1.5MW厂内台位试验方案 - 文章

1.5MW厂内台位试验方案

作者：国电联合动力技术（连云港）有限公司张超产

欢迎访问e展厅
展厅 3	风力发电机展厅风力发电机,...

摘要:随着风力发电在国内的迅速发展，国内大量的厂家都在引进和吸收国外的先进技术，研发制造具有自己知识产权的先进风力发电机，因为风电场的特殊环境，使得各个厂家靠风机的样机在风场测试的成本越来越高，为了减少成本，验证产品的设计和制造是否正确，使的风机的工厂试验的作用越来越显的重要，本文主要针对国内主流的1.5MW风力发电机的工厂全功率试验，提出新的方案，以便用最少的成本，实现设计和制造的零缺陷。
关键词：风能、全功率、工厂测试、测试台

1、建立试验台的意义和原理

1.1、试验台的意义

双馈式风力发电机组厂内台位测试系统是指在地面上建立针对双馈式风力发电机组进行各种例行试验的试验平台，该试验平台要求能够达到风力发电机组的1.5MW额定转速输出。在该试验平台上可以对风力发电机组的齿轮箱、发电机、主轴、控制系统、润滑系统、液压系统等部件进行全面的试验，检验各部件是否能够达到标准和规范的要求，同时对各部份的装配是否能够达到要求进行检验，避免部件质量缺陷和装配过程中出现问题。

建设厂内台位测试系统能够提高风机硬件的测试能力，掌握风电机组的关键测试技术，是保证产品质量的基础；通过试验平台上得到的数据，为优化提高该风电机组的性能将起到重要作用，对以后进行新机型或新部件产品的开发和替代提供必要的试验环境和手段，特别是在风力发电机主机制造厂达到批量生产时，又不能每台风机上全功率试验台情况下，快速出厂测试的重要手段。

1.2试验台的原理

双馈式风力发电机组台位测试平台主要是将发电机转子侧短接，定子侧接三相电源，通过定子励磁，实现发电机转变为电动机的运行。

是将主要由以下几个部分：拖动变频器部分、试验平台配电部分、传感器参数测量部分、控制台和状态显示部分。台位测试平台系统组成部分框图如下图1所示。

newmaker.com
图1 双馈式风力发电机组台位测试系统组成框图

台位试验测试平台需要塔底柜和PC机各一台，以及包含690V供电和400V供电的电源点和符合电机参数的变频器一台。塔底柜主要作用是提供PLC的主站，以便对风力发电机的数据进行采集并控制相应设备进行启停控制。电源点是给塔底柜、机舱柜以及变频器供电，变频器是用来拖动风力发电机达到设定的速度。

2、台位试验的测试过程

2.1 台位试验准备工作

首先将安装完成风力发电机、塔底柜以及变频器摆放在合适位置，接着对各用电设备进行供电。包括塔底柜400V、机舱柜690V和400V、变频器的690V和400V供电，接线完成后要由专门的技术人员进行检查，确保接线正确。用profibus线将塔底柜的PLC主站分别与机舱柜的从站和变频器的RPBA-01模块连接起来，目的是连接PLC主站与从站。Profibus线连接完成后，确定主站和各从站的总线终端器的DIP开关选择正确。当站点为网络中的第一个或最后一个站点，此时总线终端器的DIP开关选择为ON。

2.2 通讯测试

2.2.1 机舱控制柜的通讯测试

首先需要将控制柜之间的通讯联络及其与调试PC 间的通讯联络建立起来。打开PLC的系统管理软件，对主站和从站进行搜索，搜索完成后进行添加并激活。此时观察主站以及机舱柜各从站的通讯信号LED显示是否正常。若不正常，按照通讯的故障信息进行检查并排除。

2.2.2 变频器的通讯测试

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一种频率的电能控制装置。RPBA-01是变频器的现场总线适配器，通过此适配器传动单元可以连接到profibus网络上。首先将ABB_0812.GSD文件拷贝到PLC控制软件的IO文件夹内，并通过设置变频器的参数激活RPBA-01适配器和选择profibus总线控制方式。然后对主站的从站点进行重新搜索，将会发现RPBA-01站点。设置从站点的站号、PPO Type、传动协议，激活后观察RPBA-01适配器的信号LED显示是否正确。若不正确，根据故障类型进行检查排除。

2.3 静态测试

通过在PLC控制软件中对PLC的各输出点进行控制，观察PLC 对应输出点的LED灯是否发生变化，并检查被控对象是否按照预定的方式正常动作。由此检验对应设备工作是否正常。

2.3.1齿轮箱测试

风力发电机的齿轮箱为增速齿轮箱，按照一定比例将主轴转速进行扩大，从而达到发电机的额定转速。在厂内台位测试过程中，主要对齿轮箱的润滑系统进行测试。齿轮箱润滑系统包括一台油泵电机、油路、以及若干监控传感器。下图为润滑系统的原理图：

newmaker.com

图中油泵电机具有高低速功能，以便满足风机运行过程中的各种状态。油泵电机分别为高速和低速转动时，压力传感器的示数不同。若油路畅通，压力开关以及杂质开关应该为常闭，在PLC控制软件中为TRUE信号。在台位测试过程中，首先确定油泵电机转向正确，然后将油泵电机转速为分别设为高速和低速，记录压力传感器的示数、压力开关和杂质开关的信号。若出现故障，检查并排除，以确保润滑系统处于正常工作状态。

2.3.2 发电机测试

对于发电机在台位测试过程中，主要测试两个部分。一是冷却部分，二是温度传感器部分。冷却部分由发电机风冷风扇和滑环风扇构成：发电机风冷风扇主要是对发电机高速轴以及六个绕组进行冷却，滑环风扇的作用是将碳刷磨损的粉末吹出发电机并在碳刷磨损过程中起到冷却效果。在风机运行中，对于发电机的温度监控点主要有高速轴前、后轴温，发电机的冷却温度以及六个绕组的温度。发电机前轴连接着联轴器，如果温度过高有可能是由于风机的机械对中的偏差导致。这些温度监控点都串在风机控制系统的安全链中，任何一个温度值超过设定值都将导致停机。碳刷是电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置，它一般是纯碳加凝固剂制成。碳刷是易磨损的，要定期更换。在风机系统将碳刷磨损这个信号也串在安全链中，正常运行过程中为TURE信号，当磨损到设定位置时风机报警停机。在测试过程中，要确保滑环风扇、发电机风冷风扇的转向正确，各温度点温度值显示正常，碳刷磨损信号为TRUE。

2.3.3 液压系统的测试

风力发电机组的液压系统实际是制动系统的驱动机构，主要来执行风力发电机的启停任务。通常它由两个压力保持回路组成：一路是通过蓄能器供给叶轮刹车系统；一路是通过蓄能器供给偏航刹车系统。这两个回路的工作任务是当风力发电机正常运行时使风机制动系统始终保持一定的压力。下图为风力发电机液压系统的控制框图：

newmaker.com

液压系统的工作压力实际是始终处于变化状态之中，原因主要有系统内泄露、油温的变化及电磁阀的动作以及油液的问题。在台位测试中分两步进行测试：一是偏航刹车部分，当液压站油泵启动后系统压力达到设定压力值切压力开关信号为TURE。偏航半泄压电磁阀得电，45bar溢流阀调整半刹时的压力。偏航全泄压电磁阀得电，偏航刹车释放。叶轮刹车打开电磁阀打开时主刹压力保持不变，叶轮刹车关闭电磁阀得电是主刹压力值为零。台位测试中，确保液压站电机的转向正确，并在各电磁阀得电后记录此时的压力值和压力开关的信号。

2.3.4 偏航润滑测试

偏航润滑系统主要是给偏寒轴承和偏航驱动齿轮润滑。在风机运行过程中，润滑泵在设定时间启动，运行一段时间后停止。运行时间由齿轮和轴承所需的润滑脂的量决定。在台位测试中，要确保润滑泵转向正确，出现润滑油位脉冲信号和润滑脂油位信号为TURE，并且各接头处无漏油现象。

2.4 传动测试

在传动测试之前要确定叶轮锁处在正确位置，并且检查高速轴刹车钳是否抱死。给传动单元送电，并吸合变频器接触器。在PLC控制软件内进行控制变频器的启、停和速度的给定。在台位测试中，分别在低速、中速、高速时对风机的各监控点进行分析。

参考文献：
1、风力发电机组控制技术---机械工业出版社叶杭治
2、风电场工程技术手册---机械工业出版社宫靖远主编

1.5MW manufactory test-bed scheme

ABSTRACT: With the wind power in China's rapid development, a large number of domestic manufacturers in the introduction and absorption of foreign advanced technology, researching and manufacturing of advanced intellectual property with its own wind turbine, wind farm because of special circumstances, the wind turbine on all manufacturers of prototype wind field in the increasingly high cost of testing, in order to reduce costs, to verify the design and manufacture of products is correct, so that test-bed of the role of the pilot plant increasingly important, the paper mainly for the domestic mainstream 1.5MW wind turbine full power of the factory testing, the introduction of new programs in order to use the least cost, the realization of the design and manufacture of zero-defect
KEY WORD: Wind turbine、Full power、factory testing 、Test-bed(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/29/2010)


您的位置：首页 > 电力设备展区 > 风力发电机展厅 > 产品库 > 技术论文 > 正文	产品库会展人才帮助 \| 注册登录