风力发电机组的发电机应用与维护

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1、第二编!风力发电机组的设计检测与制造技术#######################################第六章!风力发电机组的发电机应用与维护因感应发电机并网方法简单，并网运行稳定，调节维护方便，结构紧凑，价格便宜，在风力发电机组中得到最为广泛的应用。第一节!工作条件和对发电机的要求由于风电场建立的环境条件，一般均为沿海地区或是内陆的沙漠地带，或是两个山峰之间的山坳口，自然环境决定了选择和设计风力发电机时必须充分考虑这些因素。在沿海地区，相对湿度较大，潮湿空气中可能还会含有盐分；在南方，夏季阳光直接照射机舱外壳，但机舱的通风条件又相对较差些，机舱内

2、的温度会高些，可能会超过"#$；在内陆的沙漠地带或山坳口，特别是像在新疆、内蒙等我国西北和北方地区，风沙较大，空气中的固体物含量很高，冬季时特别寒冷，一般会到%&#$，甚至极端会到%"#$左右。因为风速是不稳定的，是随时变化的，有时瞬间变化可达’#()*以上，发电机是处于负载不稳定状态，极端时发电机严重过载。尽管如此，总体而言，风力发电机大部分时间处于轻载状态，无风时（风速达不到起动风速）则处于停机状态，所以风力发电机的投、切（并网和脱网）操作比其他类型的发电机要频繁许多。正由于风力发电条件的种种特殊性，对风力发电机也就有相应的一些特殊要求：’）发电机的外壳防护

3、等级宜选用+,""或+,-"，即全封闭式电机；&）发电机的冷却方式选用+."’’，即电机外壳表面带散热筋加外风扇；/）发电机的绝缘等级选用0级，而且经1,（+真空压力无溶剂浸渍）处理；"）发电机内带空间加热器；-）发电机底部要有气压平衡孔，此孔又能起到排出凝露水的作用；2）发电机振动要小，振速不超过&34(()*；噪声要低，一般要求5，(4-67（8）大机组的59(4&67（8）；:）对安装在北方地区的发电机轴承润滑脂选用时要考虑到冬季的低温；4）发电机的飞逸转速要高，一般大于’3-倍同步转速；;）发电机的效率要高，且转差率要大，效率曲线要平坦（这个要求是相互矛

4、盾的，要综合权衡后选取合适的转差率，如2##<=",发电机的转差率为小于%’3&#>）；’#）发电机的自然功率因数要尽可能高，以减少对电网无功功率的吸收或降低补偿电容器的电容量；’’）发电机的外形尺寸要小，重量要轻，以减小机舱的体积，减轻机舱的重量；’&）发电机端电压的波动一般为?->，最好能考虑到?4>，甚至?’#>的波动；·&2-·第二编#风力发电机组的设计检测与制造技术#######################################!"）发电机的堵转电流要小。第二节#感应发电机这里只介绍并网运行的笼型感应发电机，对带电容器自励的单独运行的感应

5、发电机不作介绍，因其使用极为有限。感应发电机是感应电机的一种运行方式：电动机运行时，它的转速$只能低于同步转速$%，此事转差率&’（$%($）)$%*+；发电机运行时，它的转速$高于同步转速$%，此时转差率&’（$$($）)$%,+；制动状态运行时感应电机的转子反着旋转磁场方向旋转，此时转差率&’（$%(（($））)$%’（$%-$）)$%*!。一、感应发电机的矢量图图.(!为感应发电机的矢量图，图.(/为感应电动机的矢量图。图.(!#感应发电机的矢量图#####图.(/#感应电动机的矢量图分析比较图.(!和图.(/会发现，发电机状态和电动机状态的主要差异：发电

6、机状态定子电流矢量0!与定子端电压矢量1!的夹角!大于2+（3见图.(!），45%"小于零，说明发电机向电网发送功率；而电动机状态时定子电流矢量0!与定子端电压矢量1!的夹角!小于2+（3见图.(/），"大于零，说明发电机向电网吸收功率。二、感应发电机的等效电路采用等效电路分析感应发电机的性能时，对电路中的各个参数可采用电动机惯例，这样，发电机和电动机具有相同的等效电路和方程式，只是要把转差率&取负值：·/..·第二编7风力发电机组的设计检测与制造技术#######################################!"#$"十%&"ü!#$(%&ï

7、’’’ï!)#$)(%&)ïï*"#+,"(-"!"ïý（1+"）*’#-’$（’"—.）/.#,’+-’!’ï-"#-)(-"0#-)(（+-’）ïï,"#,’ïï+,#-!þ"))三、感应发电机的电磁转矩工程上为简化计算，又保证有足够的计算精度，分析计算感应电机的性能时，一般采用2型等效电路如图1+3所示，现大多采用较准确的!形等效电路，取修正系数""#"(&"/&)，通常""#"456左右，电机容量越大，""越接近于"45。图1+37感应电机的2型等效电路777777图1+87感应电机的较准确!形等效电路根据图1+8所示的等效电路，可得*"-"#（1+’）

8、’’’’!""$"(""