電控系統(tǒng)部分

華銳風電科技有限公司SL1500風力發(fā)電機組培訓教材電控系統(tǒng)部分

2007.06.SL1500風機電控系統(tǒng)1電控系統(tǒng)概述

SL1500風機電控系統(tǒng)是基于雙饋發(fā)電機、變速恒頻技術和槳距調節(jié)技術的目前世界上主流風機控制系統(tǒng)，技術成熟可靠。1.1其特點如下：1.1.1采用雙饋異步發(fā)電機。定子側經接觸器直接并入電網，轉子側經IGBT變頻器及斷路器與電網連接。1.1.2采用電動偏航系統(tǒng)。一臺偏航變頻器同步拖動4臺偏航電機，提供偏航動力。位于偏航齒圈處的凸輪開關用于檢測機艙的左/右偏信號、機艙當前位置信號、解纜信號、左偏報警信號、右偏報警信號。偏航給定由PLC輸入至偏航變頻器。1.1.3采用電動變槳系統(tǒng)。由三臺變頻器拖動3臺變槳伺服電機構成高動態(tài)閉環(huán)控制系統(tǒng)，調節(jié)3片葉片的槳距角度，達到不同風速下的最佳槳距。1.1.4采用IGBT變頻器。采用高開關頻率的IGBT模塊以及優(yōu)化的觸發(fā)脈沖產生算法來實現(xiàn)可調的功率因數(shù)范圍及更小的諧波畸變。濾波電容采用長壽命的薄片式電容。1.1.5轉子側主熔斷器和定子側并網接觸器均位于機艙控制柜內。

1.2整個電控系統(tǒng)構成如下：1.2.1位于輪轂內的三臺變槳控制柜及三臺變槳電機來實現(xiàn)變槳動作。1.2.2位于機艙內的電池柜，在電網掉電時為變槳系統(tǒng)提供變槳動力。1.2.3由位于機艙內的NCC300、NCC310、NCC320控制柜及雙饋異步發(fā)電機來實現(xiàn)變速恒頻技術，同時為四臺偏航電機提供偏航動力。1.2.4位于機艙外的超聲波風速風向儀來測定風速及風向，并傳回至機艙內的控制柜中。

1.2.5位于塔筒底部的控制柜來實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控顯示及遠程通信。

1.2.6位于塔筒外的箱式變電站將電能升壓送至電網并為控制系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)提供動力。1.2.7從機艙控制柜至塔筒底部的16根1*150mm2的電纜通過風機基礎與箱式變電站連接，將電能輸出。1.2.8位于機艙控制柜NCC310內的兩臺PLC用于實現(xiàn)整個電控系統(tǒng)的控制。1.2.9位于機艙及機艙外的溫度、濕度、壓力、振動、速度傳感器用于實現(xiàn)系統(tǒng)保護。

1.2.10位于葉片與變槳軸承、輪轂與齒輪箱、機艙與塔筒銜接處的防雷電爪用于減弱及傳導雷擊電流。2硬件分析2.1偏航系統(tǒng)

400V的三相電源經過一個25A/1.17mH的電感濾波器以及一個無線電干擾濾波器與偏航變頻器連接。偏航變頻器采用KEB公司的F5系列變頻器。四臺2.2kW的偏航電機與變頻器同步并聯(lián)連接。每臺偏航電機都帶有一個制動器，400VAC的電源通過一個繼電器與四臺制動器并聯(lián)連接，該繼電器的通斷由偏航變頻器輸出控制。偏航制動器的反饋信號串聯(lián)連接至偏航變頻器，將制動器所處的狀態(tài)反饋給變頻器。每臺偏航電機內都有一個溫控開關，串聯(lián)連接至變頻器，用于保護偏航電機不因過熱而損壞。

變頻器與PLC之間的通信采用CAN總線協(xié)議，PLC發(fā)出偏航指令及偏航角度至變頻器。位于偏航齒圈處的凸輪開關將偏航位置及累計角度反饋至變頻器，提供±700度偏航，防止電纜扭絞。NCC300柜外側還留有手動偏航輸入接口，用于安裝及維修時進行手動偏航。手動偏航接口充分考慮了安裝及維護的方便。2.2變槳系統(tǒng)變槳系統(tǒng)由3臺變槳控制柜、3臺帶制動器的變槳伺服電機以及3組傳感器構成，分別控制3個葉片的槳距角度。變槳指令由位于機艙內的PLC通過CAN總線，經由滑環(huán)傳送至變槳控制柜內的變頻器中。直流550V電源、230VAC電源、24VDC控制信號和CAN總線均經過輪轂滑環(huán)，由機艙傳輸至輪轂，經過壓保護后連接至變槳控制柜。變槳電機內置溫度傳感器及編碼器將信號反饋至變頻器，用于檢測電機溫度及變槳速度。制動器由變頻器經過繼電器控制。變槳接近開關將葉片角度位置信息傳送至變頻器，判斷當前葉片角度位置。位于變槳軸承上的限位開關用于保護葉片不至于超出正常工作范圍，

3個限位開關構成安全鏈的一部分，串聯(lián)后經輪轂滑環(huán)返回至機艙。3臺變頻器之間通過CAN總線并聯(lián)連接，同步傳輸數(shù)據，保證了三臺電機同步動作。變槳系統(tǒng)采用安全鎖裝置，在電網掉電時只能往順槳位置方向旋轉，不能反轉。保證風機處于安全狀態(tài)。

CAN總線都經過屏蔽降低了信號干擾，提高了系統(tǒng)信號傳輸?shù)目煽啃浴Ｗ冾l器電源輸入側都經過濾波器濾波，降低了電源波動對變槳系統(tǒng)的影響。變槳系統(tǒng)留有手動變槳操作接口。在吊裝時可以調整變槳葉片角度，方便安裝。2.3控制器

SL1500風機控制器由位于機艙控制柜NCC310內的兩個WT98型PLCCPU和一塊WTDI92數(shù)字輸入模塊，一塊WTAI91模擬量輸入模塊和位于塔筒控制柜TBC100內的一個WT97型PLCCPU，一個WT502顯示屏構成。機艙內的兩個CPU用于整個控制系統(tǒng)的算法計算、傳感器信號處理、執(zhí)行器信號輸出以及與IGBT變頻器、變槳變頻器、偏航變頻器、WT97通訊。位于TBC100內的WT97負責TBC100內的信號處理、執(zhí)行器信號輸出、同機艙控制柜內控制器及中央監(jiān)控系統(tǒng)的通信。2.4發(fā)電機及變頻器發(fā)電機組采用變速恒頻發(fā)電機組的型式，其中電機為雙饋異步發(fā)電機(DFIG)，變頻器為交直交電壓型矢量控制變頻器。2.4.1變速恒頻發(fā)電機組具有以下優(yōu)點：2.4.1.1雙饋異步發(fā)電機只處理轉差能量就可以控制電機的力矩和無功功率，降低了變頻器的造價。變頻器的容量僅為總機組容量的1/3左右。在最大輸出功率時，1170kW的有功功率來自定子，350kW的有功功率來自轉子。因此，雙饋異步發(fā)電機產生的諧波要比所有功率都經逆變器流入電網的同步電機或異步電機變速系統(tǒng)小得多。2.4.1.2轉差頻率調節(jié),調速范圍為發(fā)電機同步轉速的33.3％。降低控制系統(tǒng)成本、減少系統(tǒng)損耗，提高效率。2.4.1.3功率因數(shù)可調，發(fā)電機組具有無功功率控制能力，功率因數(shù)可恒為1。根據需要，功率因數(shù)可在額定電壓下最大達到容性0.95，感性0.90。2.4.1.4低風速時能夠根據風速變化，在運行中保持最佳葉尖速比以獲得最大風能；高風速時儲存或釋放風能量，提高傳動系統(tǒng)的柔性，使功率輸出更加平穩(wěn)。2.4.1.5先進的雙PWM變頻器，實現(xiàn)四象限運行。2.4.1.6變速恒頻技術大幅延長了核心部件的使用壽命，同時顯著提高發(fā)電量。變速恒頻發(fā)電機組的結構示意圖如圖1所示。圖1變速恒頻發(fā)電機組的結構示意圖2.4.2雙饋異步發(fā)電機雙饋異步發(fā)電機定子繞組直接和電網連接，轉子繞組和頻率、幅值、相位都可以按照要求進行調節(jié)的變頻器相連。變頻器通過逆變器、直流環(huán)節(jié)和整流器與電網連接，控制電機在亞同步和超同步轉速下都保持發(fā)電狀態(tài)并隨著風速的變化調節(jié)發(fā)電機的轉速，進行能量交換。轉差能量可以被饋入電網或者從電網吸收，而不是被消耗。這一點正是提高風力發(fā)電機效率的關鍵。在超同步發(fā)電時，通過定轉子兩個通道同時向電網饋送能量，這時脈沖整流器相當于逆變器將直流側能量饋送回電網。在亞同步發(fā)電時，通過定子向電網饋送能量、轉子吸收能量產生制動力矩使電機工作在發(fā)電狀態(tài)。這時脈沖整流器相當于整流器從電網吸收能量。發(fā)電機的轉速范圍是1000到2000rpm，同步轉速是1500rpm。定子電壓等于電網電壓。轉子電壓與轉差頻率及堵轉電壓成正比，堵轉電壓取決于定轉子的匝數(shù)比。當發(fā)電機以同步轉速轉動時，轉差率為零，轉子電壓為零。以下幾個圖形給出了各參數(shù)與轉速之間的關系（電網電壓690V，cosφ=1）。圖2功率與發(fā)電機轉速的曲線圖電網功率；

定子功率；

轉子功率圖3電流與發(fā)電機轉速之間的曲線圖

定子電流；轉子電流；

電網總電流；

變頻器電網側電流圖3損耗與發(fā)電機轉速之間的曲線圖傳統(tǒng)的風力發(fā)電機組采用鼠籠型異步發(fā)電機或同步發(fā)電機經整流、逆變后發(fā)電的結構型式，其中鼠籠型異步發(fā)電機因需要交流勵磁裝置供電，造成功率因數(shù)下降。雙饋感應發(fā)電機（DFIG）具有功率因數(shù)可調、效率高、變頻裝置容量小、投資小、增強電網穩(wěn)定性等優(yōu)點。在電網發(fā)生擾動時，雙饋電機系統(tǒng)可以通過快速改變轉子側頻率的方法來迅速改變轉速，充分利用轉子動能，以達到釋放或吸收能量，補償電網擾動的目的。發(fā)電機的主要技術參數(shù)。額定輸出：1520kW

級數(shù)：4級速度范圍：1000～2000rpm

功率因數(shù)：容性0.95～感性0.9

定子電壓：690VAC±10％最高定子電流：1300A(轉子短路)

定子連接：D

轉子連接：Y

最高轉子電流：470A

頻率：50Hz±10％效率：≥97%（額定狀態(tài)下）雙饋異步發(fā)電機設計合理，具有：

1集電環(huán)系統(tǒng)有4個集電環(huán)，第4個集電環(huán)為接地集電環(huán)，用以泄放軸電流，保護轉軸和電機。集電環(huán)系統(tǒng)有磨損電刷和監(jiān)控電刷壽命的微電子開關。

2電機絕緣、且軸兩端的軸承是絕緣軸承，以防瞬間的高壓破壞軸承的油膜、損壞電機。

3為了避免由于潮濕、冷凝而產生的發(fā)電機損害，電機安裝有各種溫度傳感器和空間加熱器。

4每個繞組、軸承各用兩個PT100溫度傳感器來檢測和監(jiān)控溫度，防止發(fā)電機過熱。如果繞組、軸承溫度過高，監(jiān)控系統(tǒng)就發(fā)出警報，并降低功率。此外發(fā)電機具有電刷磨損、潤滑系統(tǒng)監(jiān)控等保護。

5軸承等關鍵部件按安全運行20年設計，適合于高空、野外惡劣環(huán)境。2.4.3編碼器變頻器系統(tǒng)需要實時監(jiān)測發(fā)電機的轉速進行控制。編碼器是一種精確的測量設備，記錄與其相連的設備的角度位置和轉速。因而速度檢測采用分辨率高、性能穩(wěn)定、安裝方便、抗干擾能力強、體積小、重量輕的增量型編碼器(5VDC)。2.4.4矢量控制變頻器開關器件采用開關損耗小、頻率高的IGBT模塊。磁場定向矢量控制基于電機的動態(tài)方程，通過控制電機電流矢量與定向磁場矢量的夾角和大小，實現(xiàn)對無功功率和轉矩的控制?？刂频乃枷霝椋孩匐娏鲀拳h(huán)：定子電壓電流、轉子電流通過坐標變化、PI調節(jié)等環(huán)節(jié)控制三相整流器、逆變器的脈沖寬度，進而控制變頻器輸出電壓；②功率外環(huán)：用來調節(jié)電機輸出的有功功率。電機定子側的無功功率由轉子電流控制，并網控制單元根據電機轉速以及電機定子電壓決定并網時刻、脫網時刻。變頻器主要技術參數(shù)：系統(tǒng)功率：1500kW

變頻器功率：500kVA

額定電壓：690VAC，±10%

電源頻率：50Hz，±2Hz

連接電壓：1000-1100VDC

轉子最高有效電壓：700VAC

操作頻率：3kHz

功率因數(shù)：容性0.95～感性0.90

滑差范圍：±30%

電壓不對稱度：2%

電流不對稱度：10%2.4.4.2變頻器具有以下特點：2.4.4.2.1系統(tǒng)元件按20年使用壽命設計。系統(tǒng)可在恒定的轉矩或功率下工作，突變轉矩和作用在機械部件上的合力被有效地減到最小，因此使用壽命更長。2.4.4.2.2變頻器可以通過控制柜上的按鈕、PC機或者自動控制系統(tǒng)來操作。當發(fā)出啟動信號時，變頻器可在設定的速度范圍內自動運行或者由PLC控制系統(tǒng)根據輸入參數(shù)控制變頻器自動運行。2.4.4.2.3緊湊、體積小。2.4.4.2.4防護等級為IP55，有效的防塵防水。2.4.4.2.5冷卻系統(tǒng)采用空水冷冷卻方式。功率變頻器內部通過位于柜側的空氣－水換熱器進行冷卻。此外在功率變頻器內有一套專門冷卻功率半導體的空氣－水換熱器。有效散熱、防止變頻器溫度過高，保護器件和系統(tǒng)。2.5中央監(jiān)控系統(tǒng)中央監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對各風電機組的實時在線監(jiān)控和管理，控制各風電機組的啟動與停機，進行定值修正，實現(xiàn)控制操作的畫面顯示、報表生成、打印、事件記錄、報警、事故追憶、分析等功能，具備系統(tǒng)故障的自動診斷恢復功能；在通訊中斷情況下，不丟失技術數(shù)據。數(shù)據傳輸采用光纜，光纜采取環(huán)網的方式進行聯(lián)接。中央監(jiān)控系統(tǒng)可以顯示下列信息：(包括單機和全部機組)(1)當前有功功率、無功功率；

(2)電壓(V)，三相有效值；

(3)頻率(Hz)；

(4)電流(A)，三相有效值；

(5)功率因數(shù)；

(6)葉輪的轉速(rpm)；

(7)發(fā)電機轉速(rpm)；

(8)運行時間(小時)；

(9)風電機組的狀態(tài)；

(10)實際有效發(fā)電量(kWh)；

(11)當?shù)仫L速(m/s)；

(12)發(fā)電機的溫度(℃)；

(13)齒輪箱溫度(高速軸的軸承齒輪)(℃)；

(14)齒輪油溫(℃)；

(15)機艙的環(huán)境溫度(℃)；

(16)機械剎車狀態(tài)；

(17)過去所有時間每臺風電機組的日、月、年發(fā)電量和所有風電機組合計日、月、年發(fā)電量，以及每臺風電機組和所有風電機組的總發(fā)電量；

(18)20年內的故障及停機記錄；

(19)功率曲線統(tǒng)計，可進行月、年統(tǒng)計或可指定時間區(qū)間；

(20)故障停機前900秒的所有詳細數(shù)據。

(21）以MkW為單位的總發(fā)電量當出現(xiàn)下列情況時，風力發(fā)電機組停機，顯示和發(fā)出報警信號。

(1)液壓系統(tǒng)內油面過低、油壓過低、油壓過高；

(2)偏航故障；

(3)電纜解纜故障；

(4)控制系統(tǒng)故障；

(5)機艙異常振動；

(6)剎車墊磨損；

(7)機械剎車故障；

(8)發(fā)電機、齒輪箱和偏航電機出現(xiàn)異常溫度；

(9)葉輪及發(fā)電機過速；

(10)安全系統(tǒng)啟動。當出現(xiàn)下列情況時，風力發(fā)電機組停機，顯示和發(fā)出警報信號，并在條件許可時再次自動啟動。

(1)低風速

(2)風速過高

(3)電纜解纜

(4)電網故障風力發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅顯示以上信息，還有更多風力發(fā)電機組狀態(tài)信息和操作界面，完全能夠滿足用戶要求。該監(jiān)控系統(tǒng)擁有最大優(yōu)先權的安全系統(tǒng)，并且不受監(jiān)控系統(tǒng)故障影響。2.6遠程監(jiān)控裝置

SL1500/70風力發(fā)電機組具有遠程監(jiān)控系統(tǒng)，能實時異地監(jiān)測每臺風力發(fā)電機組的運行情況。通過遠程監(jiān)控裝置可以調節(jié)設備的某些部件設置某些參數(shù)，可以通過電話線來存取發(fā)電設備數(shù)據，并設有密碼防護。在出現(xiàn)故障時，可通過軟件來處理這個故障并復位。其特點如下：

·故障監(jiān)控

·故障回復

·在整個較長時間段上進行數(shù)據處理

·運行狀態(tài)顯示

·投入運行

為風電場主控室的中央監(jiān)控系統(tǒng)提供參數(shù)、運行情況及故障報警，各種運行狀態(tài)可用不同顏色表明，發(fā)出聲音報警。中央監(jiān)控系統(tǒng)具有相應等級的抗電磁干擾能力，所有控制和保護系統(tǒng)的元件，認真選擇和布置，避免來自電力系統(tǒng)內的電磁干擾。遠程監(jiān)測系統(tǒng)能監(jiān)測風力發(fā)電機的運行情況，并對風速、發(fā)電量等參數(shù)具備完整的制表及打印功能。2.7就地控制系統(tǒng)就地控制系統(tǒng)應保證風力發(fā)電機組的正常并網發(fā)電和安全運行，具備緊急停機功能、故障報警功能、與風電場內的中央監(jiān)控系統(tǒng)的通訊功能。能夠操作風機啟動、停機、偏航和復位，能夠記錄并顯示發(fā)電量、發(fā)電時間、并網時間等數(shù)據。在停電或電網故障時，保證不丟失運行數(shù)據及記錄。就地控制系統(tǒng)不依賴于中央監(jiān)控和控制系統(tǒng)，在與中央監(jiān)控和控制系統(tǒng)發(fā)生連接故障時，就地控制系統(tǒng)能夠繼續(xù)控制風機并保持風機運行。2.8蓄電池柜位于機艙內的蓄電池柜，由30塊12V,5Ah的蓄電池串聯(lián)連接，構成360V直流電源。在電網掉電時為變槳系統(tǒng)提供動力。直流出線處采用兩個32A的熔斷器，柜內溫度傳感器用來測量蓄電池柜內溫度，加熱器在低溫情況下，保證蓄電池正常工作。2.9冷卻及加熱系統(tǒng)齒輪箱帶有4kW/6kW的油冷泵和1.5kW的風扇，由PLC過繼電器控制開閉，為齒輪箱提供油冷和風冷循環(huán)動力。變頻器水冷系統(tǒng)由一個1.1kW的水泵提供動力，其通斷也由PLC過繼電器控制。控制柜內帶有風扇，用于平衡控制柜內的空氣溫度。機艙控制柜NCC300內有一個230VAC，100W的風扇。NCC300和NCC310之間還有一個230VAC，80W的風扇。NCC320內有兩個230VAC，85W的風扇，這是因為控制柜NCC320內裝有IGBT變頻器，發(fā)熱量較大。

整個控制系統(tǒng)的控制柜和齒輪箱、發(fā)電機都帶有加熱器，保證系統(tǒng)在低溫環(huán)境下正常工作。齒輪箱帶有3個400V，1kW的加熱器，發(fā)電機加熱器由一個400V，600W的加熱器構成。機艙控制柜NCC300和NCC310都配有2個230VAC，250W的加熱器；NCC320配有3個230VAC，250W的加熱器，電池柜內有一個300W的加熱器，TBC100控制柜內的加熱器為230VAC，250W。加熱器的通斷都由PLC通過繼電器控制。2.10制動系統(tǒng)

SL1500風機的制動系統(tǒng)有空氣制動和機械制動兩個系統(tǒng)。在通常狀態(tài)下通過將葉片調整到順槳位置，減少系統(tǒng)受力達到制動效果。在緊急情況下，啟動液壓盤式制動器，通過增加摩擦力將系統(tǒng)制動。液壓盤式制動器動力電源由PLC經過繼電器接觸器控制，制動閥的調節(jié)信號由PLC根據制動要求產生相應的指令，傳送給液壓制動閥。制動液壓傳感信號以及制動器狀態(tài)信號均反饋至PLC中。2.11保護系統(tǒng)

SL1500風機的保護系統(tǒng)由：防雷保護系統(tǒng)、接地保護系統(tǒng)、電路及控制保護系統(tǒng)構成。

2.11.1防雷保護系統(tǒng)用于防止一次和二次雷擊對系統(tǒng)造成損害。一次雷擊是一種大氣放電現(xiàn)象，伴隨至少一部分放電電流通過配電系統(tǒng)、二次系統(tǒng)和建筑物，通過部分配電系統(tǒng)（包括防雷系統(tǒng)）。其后果是配電系統(tǒng)的熱、磁和放電電流的機械效果，帶來沿放電路徑的電壓迅速下降。直雷擊放電時間極短，電路中電感對雷擊電流的影響要遠遠大于電阻。葉片頂端置有雷電接收器，通過葉片內的導體將雷擊電流傳導至變槳軸承。變槳軸承與輪轂之間以及輪轂與齒輪箱之間、機艙與塔筒之間用3個平行的防雷電爪（帶抗靜電刷），間隔120度安裝，這充分考慮了平行路徑電感較小的原理。每個火花用一個碳刷平衡靜電。塔筒連接處采用3個120度間隔的不銹鋼片連接至塔筒法蘭上，以防止電流通過擰緊的螺栓。在塔筒底部通過3個120度間隔的接地極連接至土壤。位于機艙外部表面的避雷器可將雷擊電流傳導至機艙壁內的銅環(huán)網，并經由塔筒傳輸至土壤。一次雷擊防護系統(tǒng)充分考慮了平行路徑的重要性。二次雷擊是一種大氣放電現(xiàn)象，但無放電電流通過配電系統(tǒng)、二次系統(tǒng)和整機。間接雷擊造成的后果是：過壓和瞬態(tài)波帶來的過流。在柜內電源輸入端處，以及柜外傳感器與柜內元件連接處、滑環(huán)至輪轂控制柜連接處均安裝有浪涌電壓保護器，排除由雷擊造成的過電壓，以保護控制系統(tǒng)元件及人員安全。2.11.2接地保護系統(tǒng)。接地保護系統(tǒng)用于在系統(tǒng)故障出現(xiàn)漏電時，保證操作人員人身安全。機艙控制柜NCC300、NCC310、NCC320內均安裝有接地銅排，所有元件的PE線、N線，以及變頻器的PE端子都已經導線連接至接地銅排上，3個接地銅排經過95mm2的接地電纜互相連接。輪轂控制柜內通過輪轂滑環(huán)將PE線與機艙控制柜相連。機艙控制柜、輪轂控制柜、蓄電池柜、發(fā)電機定轉子接線盒都經過接地電纜與機艙內的接地總線連接。接地總線通過3個間隔120度的防雷電爪（帶抗靜電刷）與塔筒連接，經過塔筒及塔節(jié)連接處的不銹鋼板連接至塔筒底部的等勢連接導體,等勢連接導體在經過接地導線把塔筒控制柜TBC100、接地極、基礎接地環(huán)、基礎鋼筋加強網、箱式變電站接地系統(tǒng)連接在一起，構成完整的接地保護網。2.11.3電路及控制保護系統(tǒng)。在電機、變頻器、風扇、制動器、插座、PLC等耗電元件電源輸入端處都裝有斷路器或者熔斷器，以防止電氣元件過流損壞。發(fā)電機、變槳電機、偏航電機都帶有內置溫度傳感器，防止電機過熱燒毀。在齒輪箱的軸承、潤滑油腔內以及各控制柜、水冷容器內都裝有溫度傳感器，保證系統(tǒng)運行在正常狀態(tài)下。位于機艙各部件內的壓力、振動、速度、位置傳感器將信號反饋至PLC，保證系統(tǒng)正常運行。塔筒控制柜內有溫度、濕度傳感器，檢測并保證正常工作條件。2.12箱式變電站以主斷路器在箱變里，低溫型變壓器為例：位于風機附近的箱式變電站，負責將風機所發(fā)電能升壓后送至電網。箱式變電站內置輔助變壓器，為整個風機控制系統(tǒng)及偏航電機、變槳電機提供動力。風機至箱變的電纜經過基礎底部的預埋電纜管，將風機與箱變連接。2.12.1箱式變壓器參數(shù)：全密閉免維護三相油浸升壓變壓器額定容量：1600kVA

高壓側額定電壓：35kV（可根據當?shù)仉娋W情況決定）低壓側額定電壓：690V

額定頻率：50Hz

調壓方式：無載調壓調壓范圍：±2*2.5%

聯(lián)結組別：D，yn11

阻抗電壓：6%

冷卻方式：空冷帶有溫度指示，高溫報警與分斷保護信號，并與變壓器保護功能連鎖。

3*5*150mm2的電源進線和1*150mm2PEN進線。2.12.2輔助變壓器參數(shù)：容量為60KVA的輔助變壓器690VAC/400VAC。機艙控制電源：400VAC3+PEN出線。維修插座電源：400VAC3+N+PE出線。

TBC100控制柜電源：230VAC1+N+PE出線。照明電源：230VAC1+N+PE出線。機艙加熱器電源：400VAC3+N+PE出線。輔助變壓器出線側低壓分斷器件采用斷路器。

主斷路器參數(shù)：額定電流≥2000A2.13安全鏈系統(tǒng)

SL1500風機安全系統(tǒng)采用12級的安全鏈?？刂乒裼幸粋€組合式緊急停止按鈕/安全繼電器。當按下緊急停止按鈕時，所有有關的接觸器和斷路器立即斷開。安全繼電器可以通過一個只能手動操作的按鈕復位。變頻器控制器控制一個超速繼電器，當超過可調節(jié)的超速參數(shù)時動作。PLC監(jiān)控所有的控制元器件，并將故障信息報告給控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。自動復位方法：由緊急停止開關觸發(fā)安全鏈時，只能手動復位。由其他方式安全鏈時可以通過操作系統(tǒng)復位

12級安全鏈：急停按鈕轉子過速變槳葉片驅動故障制動器故障發(fā)電機過速振動開關動作輪轂過速看門狗制動器工作位置葉片在工作位置輪轂驅動故障存儲繼電器故障3軟件結構及控制思想

SL1500風機采用ABB公司的AC1131系列PLC?？刂瞥绦蚪Y構采用了AC1131系列PLC特有的分時多任務結構，這樣可以根據不同任務請求的時間要求，充分分配系統(tǒng)資源，提高了系統(tǒng)的響應速度。3.1PLC程序結構

PLC程序分為一個5ms掃描周期的A00_TASK_FAST任務,一個100ms掃描周期的A01_TASK-SLOW任務和一個10s掃描周期的A02_TASK_TIME任務。3.1.15ms掃描周期的A00_TASK_FAST任務用于RS232通訊、CANbus通訊、以及風機的初始化工作；時間響應要求較高的、關鍵信號的輸入、輸出、故障處理。3.1.2100ms掃描周期的A01_TASK-SLOW子程序用于時間要求較高的信號輸入、輸出、故障處理。3.1.310s掃描周期的A02_TASK_TIME任務用于處理一些時間要求不高的計算。3.2控制思想

SL1500風機控制系統(tǒng)采用基于風機所處狀態(tài)的控制思路。風機在運行過程中會存在15種狀態(tài)。

S0_START風機處于啟動狀態(tài)

S1_ERROR風機處于錯誤狀態(tài)

S2_MAINS_FAILURE風機處于主要故障狀態(tài)

S3_INIT風機處于初始化狀態(tài)

S4_READY風機處于待風狀態(tài)

S5_STARTUP風機處于進入運行狀態(tài)

S7_PRODUCT風機處于發(fā)電狀態(tài)

S8_NIGHTOFF風機處于夜閉運行狀態(tài)

S9_ICE風機處于結冰狀態(tài)

S10_SETUP風機處于設置狀態(tài)