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文本内容:
《风力发电技术》电子教案
1、熟悉控制系统组成、分类及工作原理;
2、熟悉W2000型风机控制系统的控制显示界面、硬件结构、软件信息及控制过程.
1、能够识读风机控制系统的控制显示界面;
2、能够正确操作风机的各种工作模式;
3、能够根据风机控制系统的操作流程及控制原理,进行风机运行控制及故障分析
1、具有工作责任心与职业道德;
2、具有协调作业、团结合作的职业素质;
3、具有标准作业、文明作业的良好职业素养教学内容任务
11.1控制系统
一、控制系统
1、控制系统的总体结构风力发电机组的控制系统采用微机控制,属于离散型控制是将风向标、风速计、风轮转速,发电机的电压、频率、电流,电网的电压、电流、频率,发电机和增速齿轮箱等的温升,机舱和塔架的振动,电缆过缠绕等传感器的信号经过模/数转换输送给微机,由微机根据设计程序发出各种控制指令
2、主控制器1)主控制器的构成风力发电机组的主控制器是控制系统的核心它一方面与各个功能块相联系,接收信息,并通过分析计算发出指令另一方面与远程控制单元通信,沟通信息及传递指令主控制器一般分置于机舱控制柜和塔基控制柜中2)机舱控制柜机舱控制柜的功能是1)采集机舱内振动开关、油位、压差、磨损、发电机PTC及接触器、中间继电器和传感器的反响等开关量信号;采集并处理风轮转速、发电机转速、风速风向、温度、振动等脉冲、模拟量信号2)通过接收变桨系统温度反响和顺桨反响,发送信号使变桨距系统紧急顺桨和复位通过变桨距系统RS-485通信,控制桨距角变化,实现最大风能捕获和功率控制3)塔基控制柜塔基控制柜的功能是1)控制器的处理模块(CPU模块)位于塔基控制柜,主要完成数据采集及I/O信号处理;逻辑功能判定;对外围执行机构发出控制指令;与机舱控制柜光纤通信,接收机舱信号,返回控制信号;与中央监控系统通信传递信息2)对变流器、变桨距系统、液压系统,偏航系统,润滑系统,齿轮箱及机组关键设备的温度及环境温度等作监控;变流器和变桨距系统的耦合控制,与变流器通信,实现机组变速恒频运行、有功及无功调节、功率控制、高速轴紧急制动、偏航自动对风、自动解缆、发电机和主轴自动润滑、主要部件的除湿加热和散热器开停3)对定子侧和转子侧的电压、电流测量,除了用于监控过电压、低电压、过电流、低电流、三相不平衡外,也用于统计发电量,以及并网前后的相序检测4)通过和机舱控制柜相连的信号线实现系统平安关机、紧急关机、平安链复位等功能
3、控制系统的功能根据风速信号自动进入起动状态、并网或从电网切出;根据功率及风速大小自动进行转速和功率控制;根据风向信号自动对风;根据功率因数自动投入(或切出)相应的补偿电容(对于设置补偿电容的机组)当发电机脱网时,能确保机组平安关机;在机组运行过程中,能对电网、风况和机组的运行状况进行监测和记录,对出现的异常情况能够自行判断并采取相应的保护措施,并能够根据记录的数据,生成各种图表,以反映风力发电机组的各项性能指标;对于在风电场中运行的风力发电机组还应具备远程通信的功能
二、平安保护风力发电机组的控制系统具有两种根本功能一个是运行管理功能,一个是平安保护功能
1、平安保护系统1)大风保护平安系统多数机组取lOmin平均25m/s为切出风速,由于此时风的能量很大,系统必须采取保护措施在关机前对失速型风力发电机组,风轮叶片自动降低风能的捕获,风力发电机组的功率输出仍然保持在额定功率左右对于变桨距风力发电机组,必须调解叶片桨距角,实现功率输出的调节,限制最大功率的输出,保证发电机运行平安当大风关机时,机组必须按照平安程序关机关机后,风力发电机组一般采取偏航90背风2)电网失电保护风力发电机组离开电网的支持是无法工作的一旦失电,空气动力制动和机械制动系统动作,相当于执行紧急关机程序这时舱内和塔架内的照明可以维持15〜20min对由于电网原因引起的停机,控制系统将在电网恢复正常供电lOmin后,自动恢复正常运行3)参数越限保护1)超速保护当转速传感器检测到发电机或风轮转速超过额定转速的110%时,控制器将给出正常关机指令;防止风轮超速,采取硬件设置超速上限,此上限高于软件设置的超速上限,一般在低速轴处设置叶轮转速传感器,一旦超出检测上限,就引发平安保护系统动作2)超电压保护超电压保护是指对电气装置元件遭到的瞬间高压冲击所进行的保护,通常对控制系统交流电源进行隔离稳压保护,同时装置加高压瞬态吸收元件,提高控制系统的耐高压能力3)超电流保护控制系统所有的电器电路(除平安链外)都必须加过电流保护器,如熔丝、断路器等4)振动保护机组一般设有三级振动频率保护振动开关、振动频率上限
1、振动频率极限2当振动开关动作时,系统将分级进行处理5)开机保护采用机组开机正常顺序控制,对于定桨距失速异步风力发电机组采取软切控制限制并网时对电网的电冲击;对于同步风力发电机,采取同步、同相、同压并网控制,限制并网时的电流冲击6)关机保护风力发电机组在小风、大风及故障时需要平安关机,关机的顺序应先空气动力制动,然后,软切除脱网关机软脱网的顺序控制与软并网的控制根本一致
2、微控制器抗干扰保护系统微控制器抗干扰保护系统的作用是使微机控制系统或控制装置既不因外界电磁干扰的影响而误动作或丧失功能,也不向外界发送过大的噪声干扰,以免影响其他系统或装置正常工作抗干扰措施有进入微控制器所有输入信号和输出信号均采用光隔离器,实现微机控制系统内部与外界完全的电气隔离;控制系统数字地和模拟地完全分开;控制器各功能板所有电源均采用隔离电源;输入输出的信号线均采用带护套的抗干扰屏蔽线;微控制器的系统电路板由带有屏蔽作用的铁盒封装,以防外界的电磁干扰;采用有效的接地系统等
3、微控制器的自动检测功能微控制器应能够对系统的故障进行自动检测利用自动检测和修复方法可以使微控制器的故障自动消除或者使系统操作者能更快地发现故障部件,迅速加以修复
三、平安链平安链是独立于计算机系统的最后一级保护措施将可能对风力发电机组造成致命伤害的故障节点串联成一个回路,一旦其中有一个动作,便会引起紧急关机反响一般将如下传感器的信号串接在平安链中紧急关机按钮、控制器程序监视器(看门狗)、液压缸压力继电器、扭缆传感器、振动传感器、控制器DC24V电源失电等此外,如果控制计算机发生死机,风轮过转速或发电机过转速,也起动平安链紧急关机后,如果所有平安链相关的故障均已排除,只有手动复位后才能闭合平安链重新启动
四、信号测量1)速度信号发电机转速、风轮转速、偏航转速和方向等2)温度信号主轴承温度、齿轮箱油温、液压油油温、齿轮箱轴承温度、发电机轴承温度、发电机绕组温度、环境温度、电器柜内温度、制动器摩擦片温度等3)位置信号桨距角、叶尖扰流器位置、风轮偏角等4)电气特性电网电流、电压、功率因数、电功率、电网频率、接地故障、逆变器运行信息等5)液流特性液压或气压、液压油位等6)运动和力特性振动加速度、轴转矩、齿轮箱振动、叶根弯矩等7)环境条件风速、风向、湿度等任务
11.2W2000型风机控制系统SEC-W2000型风机是三叶片、变桨控制、上风向风机,额定功率为2MWO变桨系统作为风机的低速轴刹车系统,每个叶片具有独立的电变桨控制,各自备有蓄电池以保证失电平安机械刹车是风机的二级刹车系统安装在驭动链的高速轴侧当低速轴刹车系统失效时,机械刹车能够保证风机运行在允许的范围内变桨系统和机械刹车由风机的控制系统和平安系统共同控制,平安系统优先于控制系统
2、系统操作
2.1柜门面板操作塔底控制柜塔底控制柜柜门面板由触摸屏、指示灯、按钮和开关组成:机舱控制柜机舱控制柜柜门面板由嵌入式面板型PC、指示灯、按钮和开关组成:
2.2显示屏操作
2.
2.1登录及权限实时数据监控效劳模式手动变桨(权限90)风轮解锁后,翻开风轮制动,改变桨距角设定值(默认89),设定风轮转速,将手动变桨使能置位,然后按START按钮开始结束手动变桨时,按STOP按钮停止,桨距角会回到89手动维护权限90点击准备操作设备相应的状态按钮,会弹出一个对话框,有关闭OFF翻开ON和自动AUTO三种选择,选定其中一种状态后,点击确定按钮ON/OFF显示设备的实际状态开/关
2.
2.4状态码记录状态码记录界面包括状态码历史列表和状态码统计列表输入输出列表10点击10列表按钮,显示DI和D0的状态平安链点击平安链按钮,显示平安链的状态当平安链正常时,平安链显示颜色为绿色;当平安链断开时,平安链显示颜色为红色及Profibus通讯点击通讯状态按钮,显示机舱和塔底的Ethercat和Profibus的通讯状态历史数据统计历史数据统计显示操作数据的历史记录,点击总报表,年报表和月报表按钮,显示不同时间跨度的历史数据3硬件描述2MW风机控制系统由塔底控制柜和机舱控制柜两局部组成硬件系统由倍福Beckhoff系列总线端子构成主要采用的总线端子有数字量输入端子、数字量输出端子、模拟量输入端子、特殊功能端子、供电端子、平安模块端子这些总线端子与总线耦合器一起组成站点,各个站点之间通过通讯线缆相连接,与变流柜从站、变桨从站以及CPU模块构成整个风机的控制系统塔底控制柜塔底控制柜主要控制塔底柜冷却风扇、塔底通风风扇、变流器风扇及塔底主电源等执行机构;塔底控制柜作为控制系统的主站,控制器采用德国倍福Beckhoff公司的嵌入式PC信号采集通过总线端子模块实现塔底控制柜配有触摸屏一台,预装WinCE系统,用于系统管理和监控塔底控制柜的通讯接口有两个一个Profibus通讯接口,实现与变流柜之间的通讯;一个多模光纤通讯接口,实现与机舱控制柜之间的通讯机舱控制柜机舱控制柜主要控制液压站、齿轮箱、发电机、风轮、偏航及风扇、照明等执行机构机舱控制柜按照数字量与模拟量的划分方式,将总线端子模块分为了两个站点,实现了对机舱内相关物理量的监测与处理机舱控制柜配有嵌入式面板型PC—台,预装WinXP系统,作为HMI对系统进行管理和监控机舱控制柜有两个通讯接口一个是与塔底控制柜实现光纤通讯的模块;一个是Profibus通讯接口,实现与变桨系统之间的通讯4软件描述1运行状态2MW风机控制器的主流程中包括十一种运行模式口初始化模式口停机模式口效劳模式口待机模式□自检测模式口空转模式口启动模式口切入模式口发电模式口共振模式口变桨润滑模式
4.
1.2初始化模式当风力发电机组控制器在重新启动、参数修改、程序更改等情况发生之后,需要进入初始化模式执行初始化程序读取参数文件,如果文件读取错误,将置出状态代码“初始化文件错误”;将读取到的参数赋给相对应的运行变量;初始化完成,进入停机模式
①②③④⑤效劳模式效劳模式用于对风机进行维护和试运行,当机舱控制柜门或塔底控制柜门上的维护钥匙开关翻开时,系统进入效劳模式当维护钥匙开关锁定时,系统退出效劳模式进入停机模式待机模式执行自动偏航;如果60s平均风速大于3m/s启动倒计时程序倒计时时间由自启动倒计时和高速轴刹车倒计时剩余时间之间较大的数值作为倒计时时间启动倒计时后,当风速大于3m/s时倒计时计数器减1当风速小于3m/s时,倒计时计数器加1;当机组执行了紧急停机程序,那么高速轴刹车倒计时激活,设置倒计时时间为120so当风轮转速小于Irpm时,倒计时开始倒计时满120s后,高速轴刹车倒计时关闭,高速轴刹车倒计时剩余时间置0;按下柜门面板或HMI上的“启动按钮”,那么可跳过自启动倒计时但是如果高速轴刹车倒数计时剩余时间大于0那么必须要等到高速轴刹车倒计时完成后才能进入自检测模式自检测模式在自检测程序模式下,控制器将对变桨系统进行测试,主要包括变桨速度、变桨位置以及高速轴刹车检测用户可以选择在自检测程序开始之前,通过HMI上的按钮选择跳过测试,如果进入了自检测程序,检测过程将不能中途退出自检测完成空转模式设定最大变桨速度为10/s设定桨距角最小值为35设定转速最大值为2rpm;在120s内,如果风轮转速大于
1.7rpm持续8s那么进入启动模式;如果控制器在空转模式下超过24小时,或者lOmin平均风速小于3m/s那么退出空转模式回到待机模式启动模式设定风轮转速设定值二风轮转速+1;如果风轮转速大于风轮转速设定值,那么重复过程2直至提升风轮转速至并网转速;控制风轮转速,使得风轮转速介于切入转速土
0.5rpm范围内,维持5s之后,控制器向变流器发出并网信号,进入“切入发电机模式;如果风轮转速小于切入转速持续120s那么退出启动模式转入空转模式;如果风轮转速介于共振频率转速上下限之间持续20s那么退出启动模式转入空转模式切入模式设定最大变桨速度为10/s;控制风轮转速在切入转速±
0.5rpm范围内;控制器向变流器发出励磁指令,变流器收到励磁指令后对发电机进行励磁,并且检查主断路器或接触器两端的电压和频率,确认符合并网条件后进行并网,将并网信号反响给控制器;控制器收到变流器发出的并网确认信号后,确认该信号并且进入发电模式;发电模式设定最大变桨速度为10/s桨距角位置和风轮转速设定值通过计算求得;根据转矩表向变流器输出转矩要求和功率因数;当风机出于发电模式下,如果以下条件任意一个满足那么风力发电机组脱网并转入空转模式:lOmin平均风速小于3m/s持续120s有功功率为负值,持续120s风轮转速小于
8.3rpm如果风轮转速介于共振频率转速上下限之间持续20s那么进入共振模式
②③变桨润滑模式
①②
4.2制动系统制动系统是风力发电机组平安保障的重要环节,通过风轮刹车片制动,由液压系统执行制动功能按照失效保护的原那么进行,即失电时处于制动保护状态制动系统将制动程序分为三个级别正常停机
(1)、快速停机
(2)、当出现电网故障、通信故障、变流器并网断路器故障、熔断器故障、液压压力故障、风轮转速超限等故障时系统将执行快速停机桨叶以
5.5°/s的速度变桨至89o当风轮转速低于
8.3rpm时或瞬时输出功率小于OkW(延时2s)或30s平均输出功率小于OkW(延时
0.5s)或10m平均输出功率小于OkW(延时0s)时,变流器脱网当风轮转速低于2rpm时,快速停机结束
2.3紧急停机当出现变流器并网故障、变桨系统故障、风轮转速超限、平安链断开、制动程序1或2超时等故障时系统将执行紧急停机变流器脱网桨叶以7/s的速度变桨至89°o当风轮转速小于5rpni时,液压系统执行风轮制动当风轮转速低于2rpm时,紧急停机结束
4.3变桨系统1)变桨控制器的控制区域划分为三块I为低风速区变桨控制器未激活,变桨角度维持在一个最小的桨矩角上II为中风速区对进行风轮转速进行PID控制♦III为高风速区负载处于满载,到达额定功率状态,风轮转速保持在额定转速,此时的桨矩角一般在桨矩控制器控制的桨矩角的±10%范围内2)变桨控制流程进行变桨之前,预先设定变桨加速度和速度,并检测故障信号是否复位,变桨充电器电池是否报错,假设一切正常,那么变桨系统进入普通模式,调用变桨控制器据当前的风速来查表插值计算变桨目标位置进行变桨风机复位或者风机初始化,变桨系统进入普通模式,设定变桨目标位置3)桨距控制桨距控制的主要目的在于通过对转速偏差的PID调节来良好地控制风轮转速首先为防止变桨过程中风轮转速过速,通过10s平均风速风况下的最小桨距角;然后通过实际转速与转速设定值的偏差,分别计算PID各环节的输出;之后根据当前桨距角位置求得变桨非线性因数;通过变桨非线性因数与PID调节器的输出,决定变桨速度和桨距位置设定点;最后与当前风况下的最小桨距角相比拟,输出桨距位置设定点
4.4偏航系统
4.
4.1自动偏航自动偏航启动在自动偏航下,控制系统将自动计算机舱位置与风向位置的偏差,并且进行修正除了下面的状态和程序,自动偏航都可以执行偏航全局故障;偏航解缆故障;风向标故障;液压系统故障;效劳模式激活;30s平均风速小于偏航风速最小值(
2.5m/s);平安系统故障;如果左偏航与右偏航的条件同时满足,风机将不会执行自动偏航自动偏航的方向设定偏航控制参数如果60s平均风速持续25s大于设定值那么判断为高风速情况,选择针对高风速情况的偏航控制参数如果60s平均风速持续25s小于或等于设定值,那么判断为低风速情况,采用针对低风速情况的控制参数参考风向标的标准位置180度,将60s风向平均值和所设定的偏差进行比拟如果风向标的平均值在一定时间内超过设定值,那么启动偏航电机进行偏航左偏航满足如下条件之一时,风机进行左偏航当机组允许自动偏航时,假设60s平均风向持续210s低于左偏航风向设定值18,即风向与机舱风向标的夹角在区域1所示范围内时,机组进行左偏航当机组允许自动偏航时,假设60s平均风向持续20s低于左偏航风向设定值215°即风向与机舱风向标的夹角在区域3所示范围内时,机组进行左偏航右偏航满足如下条件之一时,风机进行右偏航当机组允许自动偏航时,假设60s平均风向持续210s高于右偏航风向设定值18即风向与机舱风向标的夹角在区域2所示范围内时,机组进行右偏航当机组允许自动偏航时,假设60s平均风向持续20s高于右偏航风向设定值215°即风向与机舱风向标的夹角在区域4所示范围内时,机组进行右偏航当风向与机舱风向标的夹角在区域0所示范围内时,系统发出停止偏航命令,机舱停止偏航
4.
4.2手动偏航只要偏航系统、平安系统和液压系统未出现故障,在风机运行的各个状态都可以通过机舱控制柜门和HMI对风机进行手动偏航操作机舱控制柜门上的手动偏航操作包括左偏航、右偏航、在松开上述按钮后,风机停止偏航HMI±的手动偏航操作包括左偏航、右偏航、偏航停止、切换回自动偏航状态
4.
4.3偏航解缆偏航解缆启动♦当偏航位置的绝对值大于
710.0时,控制器延时4s输出扭缆信号,风机停机执行解缆操作解缆信号♦当偏航位置大于
580.0o时进行顺时针解缆;♦当偏航位置小于-
580.0o时进行逆时针解缆偏航解缆结束当下述条件其中之一满足时,偏航解缆完成♦风机未处于停止模式或效劳模式下;♦系统出现全局故障或液压系统故障;♦顺时针解缆和逆时针解缆同时激活;♦偏航位置<
280.0o并且满足下述条件之一♦偏航位置的绝对值<
40.0o;♦机舱与风向偏差的绝对值<
30.0o延时10s
4.5平安系统2MW风机的平安系统通过平安链实现,平安链是独立于控制器的硬件保护措施,它总是优先于控制系统即使控制系统发生异常,也不会影响平安链的正常动作平安链采用反逻辑设计,将可能对风机造成致命伤害的重要机构部件的控制端串联成一个回路当回路中任意一个触点发生故障,平安链断开,引起紧急停机,风机瞬间脱网,从而保证风机的平安平安链中串接的平安信号通过平安输入端子和平安输出端子和CPU进行数据交互,平安系统的逻辑功能那么通过平安逻辑端子实现平安链断开后,只能通过塔底控制柜门上的复位按钮进行复位,机舱柜门上的复位按钮和远程复位都不能对平安链进行复位平安链中串接的信号a)塔底紧停按钮安装于塔底控制柜面板上;b)塔底主电源故障(400VAC):通过相位监测器监测电网电压,当电网电压过低或过高时发出主电源故障信号;c)机舱紧停按钮安装于机舱控制柜面板上;d)机舱远程紧停按钮安装于机舱紧停按钮盒上;e)风轮超速1紧停风轮转速超过
18.5rpm超速模块发出信号;f)风轮超速2紧停风轮转速超过19rpm超速模块发出信号;g)机舱振动紧停机舱振动过大,机舱振动开关断开;h)变桨系统紧停变桨系统平安链断开,通过断开平安继电器给控制器变桨紧停信号;i)偏航扭缆紧停偏航扭缆限位开关动作;j)变流器紧停按钮安装在变流器控制柜面板上;k)变流器并网开关故障变流器并网开关失效
4.6电网监测电网监测通过用于电力管理的倍福现场总线端子实现,主要对电网电压、电流、频率、有功功率进行监测,当上述量超出允许运行范围时,通过触发相应的状态代码执行不同的停机程序,以保证风机的正常运行
4.
6.1电网电压监测电网电压限值监测、电网电压不对称监测
4.
6.2电网电流监测电网电流限值监测、电网电流不对称监测
4.
6.3电网频率监测电网的频率为A、B、C三相频率的平均值
1.
6.4电网有功功率监测电网有功功率监测、电网实时有功功率监测、电网30s平均功率监测、电网10m平均功率监测、电网功率差值监测
4.
6.4电网无功功率监测电网无功功率那么是通过电网有功功率和功率因数计算获得的
4.7温度控制温度控制主要是对发电机、齿轮箱、变压器、控制柜、机舱和塔底的各温度点进行监测当温度超出上限值时,启动风扇或冷却水泵对其进行冷却;当温度低于下限值时,启动加热器对其进行加热当温度超出允许范围时,通过触发相应的状态代码执行不同的停机程序,以保证风机运行时各温度点在允许范围内
4.
7.1齿轮箱温度控制齿轮箱各轴承的温度监测齿轮箱低速轴温度监测齿轮箱高速轴温度监测齿轮箱油温监测齿轮箱冷却水温监测齿轮箱冷却水泵控制当齿轮箱油温度高于齿轮箱冷却水泵启动温度设定值(50笆)时,翻开齿轮箱冷却水泵;当齿轮箱油温度降低至齿轮箱冷却水泵停止温度设定值45笆时,关闭齿轮箱冷却水泵齿轮箱冷却水风扇控制当齿轮箱油温度高于齿轮箱冷却水风扇启动温度设定值60笆时,翻开齿轮箱冷却水风扇;当齿轮箱油温度降低至齿轮箱冷却水风扇停止温度设定值5CTC时,关闭齿轮箱冷却水风扇齿轮箱润滑油加热器控制当齿轮箱油温度低于齿轮箱润滑油加热器启动温度设定值5笆时,翻开齿轮箱润滑油加热器;当齿轮箱油温度升高至齿轮箱润滑油加热器启动温度设定值50超过3min时,关闭齿轮箱润滑油加热器
4.
7.2发电机温度控制发电机绕组温度监测发电机绕组温度报警发电机绕组温度故障发电机轴承温度监测发电机轴承温度报警发电机轴承温度故障发电机集电环温度监测发电机冷却系统当发电机绕组温度大于发电机冷却风扇启动时绕组温度的初始设定值80°C超过3min时,翻开发电机内部冷却风扇;假设发电机绕组温度小于发电机冷却风扇停止时绕组温度的初始设定值7CTC超过3min时,关闭发电机内部冷却水风扇发电机进风口温度监测发电机出风口温度监测@发电机定子加热器在机舱温度gTmpNac小于发电机定子加热器启动设定值10°C翻开发电机定子加热器在机舱温度大于发电机定子加热器启动设定值10°C延时lOmin关闭发电机定子加热器
4.
7.3变压器温度控制变压器超温开关监测变压器温度监测
4.
7.4控制柜温度控制控制柜加热塔底控制柜加热由温控开关407S1进行控制机舱控制柜加热由温控开关204S8进行控制控制柜冷却塔底控制柜冷却当塔底控制柜的温度高于塔底控制柜风扇启动温度设定值40oC超过30s时塔底控制柜的温度降低至塔底控制柜风扇停止温度设定值35oC以下超过30s时机舱控制柜冷却当机舱控制柜的温度高于机舱控制柜风扇启动温度设定值40oC超过30s时机舱控制柜的温度降低至机舱控制柜风扇停止温度设定值35oC以下超过30s时控制柜温度监测塔底控制柜温度监测见状态代码1lOlOlo机舱控制柜温度监测见状态代码110102o变流器控制柜温度监测见状态代码
0300614.
7.5机舱温度控制机舱冷却当机舱温度高于机舱冷却风扇启动温度设定值40oC超过30s时,翻开机舱冷却风扇;当机舱温度低于机舱冷却风扇停止温度设定值35oC超过30s时,机舱冷却风扇停止舱外温度监测见状态代码270010o机舱温度监测见状态代码27001lo机舱结冰见状态代码260005o
4.
7.6塔底温度控制塔底冷却当塔底温度高于塔底冷却风扇启动温度设定值40oC超过30s时,翻开塔底冷却风扇;当塔底温度低于塔底冷却风扇停止温度设定值35oC超过30s时,塔底冷却风扇停止塔底温度监测见状态代码350011o
4.8润滑控制
4.
8.1主轴承润控制在控制器开机运行后,主轴承润滑计时器清零并开始计数当计时器计时到达设定值12小时之后,系统将启动主轴承润滑主轴承润滑泵运行到达设定值3分钟后关闭,计时器复位运行时间
4.
8.2发电机润滑控制目前机型配套的发电机本身带有润滑控制,不需要控制器进行控制
4.
8.3齿轮箱润滑控制齿轮箱润滑泵分成高速模式和低速模式两个工作模式高速模式当下述条件其中一个满足时,齿轮箱润滑泵工作在高速模式齿轮箱油温大于40°;风轮转速大于
10.5rpmo低速模式当下述条件其中一个满足时,齿轮箱润滑泵工作在低速模式齿轮箱油温大于40且风机运行不处于效劳模式和停机模式;风轮转速大于
1.2rpm且小于
10.5rpmo
4.
8.4偏航润滑控制当偏航系统运行一段时间后,需要进行偏航润滑在以下3种条件其中之一满足时,系统将翻开润滑泵对风机进行偏航润滑系统运行计时器超过设定值;偏航系统运行计时器超过设定值;在偏航解缆激活的条件下,距离上次解缆的时间大于两次偏航解缆间隔时间的设定值启动偏航润滑泵,偏航360之后,关闭润滑泵偏航润滑计时器复位
4.
8.5变桨润滑控制控制器开机运行后,变桨润滑计时器开始计时当计时器计时到达一定时间后,启动变桨润滑当变桨润滑完成后,对变桨计时器进行复位
4.9手动控制
4.
9.1手动启动功能描述手动启动的功能是通过塔底启动按钮、机舱启动按钮或HMI±的手动启动操作,发出启动指令风机处于静止模式,而且满足进入启动模式的条件,当接收到启动指令,使风机从静止模式进入到启动模式操作方法风机处于静止模式时,当塔底启动按钮、机舱启动按钮、HMI±的手动启动操作中任意一种情况触发,那么发出风机启动信号
4.
9.2手动停机功能描述手动停机的功能是通过塔底停机按钮、机舱停机按钮或HMI±的手动停机操作,发出停机指令手动停机使风机正常停机操作方法当塔底停机按钮、机舱停机按钮或HMI的手动停机操作中任意一种情况触发,那么发出风机停机信号
4.
9.3手动复位功能描述当塔底复位按钮、机舱复位按钮或HMI上的手动复位操作中任意一种情况触发,那么发出风机软复位信号HMI手动复位只能复位一般级别的故障,而塔底复位按钮和机舱复位按钮既可以复位一般级别的故障,又可以复位严重级别的故障操作方法通过HMI复位操作来复位一般级别的故障当风机处于静止模式,此时在HMI上进行复位操作,风机软复位信号为TRUE可复位一般级别的故障通过机舱复位按钮或塔底复位按钮来复位一般级别的故障当风机处于静止模式、效劳模式或停机模式三种模式之一,此时触发机舱复位按钮或塔底复位按钮,风机软复位信号为TRUE可复位一般级别的故障通过机舱复位按钮或塔底复位按钮来复位严重级别的故障当风机处于静止模式、效劳模式两种模式之一,此时触发机舱复位按钮或塔底复位按钮,风机软复位严重故障信号为TRUE可复位严重级别的故障
4.
9.4效劳模式下的手动控制功能描述在效劳模式下,可以进行手动变桨、手动刹车和手动控制各执行设备的启停的功能手动偏航在风机运行的各个状态都可以进行操作执行设备主要有泵一一液压油泵、齿轮箱润滑泵(高速和低速)、齿轮箱冷却水泵、主轴承润滑泵、偏航轴承润滑泵、偏航齿轮润滑泵风扇一一塔底冷却风扇、塔底柜内冷却风扇、机舱冷却风扇、机舱柜内冷却风扇、齿轮箱水冷风扇、发电机空冷风扇、发电机滑环风扇加热器一一液压泵加热器、齿轮箱润滑油加热器、齿轮箱润滑油泵加热器、齿轮箱水冷却风扇加热器、齿轮箱冷却水泵加热器、发电机定子加热器操作方法当机舱维护开关或塔底维护开关任意一个动作,那么发出维护开关激活信号当接收到维护开关激活信号那么主流程延时3s进入效劳模式;当接收到左偏航或右偏航按钮信号,那么手动偏航动作,左偏航或右偏航同时按下,偏航不动作;当接收到手动风轮制动按钮信号或HMI上的手动刹车信号,那么执行手动刹车操作;在效劳模式下,当手动变桨控制激活且平安系统未动作,那么可以根据HMI±手动输入的变量,控制变桨位置、变桨速度、以及风轮转速限制;限制风轮转速在效劳模式下,当接收到HMI±的各执行设备的启停控制信号,那么可以手动控制各执行设备的启停
4.10液压系统1液压风轮制动液压风轮制动安装在驱动链的高速轴侧,是风机的二级刹车系统,通过液压控制来实现液压风轮制动的主要功能是使风轮减速直至完全静止在效劳模式下,可以手动控制风轮制动使风轮静止;在紧急停机状态下,当风轮转速低于允许抱闸的设定值,液压风轮制动动作,使风轮快速静止当发生以下两种情况时,液压风轮制动抱闸在其他情况下,液压风轮制动都处于松闸状态当系统执行紧急停机,并且主流程进入停机模式,且风轮转速小于允许风轮制动的风轮转速设定值的情况下,风轮制动抱闸当效劳开关激活,主流程进入效劳模式时,且风轮转速小于允许风轮制动的风轮转速设定值的情况下,对风轮制动进行手动操作将制动闸关闭2液压偏航制动液压偏航制动安装在偏航制动盘上,当风机运行需要自动偏航对风时或手动偏航时,液压偏航制动阀局部翻开留有备压,液压偏航制动局部动作;当风机需要90度偏航、自动解缆或偏航润滑时,液压偏航制动阀全部翻开,液压偏航制动全部动作在其他情况下,液压偏航制动处于抱闸状态3液压泵马达控制液压泵控制的功能是保证液压系统的系统压力维持在设定的压力范围之内,当系统压力低于液压泵启动压力设定值145bar时,液压泵开启使系统压力上升;当系统压力高于液压泵停止压力设定值160bar时,液压泵停止使系统压力下降工程名称工程十一控制系统构造及原理教学任务任务
11.1控制系统2课时任务
11.2W2000型风机控制系统6课时重点风机运行控制及故障分析难点风机运行控制及故障分析教学组织
1、任务安排;
2、知识讲授;
3、方案制定;
4、工程实施
5、汇报考核考核方式汇报考核提交成果风机控制系统操作手册。