金风1.5机组变桨系统

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1、北京天源科创风电技术有限责任公司BEIJINGTIANYUANCREATIONWINDPOWERTECHNOLOGYCO.,LTD变桨系统主要元件故障原因及分析——AC2和NG5故障原因及分析姓名:董参参专业:电力系统自动化入职时间:2010-7-1部门:技术服务中心16北京天源科创风电技术有限责任公司BEIJINGTIANYUANCREATIONWINDPOWERTECHNOLOGYCO.,LTD目录目录1摘要2一、变桨系统的作用2(一)功率调节2(二)气动刹车2二、主要元器件的介绍3(一)变桨逆变器AC23(

2、二)充电器NG53(三)其他元器件5三、控制原理6(一)变桨原理框图6(二)变桨原理介绍6四、典型故障分析7(一)变桨逆变器OK信号丢失故障分析71、变桨逆变器OK信号形成及检测过程72、变桨逆变器OK信号丢失原因8(二)充电器NG5损坏原因分析及整改建议91、NG5充电器损坏原因102、整改意见11五、结束语15参考文献:1616北京天源科创风电技术有限责任公司BEIJINGTIANYUANCREATIONWINDPOWERTECHNOLOGYCO.,LTD摘要本文通过对变桨系统的重要元器件的原理和变桨控制原理

3、进行了简单的介绍,总结了充电器NG5和逆变器AC2发生故障的原因和解决方法,并且提出本人在现场进行维护工作时发现的一些缺陷和整改意见。关键词:变桨系统逆变器AC2充电器NG5浪涌保护一、变桨系统的作用(一)功率调节变桨距控制是最常见的控制风力发电机组吸收风能的方法,变桨目的是通过控制桨距角,调节叶轮吸收风能的功率。在额定风速以下时,风力发电机组应该尽可能的捕捉较多的风能,桨距角设定值设定在能够吸收最大功率的最优值,所以这时机组运行没有必要改变将距角,一般桨距角设定为零度附近,以便让叶轮尽可能多的吸收风能,此时空气

4、动力载荷通常比在额定风速之上时小。额定风速以上阶段变速控制器和变桨控制器共同作用,通过变速控制器即控制发电机的扭矩使其恒定,从而恒定功率;通过变桨调节发电机转速,使其始终跟踪发电机转速的设定值。(二)气动刹车金风1500kW风力发电机组变桨系统是目前该系统唯一的停车机制,通过将桨叶迅速顺至停机位置来完成气动刹车。主控的所有停机指令,包括普通停机,快速停机和紧急停机,最后都是通过总线发给变桨系统来执行。机组的安全链的最后输出也是给变桨,任意一个安全链节点断开后,安全链系统送给变桨系统的高电平都会丢失,变桨系统会根据

5、内部程序立即执行紧急停机。16北京天源科创风电技术有限责任公司BEIJINGTIANYUANCREATIONWINDPOWERTECHNOLOGYCO.,LTD二、主要元器件的介绍(一)变桨逆变器AC2变桨逆变器AC2是意大利萨牌控制器ZAPIAC-2FZ5197-INV逆变器,是当今世界上最先进的逆变器之一。额定电压为48V,最大电流450A,实际使用时由60V的直流电源超级电容供电,工作频率为8kHz,输出电压为3相29V,频率为0.6到56HZ。外观如图2-1所示图2-1变桨逆变器AC2逆变器共有6个外部接

6、口,我们使用了端口A、D、E、F的相关管脚,主控制器通过模拟/数字信号来控制驱动器动作和接收驱动器的反馈状态,两者之间并没有任何通讯协议。这样的控制方式不但满足了逆变器在变桨系统中的协调工作,而且控制方式、控制结构和电路接线简单,方便安装维护和变桨控制,抗干扰能力强。(二)充电器NG5NG5充电器将三相交流400V经过NG5充电电源整流输出60V,80A,给超级电容和变桨逆变器AC2提供电源。充电器主要由输入滤波、DC-DC变换、输出高频整流滤波、二级滤波、以及CPU控制电路组成。其中输入整流滤波器对于电磁兼容有

7、很大的作用,有效地抑制了来自交流电网的传导干扰,DC-DC高频交换机使整机的效率大大提高。高频整流滤波与二级滤波共同作用使电源的输出纹波极小。CPU控制系统用于控制各种负载变换情况下的稳定输出。工作原理框图如图2-2所示。16北京天源科创风电技术有限责任公司BEIJINGTIANYUANCREATIONWINDPOWERTECHNOLOGYCO.,LTD图2-2NG5工作原理框图达坂城三四期项目有两类NG5,一种是意大利产的充电器,型号为ZivanBatteryChargerNG5,一种是北京嘉昌机电设备制造有限

8、公司产的充电器,型号为JF-CHARGER-60V-80A-VEN-J。除次之外还有个别其它品牌国产充电器,由于数量较少,这里就不叙述了。ZivanBatteryChargerNG5工作的投入与切出完全取决于超级电容的电压,控制器检测到超级电容电压低于55V,就投入运行开始充电,电容电压达到60V就断开。最近下发的工作任务书将超级电容电压提高到低于58V就开始充电。现在作

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