华锐风机技术规格书Word文件下载.docx
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叶片数量
个
2.4
叶轮转速
rpm
9.7-19
2.5
扫风面积
m2
5398
2.6
旋转方向（从上风向看）
顺时针
齿轮箱
3.1
制造厂家/型号
大连华锐通用减速机厂/DHWG1500
3.2
传动级数
3.3
齿轮传动速比
1/104.1
3.4
1,700（输入端）
3.5
润滑形式
强制润滑
4
发电机
4.1
天元电机厂/永济电机
4.2
1520
4.3
额定电压
V
690
4.4
额定转速及转速范围
1800/1000～2000
4.5
功率因数
容性0.95～感性0.9
4.6
绝缘等级
H
4.7
防护等级
IP54
5
变频器
5.1
制造厂家
AMSC（美国超导）
5.2
容量
KVA
500
5.3
输入/输出电压
VAC/VAC
690/0～700
5.4
输入/输出电流
A/A
200/500
5.5
输入/输出频率变化范围
Hz
50±
2/0～17
6
制动系统
7.1
主制动系统
空气制动
7.2
第二制动系统
机械制动
7.3
制动液型号
ShellTellusARCTIC32
8
偏航系统
8.1
型号/设计
主动
8.2
控制
变频异步电机驱动的多级行星齿轮
8.3
偏航控制速度
°
/min
18.3-23.2
8.4
风速风向仪型号
2D
9
就地控制系统
9.1
Windtec
10
防雷保护
10.1
防雷设计标准
IEC61024以及当地环境
10.2
机组接地电阻值
Ω
小于等于4
11
重量
11.1
机舱
吨
55.614
11.2
轮毂
18
11.3
3×
6.3
1.2主要材料表
表2机组部件主要材料表
部件名称
使用材料
材料性能
主机架
Q345E-Z25
σs>
275Mpa；
低温冲击功Akv>
27J
球墨铸铁QT18AL
σb>
400Mpa；
σ0.2=250Mpa
偏航齿轮
42CrMo4
σ0.2>
650Mpa；
低温冲击功EW>
刹车片
Q345-E
295Mpa；
470Mpa；
1.3振动设计标准
表3振动设计标准
部位
允许振动标准
GB/T6404
增速齿轮箱
GB/T8543-1987/GB/T6404
高速轴/低速轴
DINENISO10680
GB/T10068-2000/GB/T10069
2功率曲线、推力系数曲线和Cp曲线
2.1机组在标准空气密度下的功率曲线
表4标准功率曲线
风速
（m/s）
标准空气密度（1.225kg/m3）
功率（kW）
图表1
图表2
4.466
72.16
164.67
300.02
7
489.3
749.9
1064.3
1395.9
1500.6
12
13
14
15
16
17
19
功率曲线按认证的功率曲线。
2.2机组在标准空气密度下的推力系数曲线
表5推力系数数据
SL1500/82风机的推力系数数据
轮毂风速[m/s]
推力系数[.]
推力系数[.]
1.10636
0.349699
0.914581
0.268106
0.789601
0.212103
0.792174
0.17165
0.79468
0.141506
0.796901
0.11853
0.736003
0.100623
0.670687
0.086435
0.480418
0.074977
图1SL1500/82风机推力系数曲线
2.3机组在标准空气密度下的Cp曲线
表6SL1500/82风机的Cp曲线数据
风速（m/s）
Cp（％）
32.8774
28.4893
46.0348
22.4087
48.5604
17.9433
48.5855
14.5888
48.6025
12.0197
48.6178
10.0209
47.6681
8.4414
45.5329
7.1777
36.9883
6.1541
图2SL1500/82风机的Cp曲线
3塔筒技术资料
表7风机不同轮毂高度与相应塔筒数据
轮毂高度（m）
65m
70m
80m
100m
节数
长度（m）
18.86
重量（kg）
49232
24.21
40312
24.33
26715
塔架总重量（kg）
116260
基础环重量（kg）
8969
法兰钢材规格型号
Q345E
筒体钢材规格型号
4风机基础资料
以下为标准基础技术资料，对于风场正式使用的风力发电机基础，将根据风场塔架高度和地质情况以及风载情况进行计算。
表8轮毂的不同高度与相应风机基础的技术数据
基础钢筋用量（kg）
29700
基础混凝土用量（m3）
280.55
基础混凝土强度
C30
图3基础载荷坐标
图4标准基础图
5技术描述
SL1500为三叶片、水平轴式风力发电机组，采用变速变桨双馈的发电技术，是特别为高效利用内陆风能而开发的机型。
风力发电机机组转速可变，在标准空气密度下，风速范围在从3.0m/s到10.5m/s之间以最佳效率运行，当风速达到10.5m/s时，达到其额定输出1,500kW，在10.5m/s到20m/s范围内风力发电机组达到恒定的输出功率。
为了把不同的风速和风向变成恒定的输出功率，一方面，各个叶片可以按照风向进行调节，另一方面，整个机舱可以按照风向的不同进行偏航调节。
5.1技术特点
SL1500机型通过了德国劳埃德船级社认证，是目前国际上技术最先进的一种机型，新机型中融合了许多新技术，主要体现在以下几个方面：
（1）变桨系统带蓄电池，在电网掉电下能够实现机组保护功能。
保证机组在电网脱离时，仍能实现桨叶调节，保证了风机的安全。
蓄电池安装在机舱内，维修方便。
（2）周全的防雷击措施
叶片前端部采用金属制结构，以保护叶尖不受损坏。
在各可动部分都装设电刷，迅速泄放电流。
机舱顶部还设置避雷针。
（3）采用高性能的发电系统
通过双馈异步发电机和IGBT控制器，可以做到功率控制和抑制冲击电流的发生，风速变化引起的转矩变化小，变速运行，发电量大，并网时不产生突入电流。
由于采用了IGBT的四象限控制，正常运行以功率因数为1运行，同时功率因素具有容性0.95～感性0.9范围运行能力，在必要时可以向电网补偿无功功率。
（4）变速恒频及磁链解耦控制
变速恒频技术大幅延长了核心部件的使用寿命，同时显著提高系统的发电品质和发电量，并具有相当大的抗电网跌落能力。
●风机的转速随风速得到最优控制，可以高效运行。
●改变转速可以避免瞬间的风速变动引起转矩的波动、吸收阵风或紊流引
起的受力载荷变化，提高关键部件寿命和电力品质。
●控制系统采用ABB公司高端的CPUWT98和WT97为中央处理器控制整台
风机的控制和数据采样，实现风机的全自动控制和远程监控。
（5）电动变桨控制
电动变桨具有更为快速的响应速度、更为准确地控制桨距，三个桨距系统互相独立，即使其中之一出故障，也能安全停机，电动变桨，没有漏油隐患，可靠性更强，维护量更少。
（6）滑动式偏航系统
在偏航齿圈、主机架，侧面轴承的连接处分别布置了滑动衬垫，以实现机舱相对于塔架的转动。
滑动衬垫能够提供一定的摩擦阻尼，不需要油压偏航制动器。
（7）独特的紧凑型主轴
风机转子轴内置于齿轮箱内，同外伸主轴相比，机舱重心可以更加靠近塔架中心，大大减少了由于风载荷及设备自重对偏航系统、塔架基础的倾覆力矩，提高部件和整机的承载能力。
（8）变频器置于机舱内
SL1500将变频器及控制器都置于机舱内，因而变频器输出与发电机距离更近，避免了长线引起的分布电感、分布电容的影响。
（9）制动系统
SL1500风力发电设备具有两个独立的制动系统，即空气制动和机械制动，在正常工作过程中和紧急情况下，任何一种制动都可以使风机安全停机。
图5整机布置图
1－机舱；
2－塔筒；
3－叶片；
5－发电机；
7－齿轮箱；
10－轮毂
（10）防盐雾措施（防腐措施）
SL1500按照海岛的环境条件进行设计，适用于沿海地区；
机组外部按照ISO12944C5M，内部接照C4等级要求；
电气元件接照三防要求采购，电缆采用船用电缆。
（11）安全停机措施
为保证风电机组在沿海滩涂地区停机期间的安全，SL1500风机的叶片始终处于顺桨状态，制动器始终处于制动状态。
风机从设计上保证了机组在极限风况下安全停机的可靠性。
（12）防止机内振动的措施
SL1500风机采取了下列措施来防止机内振动：
齿轮箱与主机架连接处安装了两层减振块，在发电机底座，电控柜与主机架、机舱罩与主机架的连接处都设置了减振块，从而有效的防止和减少了机舱内的振动。
SL1500风机采用了弹性联轴器，弹性联轴器除传递扭矩外还可以吸收水平方向及垂直方向上的振动。
SL1500风机的塔筒、机舱、叶片的固有频率各不相同，避免了风机各部件的共振现象。
5.2部件描述
5.2.1叶轮装置包括叶片、轮毂、变桨系统。
叶轮直径82.9米，单个叶片长度为40.25米，空气动力翼型和叶片的外形使叶片在最低负荷情况下达到极高的空气动力效率。
叶片材料为具有特殊性能的玻璃纤维/环氧树脂、胶、凝胶漆，适用于低温地区，叶片外表防护层具有较高的防雨雪、防沙尘抗磨损的性能。
叶片设计成多格式杆柱/壳体结构,单个叶片具有内置的防雷击装置，包括一个金属叶尖，沿叶片后缘布置的导体，以及连接叶片和机舱的一根接地电缆。
轮毂为铸造结构，与叶轮轴连接。
变桨矩轴承和单个变桨矩驱动装置分别与轮毂连接。
变桨系统
变桨矩系统具有两个功能，一个是作为主要制动系统，另一个是作为风力发电机组额定输出运行的速度控制器，在额定负荷范围内对风机转速进行调节。
每个叶片由一套传动单元驱动，由伺服电机、减速机、小齿轮等部件组成。
通过电子控制装置，使各传动单元之间保持同步，也可以单独调节每个叶片。
在一个传动单元发生故障时，仍可以安全停机。
5.2.2机舱包括以下部件：
主机架为焊接件，是机舱中的承载部件，齿轮箱，发电机和偏航系统分别与主机架连接，偏航系统的传动装置也固定在主机架上。
齿轮箱由两个行星级和一个斜齿正齿轮级构成。
叶轮轴内置到齿轮箱壳体内，使轮毂直接与齿轮箱的输入轴连接。
系统配备一个油冷却装置，在较高的环境温度下冷却装置把齿轮箱的油冷却到理论温度。
在齿轮箱内，内置附加的加热系统，并使用适合低温运行的齿轮油，使齿轮箱能在低温环境下正常工作。
偏航装置
偏航装置根据风向仪测得的信号，通过同步控制的四套驱动马达绕着固定在塔架上齿圈转动机舱。
齿圈是机舱和塔架的连接部件。
偏航装置设置720度限位，能够自动解缆。
风力发电装置包括双馈感应发电机、发电机编码器等。
通过大功率电子装置（IGBT功率器件），发电机在转速范围内以高效率运转。
功率因数在容性0.95到感性0.9范围内可调。
为了避免由于潮湿、结露而对发电机造成损害，发电机绕组内埋有加热线圈。
此外，在发电机内装有PT100温度传感器，检测发电机绕组的温度和发电机轴承的温度。
制动器与联轴器
制动器与联轴器安装在齿轮箱和发电机之间。
制动器安装在齿轮箱的高速轴端，用于紧急情况下的制动和维护时的锁定。
该制动器是一个液压动作的盘式制动器，为常闭式，具有自动补偿和磨损显示功能。
除传递扭矩外，弹性联轴器还可以吸收水平方向及垂直方向上的振动。
减振装置
齿轮箱与主机架连接处安装了两层减振块，用于对齿轮箱振动的减震及消音。
减振块由环状布置的弹性体层组成。
另外在发电机底座，电控柜与主机架、机舱罩与主机架的连接处都设置了减振块，从而有效的防止和减少了机舱内的振动。
机舱罩与轮毂罩
为保护机器件防止受到气候影响，减少噪声幅射以及提高空气动力，在轮毂、机舱及叶片都设置了玻璃钢保护罩。
机舱罩上部装有防雷电保护的接地电缆，在机舱罩的连接处，采用了橡胶密封，以防雨水和沙尘的侵蚀。
维修葫芦
机舱内安装了一台电动葫芦，可以在机舱内和机舱外对工具、油脂等小物品进行吊装。
水冷系统
水冷系统由水泵、水箱、温度及压力传感器、控制阀、连接管路、散热器等组成。
发电机、变频器均采用水冷却的方式，系统泵站安装在机舱内，水-空气换热器安装在机舱外。
当发电机和变频器的温度超过系统的设定温度时，水冷系统开始启动，冷却水将通过散热器进行散热，直至达到热平衡为止。
风向风速仪
风向风速仪采用超声波式，安装在机舱外部的上侧。
借助风向风速仪，可以测出风向及风速。
变桨和偏航系统根据风速与风向调整叶片角度和机舱的方向。
防雷击装置
叶片安装有一个防雷击系统。
机舱内置有接地电缆，机舱外设有一个避雷针。
这些装置与一根接地电缆直接连接。
雷击通过塔架被传导到基础的接地系统中。
在有相对运动的连接部件之间，设置了雷电保护爪。
安全消防设施
机舱和塔筒内配置的安全消防设施主要是灭火器。
在塔筒底部平台配有一台灭火器。
在塔筒上平台同样也配置一台灭火器。
5.2.3塔架
塔架为钢制锥筒式。
塔架的内部带有攀登保护装置的安全爬梯、照明设备、助力装置和休息平台等，另外电缆桥架和动力电缆也布置在塔筒内。
5.2.4风机基础
风力发电机组基础为实体重力式。
基础中预埋基础环，基础环与塔架采用法兰连接，在基础环下法兰与基础面之间设置了三组调节螺栓，用于调整基础环上平面的平面度。
5.2.5电气装置
双馈感应发电机（5）
转子叶片调节装置（9，节距控制）和风力跟踪（11）
三个带输入和输出点（I/O点）的微处理器及控制模块
通讯用的微处理器模块
监控系统和安全链
图6机舱
4－冷却系统；
6－制动联接装置；
8－减噪装置；
9－变桨系统；
10－轮毂；
11－偏航系统；
12－主机架；
13－机舱罩
（1）电功率
一台双馈感应发电机使风力发电机组变速运转。
双馈感应发电机包括一个绕线转子感应发电机和一套IGBT逆变器，采用变压和变频激励发电机的转子。
采用双馈感应发电机，具有以下优点：
较高的电效率
总谐波畸变率降到可以忽略的程度
根据提供的数值或者客观要求，在整个工作范围内具有很强的控制输出功率和无功功率能力，功率因数（cosφ）：
标准1.0。
可控发电机和逆变器安装有各种温度传感器和空间加热器防止冷凝。
表9电功率说明
类型
SL1500
发电机形式
双馈感应发电机
逆变器形式
IGBT，4象限运行
额定容量kW
额定电压，V
功率因数（cosφ）
标准1.0,可控
谐波畸变率
～5％
（2）控制系统
控制系统由三个带输入输出口（I/O）的微处理器单元构成。
所有这些单元依靠串行接口通讯，其中主站CPU通过Can总线控制发电机的变频器，从站CPU通过Can总线连接控制偏航变频器和变桨变频器。
两个单元都安装在机舱处，且都能独自控制各自相关功能。
塔基处设有一个微处理器模块通过光缆与机舱进行通讯，通过光纤与中央监控系统通讯。
表10控制系统描述
形式
PLC，自由编程
功能
可控
表11电气性能
系统模型：
SL1500
性能
额定功率额定电压额定电流
1520KW690V1255A
功率因数λ
1/4Pn1/2Pn3/4PnPnPmax
11111
峰值功率P/Pn
瞬态值1分钟10分钟最大功率曲线
1.11.001.001.1
SL1500风力发电机组具有无功功率控制能力，功率因数可恒为1。
如果需要，可调节无功为容性无功cosφ=0.95,也可将感性无功降为cosφ=0.90。
这种无功功率的控制能力使用户可以在功率系统中调节电压。
（3）中央监控系统
中央监控系统实现对各风电机组的实时在线监控和管理，控制各风电机组的启动与停机，进行定值修正，实现控制操作的画面显示、报表生成、打印、事件记录、报警、事故追忆、分析等功能，具备系统故障的自动诊断恢复功能；
在通讯中断情况下，不丢失技术数据。
数据传输采用光缆，光缆采取环网的方式进行联接。
中央监控系统可以显示下列信息：
（包括单机和全部机组）
（1）当前有功功率、无功功率；
（2）电压（V），三相有效值；
（3）频率（Hz）；
（4）电流（A），三相有效值；
（5）功率因数；
（6）叶轮的转速（rpm）；
（7）发电机转速（rpm）；
（8）运行时间（小时）；
（9）风电机组的状态；
（10）实际有效发电量（kWh）；
（11）当地风速（m/s）；
（12）发电机的温度（℃）；
（13）齿轮箱温度（高速轴的轴承齿轮）（℃）；
（14）齿轮油温（℃）；
（15）机舱的环境温度（℃）；
（16）机械刹车状态；
（17）过去所有时间每台风电机组的日、月、年发电量和所有风电机组合计日、月、年发电量，以及每台风电机组和所有风电机组的总发电量；
（18）20年内的故障及停机记录；
（19）功率曲线统计，可进行月、年统计或可指定时间区间；
（20）故障停机前900秒的所有详细数据。
（21）以MkWh为单位的总发电量
当出现下列情况时，风力发电机组停机，显示和发出报警信号。
（1）液压系统内油面过低、油压过低、油压过高；
（2）偏航故障；
（3）电缆解缆故障；
（4）控制系统故障；
（5）机舱异常振动；
（6）刹车垫磨损；
（7）机械刹车故障；
（8）发电机、齿轮箱和偏航电机出现异常温度；
（9）叶轮及发电机过速；
（10）安全系统启动。
当出现下列情况时，风力发电机组停机，显示和发出警报信号，并在条件许可时再次自动启动。
（1）低风速
（2）风速过高
（3）电缆解缆
（4）电网故障
风力发电机组监控系统不仅仅显示以上信息，还有更多风力发电机组状态信息和操作界面，完全能够满足用户要求。
该监控系统拥有最大优先权的安全系统，并且不受监控系统故障影响。
（4）电网技术信息
总纲
从20rpm开始，发电机即可运行于恒转矩工作模式，使得系统运行于恒负载状态下，阵风的影响不会传递到电网上。
极限速度以下的风力发电机组速变无需频繁的桨矩调节。
SL1500风力发电机组采用双馈感应发电机（DFIG），DFIG的定子直接连接在三相电网上，电压源型IGBT变频器控制转子部分。
DFIG拥有类似同步电机的控制性能，转子侧逆变器的拥有两个独立变量：
转矩和激磁。
其中激磁分量代表了定子侧的无功分量。
图7双馈发电机功率流图
在最高转速满功率运行时，1125kw的有功功率来自定子，375kW的有功功率来自转子。
因此，DFIG产生的谐波要比所有功率都由逆变器流入电网的同步电机或异步电机变速系统小得多。
功率因数λ（cosφ）
根据需要，功率因数可在额定电压下最大达到容性0.95，感性0.90。
启动运行
启动运行只在直流母线充电时发生，直流电容经过一个电阻充电，电流只有最大额定电流的4%。
功率系统连接
DFIG的功率系统的同步化过程是无冲击的。
同步化之后，转矩和功率都逐渐上升。
（5）机组运行的条件
在满足下列前提条件下，风力发电设备方可投入运行：
·
除了设备投入运行时必要的相关人员留在现场以外，吊舱或塔楼中不再留人。
之前所完成的维护作业完全结束，安上了保护盖，去掉了转子锁紧螺栓。
所有的紧急开关都已经去掉联锁了。
其工作时的环境条件如下：
空气环境温度：
-15～+45摄氏度
相对空气湿度：
5%～95%
海拔高度：
2000m
（6）变频器运行性能
表12特征电气参数
系统功率
1500kW
变频器功率
500kVA
690VAC，±
10%
电源频率
50Hz，±
2Hz
连接电压
1000-1100VDC
转子最高有效电压
700VAC
操作频率
3kHz
k0.95–i0.9
滑差范围
±
30%
电压不对称（电压偏移）
2%
电流不对称
相对相，峰值，最高转子电压
2kV
地对相，峰值，最高转子电压
与电源的连接次数
>
30，000
（7）远程监控装置
SL1500风力发电机组具有远程监控系统，能实时异地监测每台风力发电机组的运行情况。
通过远程监控装置可以调节设备的某些部件设置某些参数，可以通过电话线来存取发电设备数据，并设有密码防护。
在出现故障时，可通过软件来处理这
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