上海电气 新员工培训教材 1.25MW风力机电气系统知识.ppt

2008.7.7 技术部电气组 1 1.25MW风力机电气系统简介风力机电气系统简介 2008.7.7 技术部电气组 2 控制器系统 变频器系统 控制器系统的功能及原理控制器系统的功能及原理 控制器系统的组成控制器系统的组成 变频器的原理和功能变频器的原理和功能 变频器的调试和维护变频器的调试和维护 2008.7.7 技术部电气组 3 保证风力发电机组的安全和可靠运行 保证风力发电机组的最优功率输出 控制器系统的主要功能 2008.7.7 技术部电气组 4 控制器系统的主要原理 风力发电机组的安全控制策略 状态监控 安全链 停机保护 风力发电机组的功率控制策略 变桨距控制 变转速控制 偏航控制 2008.7.7 技术部电气组 5 状态监控 转速 温度 压力 振动 风速 风向 位置 通讯 噪声 电网 UPS 2008.7.7 技术部电气组 6 安全链 过速 振动 扭缆 急停 看门狗 2008.7.7 技术部电气组 7 停机保护 气动刹车 机械刹车 2008.7.7 技术部电气组 8 控制器系统的组成 按功能分按功能分 温度控制系统 液压控制系统 偏航控制系统 刹车控制系统 变桨控制系统 通讯控制系统 按结构分按结构分 控制器 传感器 执行机构 2008.7.7 技术部电气组 9 控制器的组成 控制器硬件 控制器软件 2008.7.7 技术部电气组 10 主主 控控 制制 器器 供电电源供电电源 数字输入数字输入 高速输入高速输入 PT100 输入输入 电网测量输入电网测量输入 数字输出数字输出 模拟输入模拟输入 模拟输出模拟输出 HMI UPS状态状态 站点通讯站点通讯 振动传感器振动传感器 控制器硬件及组成模块 WP3100 2008.7.7 技术部电气组 11 主控制器软件结构 本机操作软件本机操作软件 PC机通讯软件机通讯软件 2008.7.7 技术部电气组 12 本机操作软件 本机操作软件主菜单结构本机操作软件主菜单结构 2008.7.7 技术部电气组 13 PC机通讯软件 WPSHELL WPMS GATEWAY 2008.7.7 技术部电气组 14 变速恒频控制 最大风能跟踪 双向潮流控制 功率因数调节 变频器系统的主要功能 2008.7.7 技术部电气组 15 根据同步转速下定转子磁场相对静止时的频率关系式，当风速变化引起发电机转速变化，也即转子机械频率 变化时，需控制转子电流的励磁电流频率，以保持定子输出频率 恒定。变速恒频控制的主要原理 21fpffm式中 为发电机极对数。p2008.7.7 技术部电气组 16 对于每台风力发电机组，在风速和桨距角一定时，总存在一个最佳叶尖速比 对应着一个最大的风能转换系数 。因此，在任何风速下，只要调节风力机转速，使其叶尖速比（）保持不变，就可以维持风力机在 下运行。最大风能跟踪的主要原理 optmaxpCoptmaxpC2008.7.7 技术部电气组 17 双向潮流控制的主要原理 电压源型双电压源型双PWM变换器变换器 2008.7.7 技术部电气组 18 通过转子电流的解耦控制，调节转子电流的转矩分量，即可控制发电机输出的有功功率；调节转子电流的励磁分量，即可控制发电机输出的无功功率。目前大多数文献所述的励磁控制模型都是从基于同步坐标轴系下的数学模型推导出来的。当定子取发电机惯例,转子取电动机惯例时，其dq同步坐标轴系的数学模型如下所示。功率因数调节的主要原理 rqrdsqsdrqrdsqsdiiiipLRLMpMLpLRMMpMpMpLRLMMpLpLRuuuu22222222221111111111)(rqsdrdsqemiiiiMT2008.7.7 技术部电气组 19 变频器系统的原理简图 放大 2008.7.7 技术部电气组 20 预充电 同步化 并网连接 运行模式 变频器投入运行的主要步骤 2008.7.7 技术部电气组 21 2008.7.7 技术部电气组 22 2008.7.7 技术部电气组 23 2008.7.7 技术部电气组 24 2008.7.7 技术部电气组 25 2008.7.7 技术部电气组 26 2008.7.7 技术部电气组 27 2008.7.7 技术部电气组 28 变频器诊断 MMI 程序 显示状态 修改参数 上载轨迹记录 下载程序包 调试 硬件连接 串并串行结构 变频器远程访问变频器远程访问 2008.7.7 技术部电气组 29 变频器风场通讯组网方式变频器风场通讯组网方式 ISDN SEG Remote Diagnostics ConCycle WInd DeWind Diagnosticse SCADA Mita SCADA WP-Shell Modem Router PfA Remote Diagnostics PfA MMI Alstom Remote Diagnostics Alspa PCS LAN-Modem DeWind Database D4/D6+D8 WEC 2 WEC 1 WEC 3 WEC 4 D4/D6+D8 WEC 5 WEC 6 pls-diag-rev00.vsd,sf,30.01.03 2008.7.7 技术部电气组 30 EMV 安全安全 四控制柜四控制柜 紧凑设计紧凑设计 水冷系统水冷系统 良好接地良好接地 变频器硬件设计变频器硬件设计 2008.7.7 技术部电气组 31 IGBT区域 1S1 转子区域 1S2 变频器硬件设计变频器硬件设计 控制区域 1S3 定子区域 1S4 2008.7.7 技术部电气组 32 变频器结构变频器结构 变频器调试安全作业要求变频器调试安全作业要求 变频器调试前准备变频器调试前准备 变频器手动并网调试变频器手动并网调试 变频器自动并网调试变频器自动并网调试 变频器调试报告填写变频器调试报告填写 变频器调变频器调(SEG)试主要内容试主要内容 2008.7.7 技术部电气组 33 变频器结构变频器结构 总体结构总体结构 1、转子连接 2、定子连接 3、电网连接 2008.7.7 技术部电气组 34 变频器结构变频器结构 1S1IGBT柜柜 1、网侧电抗器 2、网侧滤波器 3、网侧变换器滤波器 4、转子侧变换器滤波器 5、热交换器 6、IGBT 7、E4/E6 风扇温度开关 8、励磁电路滤波器 9、热交换器 2008.7.7 技术部电气组 35 变频器结构变频器结构 1S2转子柜转子柜 1、变压器 2、滤波电容 3、备用端子 4、MS3 5、过压保护触发器 6、过压保护装置 7、空气电抗器 8、转子连接铜排 9、电流互感器 2008.7.7 技术部电气组 36 变频器结构变频器结构 1S3控制柜控制柜 1、备用蓄电池 2、风扇温度开关 3、调制解调器 4、电机断路器 5、微型断路器 6、电网检测 7、辅助继电器 8、时间继电器、2008.7.7 技术部电气组 37 变频器结构变频器结构 1S4定子柜定子柜 1、并网开关 2、避雷器 3、NH绝缘开关 4、接触器K22 5、电网连接铜排 6、定子连接铜排 2008.7.7 技术部电气组 38 网侧变换器 微处理控制系统 转子侧变换器 微处理控制系统 详见变频器随机资料 变频器结构变频器结构 2008.7.7 技术部电气组 39 作业前检查绝缘 确保断电后不会再次通电 检查安全保护器件是否失效 检查器件接地和是否短路 任何强电器件需要密封或隔离 变频器调试安全作业要求变频器调试安全作业要求 2008.7.7 技术部电气组 40 目测检查 依次合上断路器及开关 导入参数(客户版调试软件）变频器调试前准备变频器调试前准备 2008.7.7 技术部电气组 41 在变频器操作面板在变频器操作面板 打到手动工作模式打到手动工作模式 变频器手动并网调试变频器手动并网调试 2008.7.7 技术部电气组 42 试运行菜单试运行菜单 变频器手动并网调试变频器手动并网调试 2008.7.7 技术部电气组 43 I/O检查检查 变频器手动并网调试变频器手动并网调试 2008.7.7 技术部电气组 44 编码器角度调节编码器角度调节 变频器手动并网调试变频器手动并网调试 2008.7.7 技术部电气组 45 同步化同步化 变频器手动并网调试变频器手动并网调试 2008.7.7 技术部电气组 46 手动并网调试完毕，停止风机。变频器手动并网调试变频器手动并网调试 2008.7.7 技术部电气组 47 将工作模式打到自动模式将工作模式打到自动模式 变频器自动并网调试变频器自动并网调试 2008.7.7 技术部电气组 48 变频器调试报告的填写变频器调试报告的填写 2008.7.7 技术部电气组 49 变频器的维护安全规程 变频器的维护步骤 变频器的故障排除步骤 变频器的故障排除帮助参考资料 变频器（SEG)维护主要内容主要内容 2008.7.7 技术部电气组 50 警告操作标识警告操作标识 变频器维护的安全规程变频器维护的安全规程 静电感应设备 电击危险警告 2008.7.7 技术部电气组 51 禁止操作标识禁止操作标识 变频器维护的安全规程变频器维护的安全规程 禁止开关合闸 没有授权禁止攀爬 禁止心脏病人员 2008.7.7 技术部电气组 52 维护人员安全设备维护人员安全设备 变频器维护的安全规程变频器维护的安全规程 带安全帽 带防护手套 穿安全带 2008.7.7 技术部电气组 53 维护前数据备份维护前数据备份 检查文档检查文档 箱变断电箱变断电 电气开关和断路器的检查电气开关和断路器的检查 绝缘检查绝缘检查 插头与插座的连接检查插头与插座的连接检查 力矩检查力矩检查 电容的检查电容的检查 避雷器（过压保护器）检查避雷器（过压保护器）检查 柜子门上滤网的更换柜子门上滤网的更换 IGBT模块模块 清洁柜体清洁柜体 电网侧电缆连接电网侧电缆连接 加热系统加热系统 冷却系统冷却系统 网侧电能监测和保护网侧电能监测和保护 安全设备检查安全设备检查 蓄电池监测蓄电池监测 UPS蓄电池更换蓄电池更换 详见变频器维护说明文件 变频器的维护步骤变频器的维护步骤 2008.7.7 技术部电气组 54 第第1步步 手动工作模式登陆操作面板，查看故障信息。手动工作模式登陆操作面板，查看故障信息。第第2步步 手动复位，判断此故障是否能够复位。手动复位，判断此故障是否能够复位。第第3步步 使用使用SEG客户版调试软件查看故障原因。客户版调试软件查看故障原因。第第4步步 用软件保存事件状态信息和故障触发数据。用软件保存事件状态信息和故障触发数据。第第5步步 根据保存的技术参数和故障提示排故障。根据保存的技术参数和故障提示排故障。变频器故障排除步骤变频器故障排除步骤 2008.7.7 技术部电气组 55 SEG提供的客户版调试软件提供的客户版调试软件“The CONCYCLE Customer Tool”SEG客户版调试软件的帮助文件客户版调试软件的帮助文件 SEG提供的电气原理图提供的电气原理图 变频器的故障排除帮助参考资料变频器的故障排除帮助参考资料 2008.7.7 技术部电气组 56 谢谢！谢谢！有误之处欢迎各位指正！有误之处欢迎各位指正！