米 65 9.3 表面防腐 喷漆防腐 10 重量 10.1 机舱 吨 68 10.2 叶轮 吨 33.1 10.3 塔架 吨 100.7 11 基础 地埋基础环钢砼结构 12 适用范围 12.1 运行温度 ℃ -30～+40℃ 12.2 生存温度 ℃ -40～+50℃ 12.3 防沙尘 mg/m3 10 12.4 是否考虑冰载 是 UP82/1500 机组总体技术数据 表三、UP82/1500 IIIA+ LT 机组总体技术数据 序号 描 述 单 位 规 格 1 机组数据 1.1 制造商 国电联合动力技术有限公司 1.2 型 号 UP82/1500 IIIA+ LT 1.3 额定功率 kW 1500 1.4 叶轮直径 m 82.76 1.5 切入风速 m/s 3 1.6 额定风速 m/s 10.5 1.7 切出风速（10分钟均值） 切出风速 （3秒平均值） m/s 25 35 1.8 重新切入风速 m/s 20 1.9 抗最大风速（3秒均值） m/s 59.5 1.10 设计寿命 年 20 2 叶 片 2.1 产品型号 40.25 2.2 叶片材料 玻璃纤维增强树酯 2.3 叶片数量 个 3 2.4 叶轮转速 Rpm 9.7～19.5 2.5 额定转速 Rpm 17.4 2.6 最优叶尖速比 8.5 2.7 扫风面积 m2 5384 2.8 旋转方向(从上风向看) 顺时针 2.9 风轮倾角 ° 5 3 齿轮箱 3.1 型 号 Jake PPSC1290或南高齿 3.2 传动级数 两级行星一级平行轴圆柱 3.3 齿轮传动比率 100.746 3.4 额定功率 kW 1652 3.5 润滑形式 电动油压泵 3.6 润滑油型号 Mobilgear SHC XMP 320或同类性能产品 4 发电机 4.1 类型 4极双馈异步发电机 4.2 额定功率 kW 1550 4.3 额定电压 V 690 4.4 定子额定电流 A 1200（功率系数为+0.95时） 1118（功率系数为1时） 1198（功率系数为-0.95时） 4.5 转子额定电流 A 513（功率系数为+0.95时） 452（功率系数为1时） 445（功率系数为-0.95时） 4.6 额定转速 rpm 1750 4.7 额定频率 Hz 50 4.8 绝缘等级 F 4.9 润滑脂型号 Kluberplex bem41-132或同类性能油脂 4.10 防护等级 IP54 5 制动系统 5.1 主制动系统 全顺桨独立制动 5.2 第二制动系统 单盘式，失效安全，主动型（在电网断开期间可让传动系统停车） 6 偏航系统 6.1 类型 主动电驱动型 6.2 偏航轴承形式 4点接触双滚珠轴承，内齿 6.3 偏航速度 度/秒 0.8 7 控制系统 7.1 控制柜 PLC 7.2 软并网装置/类型 IGBT逆变 7.3 补偿电容容量/组数 kvar 无 7.4 额定出力的功率因数 -0.95～0.95 (可调节) 8 防雷保护 8.1 防雷设计标准 按照IEC61024-I设计 符合GL2003认证规范 8.2 防雷措施 电气防雷、叶尖防雷等 8.3 风机接地电阻 Ω ≤4Ω 9 塔架 9.1 类 型 钢制锥筒（内设爬梯、防跌落保护、照明灯等） 9.2 高度（塔底法兰至轮毂中心高） 米 80 9.3 表面防腐 喷漆防腐 10 重量 10.1 机舱 吨 63 10.2 叶轮 吨 33.7 10.3 塔架 吨 135.3 11 基础 地埋基础环钢砼结构 12 适用范围 12.1 运行温度 ℃ -30～+40℃ 12.2 生存温度(待机) ℃ -40～+50℃ 12.3 防沙尘 mg/m3 10 12.4 是否考虑冰载 是 表四、UP82/1500 IIIA LT 机组总体技术数据 序号 描 述 单 位 规 格 1 机组数据 1.1 制造商 国电联合动力技术有限公司 1.2 型 号 UP82/1500 IIIA LT 1.3 额定功率 kW 1500 1.4 叶轮直径 m 82.76 1.5 切入风速 m/s 3 1.6 额定风速 m/s 10.5 1.7 切出风速（10分钟均值） 切出风速 （3秒平均值） m/s 25 35 1.8 重新切入风速 m/s 20 1.9 抗最大风速（3秒均值） m/s 52.5 1.10 设计寿命 年 20 2 叶 片 2.1 产品型号 40.25 2.2 叶片材料 玻璃纤维增强树酯 2.3 叶片数量 个 3 2.4 叶轮转速 Rpm 9.7～19.5 2.5 额定转速 Rpm 17.4 2.6 最优叶尖速比 8.5 2.7 扫风面积 m2 5384 2.8 旋转方向(从上风向看) 顺时针 2.9 风轮倾角 ° 5 3 齿轮箱 3.1 型 号 Jake PPSC1290或南高齿 3.2 传动级数 两级行星一级平行轴圆柱 3.3 齿轮传动比率 100.746 3.4 额定功率 kW 1652 3.5 润滑形式 电动油压泵 3.6 润滑油型号 Mobilgear SHC XMP 320或同类性能产品 4 发电机 4.1 类型 4极双馈异步发电机 4.2 额定功率 kW 1550 4.3 额定电压 V 690 4.4 定子额定电流 A 1200（功率系数为+0.95时） 1118（功率系数为1时） 1198（功率系数为-0.95时） 4.5 转子额定电流 A 513（功率系数为+0.95时） 452（功率系数为1时） 445（功率系数为-0.95时） 4.6 额定转速 rpm 1750 4.7 额定频率 Hz 50 4.8 绝缘等级 F 4.9 润滑脂型号 Kluberplex bem41-132或同类性能油脂 4.10 防护等级 IP54 5 制动系统 5.1 主制动系统 全顺桨独立制动 5.2 第二制动系统 单盘式，失效安全，主动型（在电网断开期间可让传动系统停车） 6 偏航系统 6.1 类型 主动电驱动型 6.2 偏航轴承形式 4点接触双滚珠轴承，内齿 6.3 偏航速度 度/秒 0.8 7 控制系统 7.1 控制柜 PLC 7.2 软并网装置/类型 IGBT逆变 7.3 补偿电容容量/组数 kvar 无 7.4 额定出力的功率因数 -0.95～0.95 (可调节) 8 防雷保护 8.1 防雷设计标准 按照IEC61024-I设计 符合GL2003认证规范 8.2 防雷措施 电气防雷、叶尖防雷等 8.3 风机接地电阻 Ω ≤4Ω 9 塔架 9.1 类 型 钢制锥筒（内设爬梯、防跌落保护、照明灯等） 9.2 高度（塔底法兰至轮毂中心高） 米 65 9.3 表面防腐 喷漆防腐 10 重量 10.1 机舱 吨 63 10.2 叶轮 吨 33.7 10.3 塔架 吨 77.1 11 基础 地埋基础环钢砼结构 12 适用范围 12.1 运行温度 ℃ -30～+40℃ 12.2 生存温度(待机) ℃ -40～+50℃ 12.3 防沙尘 mg/m3 10 12.4 是否考虑冰载 是 UP77 与 UP82 两种机型技术特点比较 表1 两种类型风机的技术特点 参数 机型 设计标准 年平均风 速(m/s) 切入风速 (m/s) 切出风速 (m/s) 安全风速 (m/s) 生存温度 (°C) 运行温度 UP77型 IEC/GL TC2A+ 8.5 3 25 70 -40 ~+50或-20~+50 -30~+40 或-10~+40 UP82型 IEC /GL TC3A+ 7.5 3 25 59.5 -40 ~+50或-20~+50 -30~+40 或-10~+40 续表1 两种类型风机的技术特点 参数 机型 风轮直径 (m) 风轮转速 范围(rpm) 风轮额定 转速(rpm) 额定 风速 塔筒底部 直径(m) 轮毂高度 (m) UP77型 77.2 9.7~19.5 17.4 11 4.2 65/75 UP82型 82.7 9.7~19.5 17.4 10.5 4.2 75/80 功率曲线 UP77 1500kW机组标准功率曲线 风速（m/s） 功率(KW) 推力系数 UP77功率曲线 3 9.8 0.799 4 47.4 0.8 5 130.2 0.8 6 247.4 0.8 7 415.1 0.8 8 637 0.8 9 917.4 0.788 10 1237 0.729 11 1513.3 0.616 12 1514 0.431 13 1502 0.325 14 1505 0.258 15 1497.4 0.208 16 1494.6 0.172 17 1494 0.145 18 1496.1 0.124 19 1495.7 0.107 20 1504.3 0.094 21 1500.5 0.083 22 1513.1 0.074 23 1483.7 0.066 24 1503.7 0.06 25 1510.5 0.055 UP82 1500kW机组标准功率曲线 风速（m/s） 功率（KW） 推力系数 UP82功率曲线 3 4 0.923 4 49.2 0.874 5 146.6 0.753 6 278.2 0.75 7 466.9 0.75 8 716.4 0.75 9 1030.9 0.742 10 1364.7 0.674 11 1500 0.598 12 1500 0.525 13 1500 0.461 14 1500 0.407 15 1500 0.362 16 1500 0.325 17 1500 0.293 18 1500 0.267 19 1500 0.245 20 1500 0.226 21 1500 0.21 22 1500 0.196 23 1500 0.183 24 1500 0.172 25 1500 0.162 联合动力UP77/82 1500kW机组先进性说明 1）叶片：由于叶片翼型是联合aerodyn公司专门针对中国风况在2005年后设计的新翼型，且UP82和UP77 1.5MKW机组采用了比通常的1.5MW风电机组更长的叶片，所以UP77和UP82的额定风速比通常的1.5MW机组额定风速低。风轮由3个叶片、叶片轴承及球墨铸铁轮毂构成。叶片通过球式轴承，安装在叶片轮毂上，以实现叶片桨距角可调。在高风速下，双馈发电机和变桨矩系统将风力机的输出功率保持在额定功率,在低风速条件下，双馈发电机和变桨距系统通过选择风轮转子的转速和叶片角度的最佳结合使风力机的输出功率最大。通过对翼型参数进行优化设计，获得了较高的风能效率。 叶片基体材料采用高性能的低粘度环氧树脂加热固化，具有粘接强度高、韧性好、耐腐蚀、耐疲劳性能好，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。 2）解决齿轮箱故障 齿轮箱的故障对于风电机组业主来说是一个严重的问题，它需要大型起重机并要花很长时间去维修。齿轮箱的设计考虑了如下技术要求，以保证UP77/82 1.5MW风电机组的齿轮箱满足设备的可靠性： 为了达到更大的啮合比，选用更适合的高齿齿形； 为了均衡每个齿通过螺线时的齿接触面，对螺线进行调整； 由于湍流和运行工况引起的齿轮啮合不平衡，需要采用更高强度的轴承； 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； 对所有齿轮和轮片进行100％的加工误差的工艺测试检查； 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。 3）雷击问题的考虑 控制系统发生故障主要是由雷电攻击引起的。在中国存在两种类型的雷电，冬天的雷电和山区的雷电。这些雷电的强度几乎是欧洲平坦地区雷电强度的10倍，它们很容易导致控制系统和电力系统的电路烧毁。因此提供耐用和能实现快速维修，并平稳恢复正常运行的设备是非常重要的。就这点而言，对带有逆变器的变速恒频风电机组进行快速维修是保持风电机组有效性的关键点。按照IEC61024-I设计了整机的防雷系统，防雷系统符合GL2003认证规范。 4）抗极限载荷能力强 风轮叶根部采用加强设计，抗极限载荷能力大大提高， UP82的50年一遇抗大风能力为59.5m/s(3秒平均值)，保证UP77/82风电机组的长期安全可靠运行。 5）扫风面积大，额定风速低，可显著降低风电场的度电成本 由于采用40.25米长叶片的UP82/1500风电机组的扫风面积比现有进口或从国外引进许可证生产的同类机型扫风面积增大15%至20%，额定风速比常见的用于三类风场的77米叶片类型风机额定风速低，所以UP82/1500的年发电量可提高10%左右，可以显著降低风电场的度电成本； 6）双馈变流器 主电路采用两个结构相同的三相PWM整流器和逆变器，实现矢量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-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。 7）电控系统 采用独立电变桨系统，相对液压变桨系统，电动变桨消除了漏油隐患，可靠性更高，维护成本更低，故障诊断及状态监测系统、故障状态下的安全复位功能、雷电保护控制、电池管理功能等确保了系统的高可靠性。由于风电机组控制需处理复杂电子控制指令，包括远程数据监视和电网供电等。本公司的设计应用了前沿的新控制器概念，使用开放、标准化的软硬件，消除了由于兼容性所导致的问题。本项目产品风力发电控制系统基于Beckhoff工控机、TwinCAT自动化软件和总线端子技术。 8）传动链可靠性高 采用长轴传动系统设计，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。 低速轴采用双轴承支撑，轴系上传递扭矩，齿轮箱受力改善；齿轮箱由两级行星一级平行轴圆柱齿轮传动。从齿轮箱通过万向联轴节柔性联结，将能量耦合到发电机 ，齿轮箱不承担转子重量和推力，可靠性大大提高。 传动系统的布置图如下图所示。 9）偏航内齿设计：偏航系统采用内齿轮传动，减小外部环境对齿轮的影响。 10）机舱正压设计：客户可根据当地环境情况及业主要求选择机舱正压设计，维持机舱内空气质量，减小沙尘等进入机舱内部。 11） 出厂前全功率试验 出厂前的全功率试验台实验确保风机系统的高可靠性。风机出厂前可在不同负载条件下对风力发电机机械传动系统、电气系统、控制系统进行全面检验和测试。 全功率试验台如下图所示： 低温型UP77/1500和低温型UP82/1500机组具有良好的耐低温性能，耐低温设计主要从以下方面体现： 1）材料方面：由于特殊的气候条件，对以下部件使用了相应的低温材料：轮毂、主轴、主轴承座、发电机支架和齿轮箱支架、塔架、变桨回转轴承、偏航轴承部件、液压系统、螺栓连接系统、电缆系统、传感器和润滑系统、机舱罩。 2）变桨系统电池：电池箱使用隔热垫进行隔热。在每个电池箱内都安装有一个温度传感器，在温度过低时可将风电机组安全停机。安装在每个电池箱内的加热系统将蓄能器加热到规定温度。加热过程由恒温器控制，该恒温器集成在加热单元内部。 3）齿轮箱：由加热棒对齿轮油进行加热，这在油池温度较低时进行。 4）发电机：在滑环室内装加热器，以保证发电机的温度和湿度要求，发电机完全按低温要求设计。 5）液压系统：在寒冷的天气启动时，可以对所有液压系统的关键部件进行加热。 6）开关柜：对所有开关柜加大加热功率。柜内的温度由温度传感器进行控制，加热系统直接与隔栅网相连并通过恒温器激活。 7）电缆：使用了适应温度为-40°C的电缆。 8）传感器：速度传感器、偏航定位传感器以及风力测量设备均适合最低-40°C的温度。 9）在机舱内安装了三个5kw的电加热器，当启动温度过低时，可对机舱加热。 10）控制系统通过处理器对不同的启动温度进行处理以达到必要的工作温度：主要温度测量点位于机舱内、外部以及齿轮箱、发电机和所有柜子内。对机舱的加热以及对齿轮箱的加热在不同的操作状态下根据机舱内部和齿轮油的温度进行控制。风电机组静止时，轮毂内电池箱的加热以及机舱内和塔基控制柜的加热通过内部恒温器的控制使之保持在规定温度之上。