金风1.5MW风力发电机组温控系统
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2.1--金风1.5兆瓦风力发电机组控制系统介绍
Freqcon变流配置的系统 金风1500千瓦直驱风力发电机组系统结构图
主电缆
电机侧二极管整 流单元
斩波升压单元 网侧逆变单元
AC
DC DC
DC DC
DC
DC
AC
主断路器
进线电缆
开关柜
Freqcon变流器
叶
片
及
永磁同步
变
发电机
桨
驱
动
连接器
DP总线
底座
D
P
总
线
塔架
机组主控制柜
变流控制器
I/O D 信P 号总
▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
主控制器(风机系统逻辑控制)
▲风机正常工作逻辑控制 ▲故障诊断及保护 ▲数据采集/统计 ▲与各个系统的数据交互控制
变桨系统
▲桨距调节 ▲桨距角采集 ▲异常保护 ▲故障诊断及保护
变流系统
▲电力变换 ▲功率控制 ▲转矩控制 ▲功率因数调节 ▲故障诊断及保护
10 / 35 kV f = 50 Hz
一、金风1.5兆瓦风力发电机组的控制系统 Switch变流配金置风的15系00统千瓦直驱风力发电机组系统结构图
主电缆
电机侧功率单元 网侧功率单元 主断路器
AC
DC DC
DC
AC
620 / 690 V
进线电缆 f = 50 Hz
10 / 35 kV f = 50 Hz
D
P 总 线
冷 却 水 管
2、红色虚线框里表示水冷系统 （塔底） 3、绿色虚线框里表示主控系统 （塔底） 4、黑色虚线框里表示机舱控制系统（塔顶） 5、紫色虚线框里表示变桨控制系统（塔顶）
主电缆
电机侧二极管整 流单元
斩波升压单元 网侧逆变单元
AC
DC DC
DC DC
DC
DC
AC
主断路器
进线电缆
开关柜
Freqcon变流器
叶
片
及
永磁同步
变
发电机
桨
驱
动
连接器
DP总线
底座
D
P
总
线
塔架
机组主控制柜
变流控制器
I/O D 信P 号总
▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
主控制器(风机系统逻辑控制)
▲风机正常工作逻辑控制 ▲故障诊断及保护 ▲数据采集/统计 ▲与各个系统的数据交互控制
变桨系统
▲桨距调节 ▲桨距角采集 ▲异常保护 ▲故障诊断及保护
变流系统
▲电力变换 ▲功率控制 ▲转矩控制 ▲功率因数调节 ▲故障诊断及保护
10 / 35 kV f = 50 Hz
一、金风1.5兆瓦风力发电机组的控制系统 Switch变流配金置风的15系00统千瓦直驱风力发电机组系统结构图
主电缆
电机侧功率单元 网侧功率单元 主断路器
AC
DC DC
DC
AC
620 / 690 V
进线电缆 f = 50 Hz
10 / 35 kV f = 50 Hz
D
P 总 线
冷 却 水 管
2、红色虚线框里表示水冷系统 （塔底） 3、绿色虚线框里表示主控系统 （塔底） 4、黑色虚线框里表示机舱控制系统（塔顶） 5、紫色虚线框里表示变桨控制系统（塔顶）
金风771500风力发电机组电控系统电气接线图(主控柜)-北京官厅
配电回路（230VAC UPS)
设 计： 校 对：
J
JSDK2007 V5
审 核： 批 准：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A
400V 50Hz L1 400V 50Hz L2 400V 50Hz L3
3N
6.1 6.1 6.1
6.1 B
C
D
E
F
PE 6.1
G
H
I
工程名称： 金风77/1500kW风力机组
柜
柜
体
体
接
电
I
地
源
金风科技
J
1
2
3
4
5
变压器回路
JSDK2007 V2
6
7
8
400 V AC 母 线
设 计：
校 对：
审 核：
批 准：
9
10
400V 50Hz L1
3.1
400V 50Hz L2
3.1
400V 50Hz L3
3.1
3N
3.1
400V 50Hz L1 400V 50Hz L2 400V 50Hz L3 2N PE
11
12
13
14
1
2
3
4
5
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A
2.10 2.10 2.10
B
400V 50Hz L1 400V 50Hz L2 400V 50Hz L3
A
400V 50Hz L1 400V 50Hz L2 400V 50Hz L3
1.5兆瓦风机电控系统介绍
对于处于旷野之中高耸物体，无论怎么样防护，都不可能完全避免雷 击。因此，对于风力发电机组的防雷来说，应该把重点放在遭受雷击 时如何迅速将雷电流引入大地，尽可能地减少由雷电导入设备的电流， 最大限度地保障设备和人员的安全，使损失降低到最小的程度。金风 1.5MW风力发电机组的防雷系统就是遵循这一原则而设计的，从叶尖 到机组基础，各部分均采用了严密的防雷击保护措施（见上图），防 雷按照IEC61024标准所规定的I级保护等级要求，参照执行IEC 61400-24、DIN VDE 0127、GB50057-1994等标准金风1.5MW风力 发电机组的防雷系统，根据相应的防雷标准，我们将风力发电系统的 内外部分分了多个电磁兼容性防雷保护区。其中，在机舱、塔身和主 控室内外可以分为LPZ0、LPZ1和LPZ2三个区（如上图）。针对不同 防雷区域采取有效的防护手段，主要包括雷电接受和传导系统、过电 压保护和等电位连接等措施，这些都充分考虑了雷电的特点而设计， 实践证明这一方法简单而有效。
控制及安全保护
整个运行过程都处于主控PLC严密控制之中。其安全保护系统分三层结构：计算机 系统，独立于计算机的安全链，器件本身的保护措施。在机组发生超常振动、过速、电 网异常、出现极限风速等故障时保护机组。对于电流、功率保护，采用两套相互独立的 保护机构，诸如电网电压过高，风速过大等不正常状态出现后。电控系统会在系统恢复 正常后自动复位，机组重新启动。 具体运行过程为： A、当风速持续10分钟（可设置）超过3m/s，风机将自动启动。叶轮转速大于10.1转／ 分时并入电网。 B、随着风速的增加，发电机的出力随之增加，当风速大于12m/s时，达到额定出力，超 出额定风速机组进行恒功率控制。 C、当风速高于２２米/秒持续10分钟，将实现正常刹车（变桨系统控制叶片进行顺桨， 转速低于切入转速时，风力发电机组脱网）。 D、当风速高于28米/秒并持续10秒钟时，实现正常刹车；当风速高于33米/秒并持续1 秒钟时，实现正常刹车。 E、当遇到一般故障时，实现正常刹车。 F、当遇到特定故障时，实现紧急刹车（变流器脱网，叶片以7°/s的速度顺 桨）。
1.5WM机组主控系统介绍
数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机启动器等负载。数 字量输出模块将CPU内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放 大的作用。输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交 流负载的双向晶闸管或固态继电器。（如图所示）
模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成是A/D 转换器。（如图所示）
模拟量输出模块用于将CPU送给它的数字信号转换成为比例的电流信号或电压信号，对执 行机构进行调节或控制，其主要组成部分是D/A转换器。（如图所示）
3.4、倍福PLC模块
KL9010是K_BUS终端端子(模块)
KL9010总线末端端子可用于总线 耦合器和总线端子之间的数据交换。 每一个站都可在右侧使用KL9010 作为总线末端端子。总线末端端子 不具有任何其它功能或连接能力。
PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上 提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。
3.3、PLC输入和输出模块的基本原理
数字输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器，例如二线式光电开关和接近开 关等。数字量输入模块将从现场传来的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号电平。输入电 路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点的抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输 入电流一般为数毫安。（如图所示）
பைடு நூலகம்
维护模式激活 No
OR
Yes No
停机正常
Yes
维护
OR
Yes 维护模式激活 No
维护模式下电 No
机转速故障
Yes
OR
5.2 启动和并网控制
风力发电机的起动和并网过程如下：由风向传感器测出风向主控制 器使偏航驱动机构动作，从而使风力发电机组对准风向。同时检测风速 （只要有风发电机转子就有转动，随着风速的增加发电机的感应电压也 逐步增加，即电机端电压逐步升高），当风速超过切入风速时，机组开 始启动，当机组达到一定条件时，通过全功率变流器控制的功率模块和 变流器网侧电抗器、电容器的LC滤波作用使系统输出电压等于电网电压、 频率也达到并网条件，同时检测电网电压与变流器网侧电压之间的相位 差，当其为零或相等（过零点）时实现并网发电（这些条件在金风 1.5MW机组里全部通过变流装置的控制来实现，变流装置通过锁相控制 和SPWM调制等使机组输出达到并网条件）。
金风1.5MW 风力发电机组简介就地监控
变流器/冷却系 统页面
此页面包括：变 流器数据、冷却 系统数据、变流 器运行状况鸡冷 却系统信号。 这些数据中包括 变流器各个部分 的温度，水冷系 统的温度、压力 和流量，水冷系 统各元器件的运 行状态，变流系 统的运行状态。
偏航/液压系统页 面
此页面包括：偏航系 统信息、液压偏航状 态信号、动作等级。 这些数据中包括偏航 位置、偏航速度、解 缆日期、加脂日期， 偏航电机和液压泵的 工作时间，偏航和液 压系统工作的数字量 等。
金风1.5MW风力发电机组简介
吕进岗
1 2 3 4
人机交换界面简介及简单操作 1.5MW风力发电机组电气控制系统简介
一、人机交换界面简介及简单操作
通过此软件我们 可以登录到通讯 局域网中任何一 台就地的面板机 中（处联网状态 并装有VNC软件） 进行任意的操作。 运行run vnc viewer跳出对话框， 输入要登录电脑 的IP地址如： 192.168.150.**， 点击OK，跳出第 二个对话框输入 密码：2010，点 击OK进入到相应 的电脑中。
f文件b文件数据时序图100102030405060708090100114428743057371685910021145128814311574171718602003214622892432257527182861300431473290343335763719386240054148429144344577472048635006514952925435557857215864pitchpositionblade1pitchpositionblade1二15mw风力发电机组电气控制系统的组成及简介变桨系统变流系统主控系统整流单元逆变单元控制单元传感器单元执行单元变桨传感器变桨执行器件变桨控制单元变桨备电控制单元滤波单元监控系统工业以太网监控软件总线系统直驱15mw电控系统组成保护单元人机交互风机控制参数设置查阅信息网络远程监控统计报表风机控制参数设置查阅信息主控制器风机系统逻辑控制风机正常工作逻辑控制故障诊断及保护数据采集统计变浆系统桨距调节桨距角采集异常保护变流系统电力变换功率控制转矩控制功率因数调节传感器数字量采集模拟量采集15mw风力发电机组电气控制系统的拓扑结构1主控系统金风15mw风力发电机组的主控系统以德国beckhoff公司生产的嵌入式plc控制器为核心
机组控制系统介绍
金风1500千瓦直驱风力发电机组系统结构图
电机侧功率单元 主电缆
AC DC DC
适合接入电网的频率：50/60 Hz 电压：620VAC(+/-10%) ； 标准功率因数：1.0， 无功功率的调节范围：-0.95~0.95 ； 运行温度(以外界环境运行为准)：零下 30℃ ~零上 50℃ ； 采用风冷散热、集中控制方式 。
二、机组主控制系统的组成及功能
机组中用到的贝福模块（或功能端子） 1、主控制器CX1020 2、控制器供电电源CX1100-0002 3、Profibus-DP通信主站模块CX1500-M310 4、子站通信模块BK3150（总线耦合器） 5、子站通信模块BC3150（总线端子控制器） 6、4通道数字量输入端子KL1104 7、4通道数字量输出端子KL2134 8、8通道数字量输出端子KL2408 9、4通道模拟量输入端子KL3204 10、电力测量端子KL3403
主控系统
冷却系统
监控系统
变桨传感器 变桨执行器 变桨控制单元 备电系统
整流单元 逆变单元 直流保护单元 控制单元 滤波单元
控制单元 传感器单元 执行单元 总线系统
风冷系统 水冷系统
以太网通信网络系统 人机交互监控系统
一、金风1.5兆瓦风力发电机组的控制系统
控制系统各个部分的主要功能
人机交互 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息 网络/远程监控 ▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
二、机组主控制系统的组成及功能
2、控制器供电电源CX1100-0002
CX1100-0002模块是系统可以选择的三种电源模块中的一种。所有其他系统组件的 电源通过内置 PC104 总线供电，无需单独的电源线。然而，CX1100 组件除了提供电源 以外，还可具有其他重要特性：集成的 NOVRAM 可实现 故障情况下过程数据的安全存 储。有两行字符（每行 16 个字符）的 LCD 显示器用于显示系统和用户信息。
电机侧功率单元 主电缆
AC DC DC
适合接入电网的频率：50/60 Hz 电压：620VAC(+/-10%) ； 标准功率因数：1.0， 无功功率的调节范围：-0.95~0.95 ； 运行温度(以外界环境运行为准)：零下 30℃ ~零上 50℃ ； 采用风冷散热、集中控制方式 。
二、机组主控制系统的组成及功能
机组中用到的贝福模块（或功能端子） 1、主控制器CX1020 2、控制器供电电源CX1100-0002 3、Profibus-DP通信主站模块CX1500-M310 4、子站通信模块BK3150（总线耦合器） 5、子站通信模块BC3150（总线端子控制器） 6、4通道数字量输入端子KL1104 7、4通道数字量输出端子KL2134 8、8通道数字量输出端子KL2408 9、4通道模拟量输入端子KL3204 10、电力测量端子KL3403
主控系统
冷却系统
监控系统
变桨传感器 变桨执行器 变桨控制单元 备电系统
整流单元 逆变单元 直流保护单元 控制单元 滤波单元
控制单元 传感器单元 执行单元 总线系统
风冷系统 水冷系统
以太网通信网络系统 人机交互监控系统
一、金风1.5兆瓦风力发电机组的控制系统
控制系统各个部分的主要功能
人机交互 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息 网络/远程监控 ▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
二、机组主控制系统的组成及功能
2、控制器供电电源CX1100-0002
CX1100-0002模块是系统可以选择的三种电源模块中的一种。所有其他系统组件的 电源通过内置 PC104 总线供电，无需单独的电源线。然而，CX1100 组件除了提供电源 以外，还可具有其他重要特性：集成的 NOVRAM 可实现 故障情况下过程数据的安全存 储。有两行字符（每行 16 个字符）的 LCD 显示器用于显示系统和用户信息。
FJ-2014-1-25金风1.5MW机组风向标、风速仪控制原理
风向标、风速仪系统分析一、介绍风向标、风速仪对机组的作用JF77/1500风力发电机组采用的是主动对风形式，在机舱后部安装两个互相独立的传感器—风速仪和风向标。
风速仪：检测风速。
风向标：机组通过风向标检测到机舱与主风向之间的偏差角度，给PLC—个2-10V电压信号，在由PLC发出指令控制偏航系统进行主动对风。
二、风向标、风速仪故障说明1风速仪错误:风速偏低,但叶轮转速较高;软件长时间检测的风速小于零。
机组报风速仪错误满足以下3个条件：1）PLC程序连续3分钟检测到风速小于1M/S，同时发电机转速大于8。
5转。
2）PLC程序连续40秒检测到风速小于TM/S。
3）发电机转速大于7转/分钟或者10秒平均风速大于5M/S，持续时间达到1分钟。
同时满足0。
5秒检测的风速的绝对值小于0。
05M/S，持续时间达到3分钟。
此时只要满足上述条件1，2，3中的任意一条机组就会报风速仪故障。
2风向标错误:风向标检测的风向为负值;但风向却基本保持不变,持续时间超过90秒。
机组报风向标错误因满足以下4个条件：1）风向角度持续12秒小于-5度。
2）10秒平均风速大于3M/S或者发电机转速大于4。
5转/分。
或者3）PLC每0。
5秒检测的风向角度的绝对值小于0。
15度。
4）上述条件2和3持续时间达到90秒。
此时只要机组满足条件1或者是4机组就会报风向标错误故障。
3大风向改变错误：风机在启动及运行过程中,在一定时间内30s平均风速大于5.5m/s，但偏航误差却大于70°，持续时间超过30s报大风向改变错误。
机组报大风向改变错误因满足以下2个条件：1）风机在启动及运行过程中,在一定时间内30s平均风速大于5.5m/s。
2）机舱与主风向的偏差大于70°。
4Errorwindmeasurementglobal当机组出现风向标、风速仪及大风向改变错误中任何一条时，就会导致机组报测风系统故障进而使PLC程序执行停机动作。
5兆瓦风机电控系统介绍
在叶片内部，雷电传导部分将雷电从接闪器导入叶片根部的金属法兰，通过 轮毂传至机舱。
机舱底板与上段塔架之间、塔架各段之间塔架除本身螺栓连接之外还增加了 导体连接。
在机舱的后部还有一个避雷针，在遭受雷击的情况下将雷电流通过接地电缆 传到机舱底座，避免雷电流沿信号及传动系统的传导。
机舱底座为球墨铸铁件，机舱内的零部件都通过接地线与之相连，接地线尽 可能地短直。雷电流通过塔架和铜缆经基础接地传到大地中（见下图）。
控制及安全保护
整个运行过程都处于主控PLC严密控制之中。其安全保护系统分三层结构：计算机 系统，独立于计算机的安全链，器件本身的保护措施。在机组发生超常振动、过速、电 网异常、出现极限风速等故障时保护机组。对于电流、功率保护，采用两套相互独立的 保护机构，诸如电网电压过高，风速过大等不正常状态出现后。电控系统会在系统恢复 正常后自动复位，机组重新启动。
DP总线 1号变桨柜
滑环
DP总线
DP总线 DP总线
3号变桨柜
2号变桨柜
DP总线 DP总线 DP总线
机舱柜（topbox)
主控柜和低压柜
变流柜
IGBT单元
变流控制器
VERTECO控制系统 实际的物理分布及通 信连接
DP总线 DP总线
DP总线
滑环
1号变桨柜
DP总线
机舱柜（topbox)
2号变桨柜 3号变桨柜
停机正常
Yes
激活 No
服务模式下电 No
机转速故障
Yes
OR
启动和并网控制
风力发电机的起动和并网过程如下：由风向传感器测出风向并使偏 航控制器动作，使风力机对准风向。同时检测风速（只要有风发电机转 子就有转动，随着风速的增加励磁电流也逐步增加，即电机端电压逐步 升高），当风速超过切入风速时，通过全功率变流器控制和机端变压器 的变压作用使系统输出电压等于电网电压、频率也达到并网条件，这时 还检测电网电压与风机端电压之间的相位差，当其为零或相等（过零点） 时合闸并实现并网
金风1.5MW风力发电机组温控系统
a) 进阀水温大于29℃，1号风扇启动；
b) 进阀水温大于32℃，2号风扇启动；
c) 进阀水温大于35℃，3号风扇启动；
d) 进阀水温小于27℃，1号风扇停止；
e) 进阀水温小于30℃，2号风扇停止；
f) 进阀水温小于33℃，3号风扇停止；
g) 当变流器不调制的时候，1～3号风扇的启动温度为上述启动温度加上8℃。
器温度，传至2U1 SLOD C板，通过光纤传至1U1网
侧逆变单元，进行数据处理，温度调节开关辅助采
集柜内温湿度。
温度检测部分-9/10
2.2.4 机舱柜温度检测回路
机舱内主要有环境、柜体、机舱内、发电机温度，通过PT100进行
采集，温度调节开关辅助采集柜内温度。
温度检测部分-10/10
由继电器来控制接触器是否吸合从而控
制冷却风扇。
目录
1
温度对风机元件的影响
2
温度检测部分
3
温度调节部分
4
温度控制部分
5
温控系统维护与常见故障
温控系统维护与常见故障-1/6
5.1 温控系统的维护
1、检查温度调节器的温度设定值符合现场机型图纸所标注的值；
Switch变流Vensys变浆
-为人类奉献白云蓝天
给未来创造更多资源-
课程导入
提问：
检测温度的元件主要有那些？
金风1.5MW机组内主要需要检测哪些地方的温度？
目录
1
温度对风机元件的影响
2
温度检测部分
3
温度调节部分
4
温度控制部分
5
温控装置的检查与维护
目录
1
温度对风机元件的影响
2
金风1.5兆瓦机组通讯监控系统概述
软件功能：
• • • • • • • • • • 瞬时值实时监测 统计值监测 远程控制 数据存储 报警功能 图形绘制 报表功能 打印功能 数据备份功能 远程接口
主界面
• 在主界面的上方是系统菜单项和快捷图标按钮；中间部 分是风机图标排布区和风机主要信息显示区；最下方从 左到右依次为风电场名称，当前日期时间，当前使用系 统用户。 • 风机图标： • 红色：表示风机有故障（初始状态，当风机通讯连接未 收到有效数据时）。 • 带×符号：表示此风机未收到有效数据（即风机通讯中 断）。 • 文字：显示的信息包括（风机号、风机状态、风速、功 率）
单环路结构
中心交换机（集线器）连接各环网
• 交换机通过中央交换机连接 多环网结构使服务器端增强 了可扩展性，将其他外围集 线服务器或终端接入风机通 讯网，利于后期新增风机功 能。其网络结构如图：
多环相切结构
• 多环相切结构是指集线服 务器已接入一风机环网， 其他风机环网通过交换机 切入此风机环网。这种网 络各风机环网接入同一环 网，对此环的带宽占用较 多，对风机通讯速度有影 响，但适合现场风机极为 复杂线路。
统计查询菜单
• 在主界面的统计查询菜单 下包含：历史状态日志查 询，历史故障日志查询， 历史故障统计。
历史状态日志查询
• 功能：查询选定风机的选 定日期的状态记录 • 操作：选择统计查询菜单， 点击其下的历史状态日志 查询。选择需查看的风机 后选定日期，点击统计即 可。 • 结果：显示风机的历史状 态变化记录。
风机设置
• 功能：显示风机的编号、屏幕 位置、协议类型、风机控制id 等保证系统正常运行的风机基 本配置信息。 • 操作：点击设置菜单栏。选择 其下的风机设置选项进入风机 设置显示界面。单击风机信息 记录集。如果想对某台风机的 基本信息进行修改，则只需双 击那台风机的信息栏，进入风 机信息设置界面，在这里修改， 然后单击修改即可， • 结果：显示风机的基本配置信 息。
金风1.5MW风力发电机组Vensys变桨系统介绍
名称
开关电源
型号
ZIVAN
功能及端口定义
功能：将50HZ线电压400V(三相)交流电输入转换为60V直流电输出。 AUX1 C\AUX1 NO=开关电源正常输出信号
额定60V/80A
ON/OFF=开关电源工作/停止工作信号 LSENSE 电流检测通道
变频器
SW:AC2T2IFWMF145_HYSO4
功能：采集超级电容高低电压； X4:4=／X4:3分别采集电容高低60V／30V直流输入电压； X4:5=模块24V电源的接口；X4:9／X4:10=电压检测模拟量输出； X4:11=电流检测模拟量输出
A10自制模块
旋转编码器
1=旋边电源；3/7=正/负向SSI脉冲输入；5=清零端；8/9=速度和位移 反馈；10=反馈旋边工作正常信号；
功能：将60VDC转换成三相频率可变的29VAC BATT/-BATT为直流输入,U V W为交流电输出；
额定48V/450A
F3/F9控制变桨电机刹车电磁阀； E5=自动变桨控制信号；F4=自动变桨使能； E12=叶片向0度方向变桨信号；E13=叶片向90度方向变桨信号； F6/F12外部过载信号；
0° 接近开关
电机控制 及信号线
电机控制 及信号线
电机控制 及信号线
3.1 变桨系统驱动原理
Profibus DP 状态 自动/手动切换 Beckhoff I/O system 向0度变桨 向90度变桨 手动 控制 状 态 信 息 控 制 命 令 A10电压/ 电流转换 电压 电流 信号 DC 24V DC/DC 变换 风扇 温 度 信 号 Pt100 状 态 信 号 控 制 命 令 变 桨 速 度
20
发电机转速 （Ω—rpm）
金风1.5 MW机组SWITCH变流模块超温原因分析及优化方案
发变流系统故障， 甚至导致机组超温停运。 针对金风 １ ５ ＭＷ 风力发电机组贺德克水冷系统， 研究分析了 ＳＷＩＴＣＨ 变
流模块超温的原因， 从传热学的角度列举了影响换热的相关因子， 提出了改进三通阀和扰流丝的优化方案， 并指出了
后续优化思路。 研究得出， 采取优化改造三通阀、 更换变流模块基体扰流丝等方法， 可降低变流模块温度 ５ ～ １０ ℃ ，
ｍｉｚａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｒｅｅ⁃ｗａｙ ｖａｌｖｅ ａｎｄ ｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇ ｗｉｒｅ， ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｄｅａｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｍｏｄｕｌｅ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ５ ～ １０ ℃ ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ⁃ｗａｙ ｖａｌｖｅ ａｎｄ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐｏｉｌｅｒ ｗｉｒｅ ｏｆ ｃｏｎ⁃
曲线， 对冷却液流量调整的误差也越来越大， 从而
影响温度控制的精度和传热效果， 导致变流模块超
应的加剧导致金属表面腐蚀剥落， 聚集而堵塞变流
倍率随之下降， 换热效果逐渐恶化。
冷却液中的乙二醇氧化后形成的草酸与碱土金
２０２１ 年
第 ４２ 卷第 ５ 期
裴兆芹， 等： 金风 １ ５ ＭＷ 机组 ＳＷＩＴＣＨ 变流模块超温原因分析及优化方案
ｄ
外循环系统散热器翅片堵塞
风机水冷系统散热器置于塔筒外部， 换热方式
为传导换热和利用风扇进行的强制对流换热。 为了
增大换热面积， 提高换热效率， 采用的翅片管式散
热器。 因散热器安装在野外， 翅片间距较小， 外界
流模块超温的原因， 从传热学的角度列举了影响换热的相关因子， 提出了改进三通阀和扰流丝的优化方案， 并指出了
后续优化思路。 研究得出， 采取优化改造三通阀、 更换变流模块基体扰流丝等方法， 可降低变流模块温度 ５ ～ １０ ℃ ，
ｍｉｚａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｒｅｅ⁃ｗａｙ ｖａｌｖｅ ａｎｄ ｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇ ｗｉｒｅ， ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｄｅａｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｍｏｄｕｌｅ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ５ ～ １０ ℃ ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ⁃ｗａｙ ｖａｌｖｅ ａｎｄ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐｏｉｌｅｒ ｗｉｒｅ ｏｆ ｃｏｎ⁃
曲线， 对冷却液流量调整的误差也越来越大， 从而
影响温度控制的精度和传热效果， 导致变流模块超
应的加剧导致金属表面腐蚀剥落， 聚集而堵塞变流
倍率随之下降， 换热效果逐渐恶化。
冷却液中的乙二醇氧化后形成的草酸与碱土金
２０２１ 年
第 ４２ 卷第 ５ 期
裴兆芹， 等： 金风 １ ５ ＭＷ 机组 ＳＷＩＴＣＨ 变流模块超温原因分析及优化方案
ｄ
外循环系统散热器翅片堵塞
风机水冷系统散热器置于塔筒外部， 换热方式
为传导换热和利用风扇进行的强制对流换热。 为了
增大换热面积， 提高换热效率， 采用的翅片管式散
热器。 因散热器安装在野外， 翅片间距较小， 外界
金风1.5MW机组液压、偏航及润滑控制系统
偏航控制系统的机械部分主要包括3个偏航驱动机构、一个经特殊设计的带外齿圈的四 点接触球轴承( 即偏航轴承）、偏航保护以及一套偏航刹车机构。偏航刹车分为两部分：一 部分为与偏航电机轴直接相连的电磁刹车，另一部分为偏航制动器。11．偏航电机2
2．偏航减速器
3．偏航轴承
4．偏航刹车盘
3
5．偏航制动器
4 5
序号 1
1.3
1.4
1.5 1.8 14
3 3.1 3.2
4 5 6 6.1 7 7.1
名称 油箱 液压泵电机
油位传感器
加油孔 放油阀
手泵 滤油器 滤油器堵塞发讯器 背压单向阀 单向阀 系统溢流阀 系统压力表 截流手阀 蓄能器 系统截流手阀
序号 8
8.1
9
10 12 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 11 11.1 11.2
一、金风1.5MW机组液压系统 液压系统控制电路
二、金风1.5MW机组偏航系统及润滑系统
风力发电机组的偏航控制系统是一随动系统，当风向与风轮轴线偏离一个角 度时，控制系统经过一段时间确认后，会控制偏航电机将风轮调整到与风向一致 方位。
二、金风1.5MW机组偏航系统及润滑系统
金风机组采用主动偏航对风形式。在机舱后部有两个互相独立的传 感器——风速仪和风向标。风向标的信号反映出风机与主风向之间有偏 离，当风向持续发生变化时，控制器根据风向标传递的信号控制三个偏 航减速器转动机舱对准主风向，机组偏离主风向的一般误差在±4度内。
偏航条件：1、检测60s平均风向，偏差25度持续20s后开始偏航； or2、检测60s平均风向，偏差15度持续50s后开始偏航； or3、检测60s平均风向，偏差9度持续1.5m后开始偏航。
2．偏航减速器
3．偏航轴承
4．偏航刹车盘
3
5．偏航制动器
4 5
序号 1
1.3
1.4
1.5 1.8 14
3 3.1 3.2
4 5 6 6.1 7 7.1
名称 油箱 液压泵电机
油位传感器
加油孔 放油阀
手泵 滤油器 滤油器堵塞发讯器 背压单向阀 单向阀 系统溢流阀 系统压力表 截流手阀 蓄能器 系统截流手阀
序号 8
8.1
9
10 12 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 11 11.1 11.2
一、金风1.5MW机组液压系统 液压系统控制电路
二、金风1.5MW机组偏航系统及润滑系统
风力发电机组的偏航控制系统是一随动系统，当风向与风轮轴线偏离一个角 度时，控制系统经过一段时间确认后，会控制偏航电机将风轮调整到与风向一致 方位。
二、金风1.5MW机组偏航系统及润滑系统
金风机组采用主动偏航对风形式。在机舱后部有两个互相独立的传 感器——风速仪和风向标。风向标的信号反映出风机与主风向之间有偏 离，当风向持续发生变化时，控制器根据风向标传递的信号控制三个偏 航减速器转动机舱对准主风向，机组偏离主风向的一般误差在±4度内。
偏航条件：1、检测60s平均风向，偏差25度持续20s后开始偏航； or2、检测60s平均风向，偏差15度持续50s后开始偏航； or3、检测60s平均风向，偏差9度持续1.5m后开始偏航。
1.5MW风力发电机组控制系统操作面板使用手册KFD-005000I_89_SM介绍
密级：公司秘密东方电气自动控制工程有限公司DONGFANG ELECTRIC AUTO-CONTROLENGINEERING Co., Ltd.1.5MW风力发电机组控制系统操作面板使用手册编号KFD-005000ISM版本号A2010年09月编制10-09-13校对 10-09-21审核 10-09-23会签审定 10-09-24批准10-09-24编号 KFD-005000ISM换版记录版本号 日期 换 版 说 明A 2010.9 首次发布目录序号章节内容页数备注1 概述 12 0-1 登入登出 23 0-2 主界面 34 0-3 风机状态 65 0-4 参数设置 116 0-5 控制 47 0-6 统计 48 0-7 I/O模块 69 0-8 报警 2概述风力发电机组控制系统DYWCS5000配置有专为具有授权的风场调试和运行人员使用的触摸式液晶操作面板。
每套系统配2套液晶操作面板，分别安装在机舱控制柜和变频器处。
该面板可操作性强，人机界面使用方便，可以通过该面板对风机进行各项操作、浏览风机运行状态、修改各项参数、查看统计信息、查看报警信息等。
0-1登入登出1.1登入图0-1-1人机界面成功启动后即进入用户登陆界面(0-1-1)，使用者点击，弹出，点击该文字，弹出虚拟键盘如下图。
图0-1-2键盘按键包括“A-Z,a-z,0-9,←(删除)，回车(确认输入)，Clr(清除所有)，Del(删除后面的字符)，Ese(退出)，SPC等（图0-1-2）。
默认显示大写字母；选择a-z显示小些字母；选择0-9显示数字。
输入密码后点击回车获得相应权限，即可根据不同权限进入主页。
不同用户权限级别可进行不同权限的操作。
各权限分别为：1级：浏览，只能查看风机状态，不能进行任何操作；2级：供业主使用，可查看风机状态，对风机进行启、停、偏航、复位等控制；3级：供维护人员使用，除具备2级功能外，还具备修改参数功能；4级：厂内调试使用，可以进行任何操作。
00风电 1.5MW机组冷却系统课件
金风1.5MW机组使用的水冷系统主要有两种，就是高澜水冷系统和贺德克水冷系 统。高澜水冷系统采用的是管路结构形式，其结构简单易懂；贺德克水冷系统采用的 是集成阀块结构，主要管路设计都集成在阀块内部，看上去结构简洁。
2.2、高澜水冷系统元器件介绍
压力平衡 罐
电加热器 压力传感
器
电机
200微米滤 网
谢谢！
补气泵：补气泵的作用正好是和电磁排气阀相对应，当系统混合液温度急剧降低 的时候或因为其他原因导致水冷系统压力下降的时候，并且压力平衡罐无法满足平衡 系统压力的时候，主控程序就会根据压力值来控制补气泵动作，从而提升水冷系统的 压力，当系统压力提升到合适的数值时，程序会自动控制补气泵停止补齐，从而保证 整个系统工作在一个相对稳定的压力范围内。但是如果补气泵连续多次补齐后仍然无 法满足系统的压力要求，就可以判定水冷系统确实缺少混合液，需要给水冷系统补液。
放热，完成的是一个热量的转移过程。水泵将管路循环水送入散热器，散热器把热量散掉 后将水送回水冷系统，水冷系统再将水送入变流器。在变流器内部进行热交换后流回水冷 系统，再次进入水泵进入下一轮循环。
当温度低于设定温度时，电动三通阀处于关闭状态，冷却液通过内部循环进行散热。
当温度达到设定温度时，电动三通阀开始开启，冷却液既通过内部循环散热，又通过 外部散热器进行散热。若温度没有继续升高，也没有降低，则三通阀保持现有开闭的状态。
电磁排气阀
电动三通阀 主循环泵 压力表 泄空阀 补气泵
从上页的高澜实物结构图上我们也可以看的高澜水冷系统主要元器件有：主循环泵、 电动三通阀、电加热器、压力平衡罐、电磁排气阀、补气泵、散热器等元器件。
电动三通阀：三通阀是一个分流装置，高澜水冷系统的三通阀是电动三通阀，通过进 阀温度传感器采集水冷系统进入变流器的混合液温度，并传递给主控系统。主控程序根据 设定好的温度来脉冲式控制三通阀电机动作，使得电动三通阀缓慢的打开或关闭外循环流 量，从而精确的控制水冷系统温度。三通阀的开度由控制系统根据开度算法决定。
2.2、高澜水冷系统元器件介绍
压力平衡 罐
电加热器 压力传感
器
电机
200微米滤 网
谢谢！
补气泵：补气泵的作用正好是和电磁排气阀相对应，当系统混合液温度急剧降低 的时候或因为其他原因导致水冷系统压力下降的时候，并且压力平衡罐无法满足平衡 系统压力的时候，主控程序就会根据压力值来控制补气泵动作，从而提升水冷系统的 压力，当系统压力提升到合适的数值时，程序会自动控制补气泵停止补齐，从而保证 整个系统工作在一个相对稳定的压力范围内。但是如果补气泵连续多次补齐后仍然无 法满足系统的压力要求，就可以判定水冷系统确实缺少混合液，需要给水冷系统补液。
放热，完成的是一个热量的转移过程。水泵将管路循环水送入散热器，散热器把热量散掉 后将水送回水冷系统，水冷系统再将水送入变流器。在变流器内部进行热交换后流回水冷 系统，再次进入水泵进入下一轮循环。
当温度低于设定温度时，电动三通阀处于关闭状态，冷却液通过内部循环进行散热。
当温度达到设定温度时，电动三通阀开始开启，冷却液既通过内部循环散热，又通过 外部散热器进行散热。若温度没有继续升高，也没有降低，则三通阀保持现有开闭的状态。
电磁排气阀
电动三通阀 主循环泵 压力表 泄空阀 补气泵
从上页的高澜实物结构图上我们也可以看的高澜水冷系统主要元器件有：主循环泵、 电动三通阀、电加热器、压力平衡罐、电磁排气阀、补气泵、散热器等元器件。
电动三通阀：三通阀是一个分流装置，高澜水冷系统的三通阀是电动三通阀，通过进 阀温度传感器采集水冷系统进入变流器的混合液温度，并传递给主控系统。主控程序根据 设定好的温度来脉冲式控制三通阀电机动作，使得电动三通阀缓慢的打开或关闭外循环流 量，从而精确的控制水冷系统温度。三通阀的开度由控制系统根据开度算法决定。
金风兆瓦风力发电机组国产Vensys变桨控制系统
图2
一、风力发电机组叶片变桨控制原理
不同叶片角度及不同风速下叶片攻角的变化示意图
图3图4图1图2一、风力发电机组叶片变桨控制原理
+90° -2°
一、风力发电机组叶片变桨控制原理
1.3 变桨距控制的优缺点
优点： 1）启动性好，机组并入电网发电时对电网及机组本身冲击小； 2）刹车机构简单，叶片顺桨的同时叶轮转速可以逐渐下降，机组的切除对电网没有冲击； 3）额定点以前的功率输出追求最大化，时风时 间间 ：能： 叶利电 轮流 转用变 速率化 变化高； 4）8额00 定点以后通过桨距调节输出功率，功率波动小，曲线平滑； 5）1叶8 轮叶根承受的静、动载荷小，提高机组的运行寿命。
国产Vensys变桨控制系统柜
控制及配电 柜
变桨驱动器外部 散热器及风扇
充电电源及 电容柜
三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布
国产Vensys变桨控制系统柜内分布
控制柜
电容柜
配电柜
三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布
控制柜内元器件分布
加热器
防雷
控制PLC
模块
三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布
2255000000
3300000000
图2 3355000000
4400000000
二、金风1.5MW机组叶片变桨的机械结构及电气分布
变桨系统的机械结构（第一代变桨结构）
变桨驱动装置由变桨电机和变桨减器两部分组成。变桨电机是含有位置反馈和绕组温度检测 传感器的伺服电动机。
二、金风1.5MW机组叶片变桨的机械结构及电气分布
三、国产Vensys变桨控制系统控制柜内硬件分布
国产Vensys变桨控制柜主电路采用交流--直流--交流回路，由逆变器（AC-2）为变桨电机供电。 变桨电机采用交流异步电机。 PLC 组成变桨的控制系统，它通过现场总线(profibus-DP总线)和 主控制系统交互通信，接受主控制系统的指令(主要是桨叶转动的速度指令)，并控制交流调速 装置驱动交流电动机，带动桨叶朝要求的方向和角度转动，同时监测变桨系统的内部信号，把 它直接传递给主控制系统。
1.0--金风1.5兆瓦风力发电机组整机介绍
金风1500千瓦直驱风力发电机组系统结构图
主电缆
电机侧功率单元 网侧功率单元 主断路器
AC
DC DC
DC
AC
620 / 690 V
进线电缆 f = 50 Hz
10 / 35 kV f = 50 Hz
箱式变压器
变流器
变流控制器
开关柜
连接器
DP总线
底座
D
P
总
线
叶
片
及
永磁同步
变
发电机
桨
驱
塔架
动
1、蓝色虚线框里表示变流系统 （塔底）
铁芯
绕组
风
• 两套3相绕组互差30度电角 度；由此带来的优势：可以 消去5次、7次谐波电流,提 高发电机效率,降低转矩脉动；
• 自然空气冷却方式：冷空气 通过风道直接吹到散热叠片 上，随着风速增加,机组的输 出功率增加 ,温度随之升高。 而同时风道内冷空气的流量 也会增加，带走更多的热量， 冷却效果好。
四、永磁发电机部分及其轴承
发电机剖面图
定子
轴承
线圈
NdFeB永磁体
铁芯
转子
定轴
➢ 永磁体励磁
非满载状态下效率高 结构紧凑、重量轻
➢ 外转子、内定子结构
磁通密度大, 不会退磁
➢ 被动冷却系统 冷却性能好
➢ 一体化轴承概念 不另外需要轴承
四、永磁发电机部分及其轴承
发电机细部介绍
磁钢
HT43或类似叶 片
87m 5909--6112m2
75/85m
HT46或类似叶 片
93m 6733m2
75/85m
17.3/16.6rpm 9.9m/s
主电缆
电机侧功率单元 网侧功率单元 主断路器
AC
DC DC
DC
AC
620 / 690 V
进线电缆 f = 50 Hz
10 / 35 kV f = 50 Hz
箱式变压器
变流器
变流控制器
开关柜
连接器
DP总线
底座
D
P
总
线
叶
片
及
永磁同步
变
发电机
桨
驱
塔架
动
1、蓝色虚线框里表示变流系统 （塔底）
铁芯
绕组
风
• 两套3相绕组互差30度电角 度；由此带来的优势：可以 消去5次、7次谐波电流,提 高发电机效率,降低转矩脉动；
• 自然空气冷却方式：冷空气 通过风道直接吹到散热叠片 上，随着风速增加,机组的输 出功率增加 ,温度随之升高。 而同时风道内冷空气的流量 也会增加，带走更多的热量， 冷却效果好。
四、永磁发电机部分及其轴承
发电机剖面图
定子
轴承
线圈
NdFeB永磁体
铁芯
转子
定轴
➢ 永磁体励磁
非满载状态下效率高 结构紧凑、重量轻
➢ 外转子、内定子结构
磁通密度大, 不会退磁
➢ 被动冷却系统 冷却性能好
➢ 一体化轴承概念 不另外需要轴承
四、永磁发电机部分及其轴承
发电机细部介绍
磁钢
HT43或类似叶 片
87m 5909--6112m2
75/85m
HT46或类似叶 片
93m 6733m2
75/85m
17.3/16.6rpm 9.9m/s
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2.2.5 变浆系统温度检测回路
变浆系统主要有PT100所采集的柜体、
AC2、NG5、超级电容、变浆电机温度，以
及由热敏电阻单独采集的变浆电机温度。
目录
1
温度对风机元件的影响
2
温度检测部分
3
温度调节部分
4
温度控制部分
5
温控装置的检查与维护
温度调节部分-1/11
3.1 .1 柜体散热风扇。
金风1.5MW机组主控柜，水冷柜，变浆柜均采用散热风扇进行散热，风扇
下降，甚至击穿，材料的
而电接触部分的温度对电
使用寿命也将缩短。例如，
接触的良好性影响极大。
A级绝缘材料在一定温度范
温度过高，电接触两导体
围内，每增加8—10℃，材
表面会剧烈氧化，接触电
料的使用寿命约缩短50％。
度加剧，使本来不导电
阻明显增加，造成导体及
因此对电机类设备存在较
的半导体层导通；高温
其附件(零部件)温度升高，
允许的触点负荷：K1.5-3(加热) 交流10(4)1)A ,直流=30W
K1.5-4(冷却) 交流5(4)1)A ,直流=30W
调节范围：+5℃到+60℃
重量：大约105g
尺寸：71*71*33.5mm
开关差：约1K±0.8K
温度检测部分-3/10
2.1.3 热敏电阻（PTC）
通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻，
型号为威图SK3324.107/SK3326.107/SK3327.107，送风量分别为1803 /L，
550 3 /L，700 3 /L
温度调节部分-2/11
3.1.2 电机散热风扇。（变浆电机）
型号：A2E200-AF02-01
厂家：德国EBM-papst
叶轮直径： 200mm
空气流量 : 830m3/h
主控系统温度调节主要依
靠温度调节开关来完成，具体
设定参照现场图纸。
温度调节部分-8/11
3.2 温度调节回路
3.2.2 水冷系统温度调节回路
温度调节部分-9/11
3.2 温度调节回路
3.2.3 变流系统温度调节回路
温度调节部分-10/11
3.2 温度调节回路
3.2.4 机舱温度调节回路
备用熔断器：自动保险器/熔丝 4 A
重量/包装: 0.38 kg
温度调节部分-6/11
3.1.5
柜体加热器
型号：SK 3105.200 800W 230VAC
备用熔断器：自动保险器/熔丝 6A
重量/包装: 1.22 kg
温度调节部分-7/11
3.2 温度调节回路
3.2.1 主控系统温度调节回路
器温度，传至2U1 SLOD C板，通过光纤传至1U1网
侧逆变单元，进行数据处理，温度调节开关辅助采
集柜内温湿度。
温度检测部分-9/10
2.2.4 机舱柜温度检测回路
机舱内主要有环境、柜体、机舱内、发电机温度，通过PT100进行
采集，温度调节开关辅助采集柜内温度。
温度检测部分-10/10
热风扇启动温度设置为25℃；
变浆柜温度调节通过PLC A5
（KL2408）模块控制继电器来实
现。
温度控制部分-2/8
4.2 电机温度控制
4.2.1 偏航电机温度控制
通过3个串联的热敏电阻和一
个电子测量与监测继电器来防止电
机过载。
温度控制部分-3/8
4.2.2 变浆电机温度控制
除了通过散热风扇来散热外，另外通过一个串接到AC2上
最大风压 : 0 .. 200 Pa
额定电压 : 230VAC
输入电流 : 0.24/0.28 A
输入功率 : 50/61W
电机转速 : 3120/min
使用频率 : 50/60Hz
防护等级 : IP44 温度范围 : -25 .. 75°C
噪音指数 : 69 dB(A)。
温度调节部分- 3/11
-0.1℃，三通阀关闭一次，然后在持续检测6s前后检测进阀温度差值，如果温差小
于-0.1℃，三通阀关闭一次一次…，直到三通阀全关；
c) 当三通阀全关的时候，三通阀将以开关量的形式反馈，三通阀处于全关状态；
当三通阀全开的时候，三通阀将以开关量的形式反馈，三通阀处于全开状态。
温度控制部分-6/8
4.3.2 风扇控制：
线端子电路可使用 2 线制连
接技术连接传感器。整个温
度范围的线性度由一个微处
理器来实现。温度范围可以
任意选定。总线端子的标准
设置为：PT100 传感器，分
辨率为 0.1℃。故障 LED 显
示传感器故障（例如断线）。
KL3204 含 4 个通道。
温度检测部分-5/10
2.1.5
电子测量与监测继电器103K2
的热敏电阻来停止变浆电机的工作，从而防止电机过载。
温度控制部分-4/8
4.3 变流系统温度控制
金风1.5MW级风机变流器采用的是主动温控技术，Switch变流器采用的
是强迫水冷主动温控技术。由于1U1和2U1、3U1、4U1在变送发电机功率的
过程中，由于损耗的存在，会有大量的热量聚集，其热量为42KW，这些热
量需要被水冷系统及时的带走，以维持和稳定变流器1U1和2U1、3U1、4U1
核心功率器件的温度，使其温度在这些器件的允许范围之内。金风1.5MW机
组水冷系统的工作原理可以理解为水循环在高温的变流器内吸热，在低温的
外界环境里放热，完成的是一个热量的转移过程。水泵将管路循环水送入散
热器，散热器把热量散掉后将水送回水冷系统，水冷系统再将水送入变流器。
检测的值，以下同），如果温差大于0.1℃，三通阀打开一次，然后在持续检测6s
前后检测进阀温度差值，如果温差大于0.1℃，三通阀打开一次…；直到三通阀全开；
b) 进阀水温小于23℃，而且水温有下降趋势，三通阀开始关闭；当进阀温水18℃
的时候，三通阀必须全关；关闭方式为：6s前后检测进阀温度差值，如果温差小于
3.1.3
变流柜风机
品 牌：EBM-PAPST
型 号：R2E225-BD92-12
尺 寸：225×88mm
电 压：230VAC 50/60Hz
电 流：0.60/0.88A
功 率：135/200W
转 数：2650/3950 min-1
噪 音：75 dB(A)
气 流:756.0 CFM (21.40m³
当温度变化1 摄氏度，
Pt100 阻值近似变化0.39 欧。
测量范围：-200～500摄氏度
温度检测部分-2/10
2.1.2 温度调节器
额定工作电压：230/115/60/48/24V(交流) 60/48/24V(直流)
型号:SK3110.000
双金属传感器作为热反馈的热敏装置。
触点配置：单极转换触点(变换触点)作为瞬时开关元件。
的大敌，如高温可使半
导体元件热击穿，因为
温度升高，电子激活程
劣，如在偏高酌温度下，
电子元件的反向导电电
流增加，放大倍数减小
等
温度对风机元件的影响-3/3
电路板、及其电子
元器件（电容、电
低温环境下，主要
阻、芯片等）均有
影响隔电磁开关的
工作温度要求，低
弹簧机构，动作缓
温环境下，超出其
慢，需选择低温材
3
温度调节部分
4
温度控制部分
5
温控装置的检查与维护
温度检测部分-1/10
2.1 温度检测元件：
2.1.1 pt100
金风1.5MW机组的pt100温度传感器是利用导体铂（pt）的电阻值随温度
的变化而变化的特性来测量温度的。阻值近似满足以下公式Rpt=100（1+At）
其中A=0.00390802。
工作温度范围时，
料的弹簧
可能导致芯片无法
工作，并影响其使
用寿命。
低温环境下，电池
电缆可以选用耐低
的极化现象严重，
温电缆，这种电缆
放电不完全，放电
在高寒气候下仍保
容量减小，放电电
持良好的弹性和弯
压降低，影响电池
曲性能，温度范围：
寿命和性能。
-50℃～+100℃。
目录
1
温度对风机元件的影响
2
温度检测部分
简称PTC热敏电阻。PTC热敏电阻是一种典型具有
温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度
（居里温度）时，它的电阻值随着温度
的升高呈阶跃性的增高。金风1.5MW
机组内一般采用过热保护用PTC电阻。
温度检测部分-4/10
2.1.4 倍福模块KL3204
KL3204 模拟量输入端子可
直接连接电阻型传感器。总
在变流器内部进行热交换后流回水冷系统，再次进入水泵进入下一轮循环。
金风机组高澜水冷系统温度调节主要通过三通阀和外部冷却风扇来完成。
温度控制部分-5/8
4.3.1 三通阀控制原理：
a) 进阀水温如果大于25℃，而且进阀水温有上升趋势，三通阀开始打开；当进阀
水温35℃的时候，三通阀必须全开：6s前后检测进阀温度差值（6s后值减去6s前
/min)
端 子：2引线
轴承类型：滚珠轴承
重 量：2.72kg。
温度调节部分-4/11
3.1.4
水冷散热风扇。
型号：042 500DV-A2 400V 50Hz
功率：1.5kW
风量：71003 /h
温度调节部分-5/11
3.1.5
柜体加热器
型号：SK3105.330 110-240VAC/30W
变浆系统主要有PT100所采集的柜体、
AC2、NG5、超级电容、变浆电机温度，以
及由热敏电阻单独采集的变浆电机温度。
目录
1
温度对风机元件的影响
2
温度检测部分
3
温度调节部分
4
温度控制部分
5
温控装置的检查与维护
温度调节部分-1/11
3.1 .1 柜体散热风扇。
金风1.5MW机组主控柜，水冷柜，变浆柜均采用散热风扇进行散热，风扇
下降，甚至击穿，材料的
而电接触部分的温度对电
使用寿命也将缩短。例如，
接触的良好性影响极大。
A级绝缘材料在一定温度范
温度过高，电接触两导体
围内，每增加8—10℃，材
表面会剧烈氧化，接触电
料的使用寿命约缩短50％。
度加剧，使本来不导电
阻明显增加，造成导体及
因此对电机类设备存在较
的半导体层导通；高温
其附件(零部件)温度升高，
允许的触点负荷：K1.5-3(加热) 交流10(4)1)A ,直流=30W
K1.5-4(冷却) 交流5(4)1)A ,直流=30W
调节范围：+5℃到+60℃
重量：大约105g
尺寸：71*71*33.5mm
开关差：约1K±0.8K
温度检测部分-3/10
2.1.3 热敏电阻（PTC）
通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻，
型号为威图SK3324.107/SK3326.107/SK3327.107，送风量分别为1803 /L，
550 3 /L，700 3 /L
温度调节部分-2/11
3.1.2 电机散热风扇。（变浆电机）
型号：A2E200-AF02-01
厂家：德国EBM-papst
叶轮直径： 200mm
空气流量 : 830m3/h
主控系统温度调节主要依
靠温度调节开关来完成，具体
设定参照现场图纸。
温度调节部分-8/11
3.2 温度调节回路
3.2.2 水冷系统温度调节回路
温度调节部分-9/11
3.2 温度调节回路
3.2.3 变流系统温度调节回路
温度调节部分-10/11
3.2 温度调节回路
3.2.4 机舱温度调节回路
备用熔断器：自动保险器/熔丝 4 A
重量/包装: 0.38 kg
温度调节部分-6/11
3.1.5
柜体加热器
型号：SK 3105.200 800W 230VAC
备用熔断器：自动保险器/熔丝 6A
重量/包装: 1.22 kg
温度调节部分-7/11
3.2 温度调节回路
3.2.1 主控系统温度调节回路
器温度，传至2U1 SLOD C板，通过光纤传至1U1网
侧逆变单元，进行数据处理，温度调节开关辅助采
集柜内温湿度。
温度检测部分-9/10
2.2.4 机舱柜温度检测回路
机舱内主要有环境、柜体、机舱内、发电机温度，通过PT100进行
采集，温度调节开关辅助采集柜内温度。
温度检测部分-10/10
热风扇启动温度设置为25℃；
变浆柜温度调节通过PLC A5
（KL2408）模块控制继电器来实
现。
温度控制部分-2/8
4.2 电机温度控制
4.2.1 偏航电机温度控制
通过3个串联的热敏电阻和一
个电子测量与监测继电器来防止电
机过载。
温度控制部分-3/8
4.2.2 变浆电机温度控制
除了通过散热风扇来散热外，另外通过一个串接到AC2上
最大风压 : 0 .. 200 Pa
额定电压 : 230VAC
输入电流 : 0.24/0.28 A
输入功率 : 50/61W
电机转速 : 3120/min
使用频率 : 50/60Hz
防护等级 : IP44 温度范围 : -25 .. 75°C
噪音指数 : 69 dB(A)。
温度调节部分- 3/11
-0.1℃，三通阀关闭一次，然后在持续检测6s前后检测进阀温度差值，如果温差小
于-0.1℃，三通阀关闭一次一次…，直到三通阀全关；
c) 当三通阀全关的时候，三通阀将以开关量的形式反馈，三通阀处于全关状态；
当三通阀全开的时候，三通阀将以开关量的形式反馈，三通阀处于全开状态。
温度控制部分-6/8
4.3.2 风扇控制：
线端子电路可使用 2 线制连
接技术连接传感器。整个温
度范围的线性度由一个微处
理器来实现。温度范围可以
任意选定。总线端子的标准
设置为：PT100 传感器，分
辨率为 0.1℃。故障 LED 显
示传感器故障（例如断线）。
KL3204 含 4 个通道。
温度检测部分-5/10
2.1.5
电子测量与监测继电器103K2
的热敏电阻来停止变浆电机的工作，从而防止电机过载。
温度控制部分-4/8
4.3 变流系统温度控制
金风1.5MW级风机变流器采用的是主动温控技术，Switch变流器采用的
是强迫水冷主动温控技术。由于1U1和2U1、3U1、4U1在变送发电机功率的
过程中，由于损耗的存在，会有大量的热量聚集，其热量为42KW，这些热
量需要被水冷系统及时的带走，以维持和稳定变流器1U1和2U1、3U1、4U1
核心功率器件的温度，使其温度在这些器件的允许范围之内。金风1.5MW机
组水冷系统的工作原理可以理解为水循环在高温的变流器内吸热，在低温的
外界环境里放热，完成的是一个热量的转移过程。水泵将管路循环水送入散
热器，散热器把热量散掉后将水送回水冷系统，水冷系统再将水送入变流器。
检测的值，以下同），如果温差大于0.1℃，三通阀打开一次，然后在持续检测6s
前后检测进阀温度差值，如果温差大于0.1℃，三通阀打开一次…；直到三通阀全开；
b) 进阀水温小于23℃，而且水温有下降趋势，三通阀开始关闭；当进阀温水18℃
的时候，三通阀必须全关；关闭方式为：6s前后检测进阀温度差值，如果温差小于
3.1.3
变流柜风机
品 牌：EBM-PAPST
型 号：R2E225-BD92-12
尺 寸：225×88mm
电 压：230VAC 50/60Hz
电 流：0.60/0.88A
功 率：135/200W
转 数：2650/3950 min-1
噪 音：75 dB(A)
气 流:756.0 CFM (21.40m³
当温度变化1 摄氏度，
Pt100 阻值近似变化0.39 欧。
测量范围：-200～500摄氏度
温度检测部分-2/10
2.1.2 温度调节器
额定工作电压：230/115/60/48/24V(交流) 60/48/24V(直流)
型号:SK3110.000
双金属传感器作为热反馈的热敏装置。
触点配置：单极转换触点(变换触点)作为瞬时开关元件。
的大敌，如高温可使半
导体元件热击穿，因为
温度升高，电子激活程
劣，如在偏高酌温度下，
电子元件的反向导电电
流增加，放大倍数减小
等
温度对风机元件的影响-3/3
电路板、及其电子
元器件（电容、电
低温环境下，主要
阻、芯片等）均有
影响隔电磁开关的
工作温度要求，低
弹簧机构，动作缓
温环境下，超出其
慢，需选择低温材
3
温度调节部分
4
温度控制部分
5
温控装置的检查与维护
温度检测部分-1/10
2.1 温度检测元件：
2.1.1 pt100
金风1.5MW机组的pt100温度传感器是利用导体铂（pt）的电阻值随温度
的变化而变化的特性来测量温度的。阻值近似满足以下公式Rpt=100（1+At）
其中A=0.00390802。
工作温度范围时，
料的弹簧
可能导致芯片无法
工作，并影响其使
用寿命。
低温环境下，电池
电缆可以选用耐低
的极化现象严重，
温电缆，这种电缆
放电不完全，放电
在高寒气候下仍保
容量减小，放电电
持良好的弹性和弯
压降低，影响电池
曲性能，温度范围：
寿命和性能。
-50℃～+100℃。
目录
1
温度对风机元件的影响
2
温度检测部分
简称PTC热敏电阻。PTC热敏电阻是一种典型具有
温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度
（居里温度）时，它的电阻值随着温度
的升高呈阶跃性的增高。金风1.5MW
机组内一般采用过热保护用PTC电阻。
温度检测部分-4/10
2.1.4 倍福模块KL3204
KL3204 模拟量输入端子可
直接连接电阻型传感器。总
在变流器内部进行热交换后流回水冷系统，再次进入水泵进入下一轮循环。
金风机组高澜水冷系统温度调节主要通过三通阀和外部冷却风扇来完成。
温度控制部分-5/8
4.3.1 三通阀控制原理：
a) 进阀水温如果大于25℃，而且进阀水温有上升趋势，三通阀开始打开；当进阀
水温35℃的时候，三通阀必须全开：6s前后检测进阀温度差值（6s后值减去6s前
/min)
端 子：2引线
轴承类型：滚珠轴承
重 量：2.72kg。
温度调节部分-4/11
3.1.4
水冷散热风扇。
型号：042 500DV-A2 400V 50Hz
功率：1.5kW
风量：71003 /h
温度调节部分-5/11
3.1.5
柜体加热器
型号：SK3105.330 110-240VAC/30W