对风力发电机的液压系统的分析
1.5MW风力发电机组偏航液压系统故障分析及处理
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1.5MW风力发电机组偏航液压系统故障分析及处理发表时间:2020-12-15T14:58:29.213Z 来源:《电力设备》2020年第29期作者:尤志强[导读] 摘要:文章主要对1.5MW风力发电机组偏航系统故障中经常出现的液压系统故障的原因进行了阐述,通过对偏航系统故障产生的原因加以分析,提出了相应的解决措施,为以后更准确地分析、诊断、处理风力发电机组偏航系统故障问题提供解析参考。
(新疆达坂城新能风力发电有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000)摘要:文章主要对1.5MW风力发电机组偏航系统故障中经常出现的液压系统故障的原因进行了阐述,通过对偏航系统故障产生的原因加以分析,提出了相应的解决措施,为以后更准确地分析、诊断、处理风力发电机组偏航系统故障问题提供解析参考。
关键词:风力发电机;液压站;偏航制动器1 前言风机变桨系统是风机的重要组成部分,主要功能是通过对叶片节距角的控制,实现最大风能捕获以及恒速运行。
我风场地处超Ι类风区,常年风频变化较快、夏季高温及冬季严寒,所使用风力发电机组在实际运行中频繁报出变桨通讯故障,导致风场大规模机组停运,重者损坏风机大型机械原件,造成更大的经济损失,直接影响了风电场的发电量和经济效益,变桨系统可靠性与安全性的要求与日俱增,解决此类问题迫在眉睫。
2 偏航系统两起事故现象及危害2019年2月5日,38号风机中央监控机报液压站反馈丢失故障,因106K4继电器损坏,导致液压站电机长时间运行烧毁,造成风机停运15天。
2019年6月9日,24号风机中央监控机报液压油油位低故障,因活塞密封圈损坏,造成制动器漏油,造成风机停运30天,两起故障对风场安全生产造成了巨大损失。
3 38#风机液压站故障原因及分析2019年2月5日,我收到缺陷单,故障为38#风机液压站电机反馈丢失、液压液位低。
我立即组织人员进行故障分析:分析液压站的压力继电器,继电器105S4是带有滞后特性的压力继电器。
风力发电机液压变桨系统简介
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风力发电机液压变桨系统简介全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机均采用了变桨距技术,变桨距控制与变频技术相配合,提高了风力发电机的发电效率和电能质量,使风力发电机在各种工况下都能够获得最佳的性能,减少风力对风机的冲击,它与变频控制一起构成了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术。
液压变桨系统具有单位体积小、重量轻、动态响应好、转矩大、无需变速机构且技术成熟等优点。
本文将对液压变桨系统进行简要的介绍。
风机变桨调节的两种工况风机的变桨作业大致可分为两种工况,即正常运行时的连续变桨和停止(紧急停止)状态下的全顺桨。
风机开始启动时桨叶由90°向0°方向转动以及并网发电时桨叶在0°附近的调节都属于连续变桨。
液压变桨系统的连续变桨过程是由液压比例阀控制液压油的流量大小来进行位置和速度控制的。
当风机停机或紧急情况时,为了迅速停止风机,桨叶将快速转动到90°,一是让风向与桨叶平行,使桨叶失去迎风面;二是利用桨叶横向拍打空气来进行制动,以达到迅速停机的目的,这个过程叫做全顺桨。
液压系统的全顺桨是由电磁阀全导通液压油回路进行快速顺桨控制的。
液压变桨系统液压变桨系统由电动液压泵作为工作动力,液压油作为传递介质,电磁阀作为控制单元,通过将油缸活塞杆的径向运动变为桨叶的圆周运动来实现桨叶的变桨距。
液压变桨系统的结构变桨距伺服控制系统的原理图如图1所示。
变桨距控制系统由信号给定、比较器、位置(桨距)控制器、速率控制器、D/A转换器、执行机构和反馈回路组成。
图1 控制原理图液压变桨执行机构的简化原理图如图2所示,它由油箱、液压动力泵、动力单元蓄压器、液压管路、旋转接头、变桨系统蓄压器以及三套独立的变桨装置组成,图中仅画出其中的一套变桨装置。
图2 液压原理图结束语液压变桨系统与电动变桨系统相比,液压传动的单位体积小、重量轻、动态响应好、扭矩大并且无需变速机构,在失电时将蓄压器作为备用动力源对桨叶进行全顺桨作业而无需设计备用电源。
风力发电液压系统故障诊断研究
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风力发电液压系统故障诊断研究摘要:近年来随着风力发电的大规模实施,我国风力发电的规模和数量也在不断地增加,这就对风机的运行、检修和维护工作提出了更好的要求。
由于风力发电系统在野外工作时间较长,工作环境较差,容易发生风力发电机故障,因此,对保证机组安全正常运行具有十分重要的意义,需要分析机组故障诊断,及时发现,及时检修,提高运行稳定性和可靠性。
基于此,本文就风力发电液压系统故障诊断进行研究,希望可以为相关工作人员提供一定的参考。
关键词:风力发电机组故障;液压系统;故障诊断引言一般情况下,处于同一风电场中的相同型式的风力发电机组,在全年的工作过程中,不少时候都会发生不同的故障,从机械构造上来看,这些风力机组一般包括了二大部份:电力元件和机械部分,前者的损坏一般并没有造成附件的损坏,而后者的损坏却可以引起附件的损坏,所以,对于行人为了确保人身安全,若要登机检查,一般都必须在小风期进行,这种硬性要求从客观上对风力发电设备的检查造成了极大的困难,是无法在强风时进行检查维护的。
此外,很多电气元件的工作条件变化,即便进行严格的检查测试,仍然不能及时发现问题,这也是检修风力发电机无法避免的问题所在。
1风力发电机组日常故障处理(1)风力发电机组测风仪失效。
当测风仪发生故障时,应检查测风仪是否灵敏,即风力发电机所呈现的输出功率与其转速有偏差。
如果没有异常情况,立即检查传感器和信号侦测电路有没有故障,如果有故障,就应该进行排除处理。
当测风仪出现问题,要检验测风仪能否可靠,即风力发电厂所提供的输出功率与其速度之间的误差。
如没有异常情况,立即检测传感器的信号检测回路有无问题,一旦发现问题,就必须加以解决处理。
(2)异响。
风力发电机组在运行过程中发生声响异常,应查明其发出声响的部位。
对传动系统出现故障的,应进行位置温度对应、震动状态对应检查,查明原因,明确故障隐患,并进行有的放矢的应对。
(3)温度超标。
当风力发电机在运行过程中发生装置设备温度超标而自动停机时,即由于发电机、控制箱、晶闸管等装置设备在运行过程中温度过高而定值过高,从而引起的自动保护停机。
变桨距风力发电机组液压系统分析
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调 速 装 置 通 过 增 大 桨 距 角 的 方式 减小 由 于风 速 增 大 使 风 轮 转 速 加 快 的 趋 势 。 当 风 速 增 大 时 , 变 桨 距 液压缸动作 , 推动叶片向桨距角增大的方 向转 动使桨 叶吸收 的风能减 少 , 维 持 风 轮 运 转 在 额 定 转 速 范 围
图 1 风力发 电机基本结构
停机, 造 成 发 电损 失 。因 此 , 深 入 了解 风 力 发 电机 组 液 压 系统 的结 构 和工 作 原 理 十分 重 要 。 下 面 对 变 桨 距 调 节方 式 风 力 发 电 机 组 ( 以西 班 牙 Ga me s a 公 司 风 力 发 电机 组 为 例 ) 的液压系统进行分析 。
桨距 调速是现代风力 发 电机主 要 的调速 方式 之一 , 如图 2
所 示 为 变 桨距 风 力 发 电 机 的 简 图 。风 轮 将 风 的动 能 转 换 成 风 轮 轴 上 的机 械 能 , 然 后 这 个 能 量 要 变 成 所 需 要 的 电能 , 而 电能 由 高 速 旋 转 的 发 电机 来 产 生 。 由 于 桨 叶 速 度 的 限 制 , 风 轮 旋 转 速 度 较慢 , 而 发 电机 不 能太 重 , 极对 数较 少 , 发 电 机 转 速 要 尽 可 能 的 高, 因此 就 要 在 风 轮 与发 电 机 之 间 连 接 齿 轮 箱 增 速 器 , 把 转 速 提 高, 达 到 发 电机 的转 速 。
风力发电机组电液伺服液压系统简介
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风力发电机组电液伺服系统简介一、概述:风力发电机组的液压伺服系统,主要用于变浆距风力发电机组的变浆控制装置、安全浆距控制装置、偏航驱动和制动装置、停机制动装置提供液压驱动力及控制,实现风力发电机组的转速控制、功率控制,同时也制控机械刹车机构。
根据自然风速、风向,液压伺服系统自动调节发电机组在稳定的电压和频率下运行发电,并对恶劣气候实施自动安全保护。
二、风力发电机组电液伺服液压系统特点:1、可实现大范围的无级调速(调速范围达2000:1),即能在很宽的范围内很容易地调节力与转矩;2、控制性能好,对力、速度、位置等指标能以很高的响应速度精确地进行控制。
很容易实现机器的自动化,不仅可实现更高程度的自动控制过程,而且可以实现遥控。
3、体积小、重量轻、运动惯性小、反应速度快,动作可靠,操作性能好。
4、可自动实现过载保护。
一般采用矿物油作为工作介质,相对运动面可自行润滑,使用寿命长。
5、可以方便地根据需要使用液压标准元件、灵活地构成实现任意复杂功能的系统。
6、采用高性能比例伺服阀,提高抗污染能力。
三、电液伺服系统的基本组成1、动力元件动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体(主要是油)的压力能,是指液压系统中的油泵,向整个液压系统提供压力油。
液压泵的常见结构形式有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。
2、控制元件控制元件(即各种液压阀)其作用是在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向,以满足执行元件对力、速度和运动方向的要求。
该电液伺服系统的主要元件为带位置反馈的高性能比例伺服阀。
3、执行元件执行元件是把系统的液体压力能转换为机械能的装置,驱动外负载做功。
旋转运动用液压马达,直线运动用液压缸,摆动用液压摆动马达。
油缸、马达有位置传感器与控制阀构成反馈控制。
4、辅助元件辅助元件是传递压力能和液体本身调整所必需的液压辅件,其作用是储油、保压、滤油、检测等,并把液压系统的各元件按要求连接起来,构成一个完整的液压系统。
辅助元件包括油箱、蓄能器、滤油器、传感器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位计、油温计等。
风力发电中的液压系统的应用
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风力发电中的液压系统的应用摘要:风能作为一种新型的、绿色的可再生能源,日益受到各国政府的关注和重视。
风力发电技术在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展,风力发电机也逐渐向大型化、商业化发展。
变桨距和偏航以及制动系统是风力发电机组的重要组成部分,直接影响机组对风能的利用效率和整机性能。
本文就有关液压系统在风力发电机中所发挥的作用进行了阐述。
关键词:新型能源;风力发电机;液压系统;变桨机构;制动系统在中国很多有资历的能源公司和国内大型企业都积极地投入到风电这个新型的能源产业。
它是一种安全可靠的发电方式,随着大型机组的技术成熟和产品商品化的进程,风力发电成本降低,越来越多的企业争相的对该项目进行投资。
1风力发电中的液压系统传统的风力发电系统中,风轮在风力的作用之下进行旋转,齿轮箱将风轮在风力作用下产生的动力传递给发电机并得到相应的转速,发电机将旋转的机械能转化为电能,而由于以上所有的设备的安装位置都在塔架之上,因此导致了塔架所承受的重量较大。
为了得到稳定的电流和电压,需要发电机的转速始终保持在一个恒定的值,传统风力发电会采用两种方式达到这一目的,第一是通过调整风轮叶片角度来实现在不同风速环境下风电机组的转速恒定,第二是不对发电机的转速进行调整,通过相关的变频方式实现电力的稳定输出,此两种方式在经过实际的应用之后发现存在相应的问题,导致效果不佳,此时研究人员发明出一种通过液压系统操作的技术方案,该方案完美解决了前两者所存在的问题,其具体系统结构分别为:(1)风轮;(2)机舱外壳;(3)齿轮箱;(4)变量液压泵;(5)液压管路;(6)定量液压马达;(7)发电机;(8)散热器;(9)液压油箱;(10)安装塔架。
2风力发电中的液压系统的应用 2.1风电机组的功率控制液压系统定浆距风电机组功率控制液压系统结构在不同环境下的工作流程是不同的,当风电机组所处区域风力较小时,叶轮转速经过齿轮箱增速后低于发电机额定转速时,液压系统会通过控制叶片末端的液压单元来驱动叶片旋转,达到增加叶轮旋转速度目的;当风速过大导致发电机转速超过其额定转速时,液压系统进行泄压,此操作将使得叶片末端发生位置改变,改变成与叶片主体呈直角的状态,使得叶片风阻加大,降低叶轮旋转速度。
风力发电机液压变桨系统简介
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风力发电机液压变桨系统简介全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机均采用了变桨距技术,变桨距控制与变频技术相配合,提高了风力发电机的发电效率和电能质量,使风力发电机在各种工况下都能够获得最佳的性能,减少风力对风机的冲击,它与变频控制一起构成了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术。
液压变桨系统具有单位体积小、重量轻、动态响应好、转矩大、无需变速机构且技术成熟等优点。
本文将对液压变桨系统进行简要的介绍。
风机变桨调节的两种工况风机的变桨作业大致可分为两种工况,即正常运行时的连续变桨和停止(紧急停止)状态下的全顺桨。
风机开始启动时桨叶由90°向0°方向转动以及并网发电时桨叶在0°附近的调节都属于连续变桨。
液压变桨系统的连续变桨过程是由液压比例阀控制液压油的流量大小来进行位置和速度控制的。
当风机停机或紧急情况时,为了迅速停止风机,桨叶将快速转动到90°,一是让风向与桨叶平行,使桨叶失去迎风面;二是利用桨叶横向拍打空气来进行制动,以达到迅速停机的目的,这个过程叫做全顺桨。
液压系统的全顺桨是由电磁阀全导通液压油回路进行快速顺桨控制的。
液压变桨系统液压变桨系统由电动液压泵作为工作动力,液压油作为传递介质,电磁阀作为控制单元,通过将油缸活塞杆的径向运动变为桨叶的圆周运动来实现桨叶的变桨距。
液压变桨系统的结构变桨距伺服控制系统的原理图如图1所示。
变桨距控制系统由信号给定、比较器、位置(桨距)控制器、速率控制器、D/A转换器、执行机构和反馈回路组成。
图1 控制原理图液压变桨执行机构的简化原理图如图2所示,它由油箱、液压动力泵、动力单元蓄压器、液压管路、旋转接头、变桨系统蓄压器以及三套独立的变桨装置组成,图中仅画出其中的一套变桨装置。
图2 液压原理图结束语液压变桨系统与电动变桨系统相比,液压传动的单位体积小、重量轻、动态响应好、扭矩大并且无需变速机构,在失电时将蓄压器作为备用动力源对桨叶进行全顺桨作业而无需设计备用电源。
风力发电机的构造及工作原理_风能发电的原理
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风力发电机的构造及工作原理_风能发电的原理风力发电机是很多人都熟悉的发电机种类,但是大多数的人不清楚风力发电机是如何发电的。
下面一起来看看小编为大家整理的风力发电机的构造及工作原理,欢迎阅读,仅供参考。
风力发电机结构机舱:机舱包容着风力发电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。
维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。
机舱左端是风力发电机转子,即转子叶片及轴。
转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。
现代600千瓦风力发电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米,而且被设计得很象飞机的机翼。
轴心:转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。
低速轴:风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。
在现代600千瓦风力发电机上,转子转速相当慢,大约为19至30转每分钟。
轴中有用于液压系统的导管,来激发空气动力闸的运行。
齿轮箱:齿轮箱左边是低速轴,它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。
高速轴及其机械闸:高速轴以1500转每分钟运转,并驱动发电机。
它装备有紧急机械闸,用于空气动力闸失效时,或风力发电机被维修时。
发电机:通常被称为感应电机或异步发电机。
在现代风力发电机上,最大电力输出通常为500至1500千瓦。
偏航装置:借助电动机转动机舱,以使转子正对着风。
偏航装置由电子控制器操作,电子控制器可以通过风向标来感觉风向。
通常,在风改变其方向时,风力发电机一次只会偏转几度。
电子控制器:包含一台不断监控风力发电机状态的计算机,并控制偏航装置。
为防止任何故障(即齿轮箱或发电机的过热),该控制器可以自动停止风力发电机的转动,并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。
液压系统:用于重置风力发电机的空气动力闸。
冷却元件:包含一个风扇,用于冷却发电机。
此外,它包含一个油冷却元件,用于冷却齿轮箱内的油。
一些风力发电机具有水冷发电机。
塔:风力发电机塔载有机舱及转子。
通常高的塔具有优势,因为离地面越高,风速越大。
现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。
浅谈液压系统在风力发电机中的应用
![浅谈液压系统在风力发电机中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/7eb9698cb9d528ea81c779fe.png)
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m一 漉 速
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内大 型企 业都 积 极地 投 入到 风 电 这个新 型 的能源 产 业 。
它 是一种 安全 可靠 的发 电方式 ,随着 大型机 组 的技 术 成 熟 和产 品商 品化 的进 程 .风力发 电成 本 降低 ,越来越 多
文 章 编 号 : 10 — 6 3 (0 1 2 1 2 0 0 2 6 7 2 110 — 1 — 3
浅谈液压 系统在风力发 电机 中的应用
呼吉 亚 。段 朝 晖
风电操作技术培训液压系统
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风电操作技术培训液压系统液压系统在风电操作技术中扮演着重要的角色。
本文将详细介绍液压系统在风电操作中的应用,同时探讨液压系统的工作原理和常见故障排除方法。
一、液压系统在风电操作中的应用在风电领域中,液压系统广泛应用于风力发电机组的控制系统和机械传动系统中。
在风力发电机组的控制系统中,液压系统主要用于风轮、偏航系统和调节系统的运动控制,确保风力发电机的安全高效运行。
在机械传动系统中,液压系统则用于叶轮变桨机构、变桨电机和变桨驱动器等关键部件的传动控制,确保风力发电机组的叶轮角度和转速控制。
二、液压系统的工作原理液压系统是基于流体力学原理的工作系统,其主要由液压泵、液压缸、阀门、油箱等组成。
液压泵将机械能转换为液压能,通过液压泵将液体推进到液压缸中,从而实现机械传动和运动控制。
液压系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:1. 液压泵启动:当液压系统启动时,液压泵开始旋转,通过吸入液体并排出液体的方式,形成一个连续的液压能力。
2. 液压泵输出液压能:液压泵将输入的机械能转化为液压能,通过压力传递给液压缸。
3. 液压缸执行工作:液压缸接受到液压能后,通过活塞推动和传动机构,实现机械元件的运动控制。
4. 控制阀的作用:液压系统中的各种阀门,包括方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀等,起到控制液压能流动方向、流量和压力的作用。
5. 液压能的回收:液压缸完成一定工作后,液压能需要回收,通常通过液压缸的负载返回和溢流阀控制。
三、常见故障排除方法液压系统在风电操作中常常面临各种故障,下面介绍几种常见故障的排除方法:1. 液压泵无压力输出:可能是液压泵内部损坏或阀门关闭不良,此时需要检查和更换液压泵或阀门。
2. 液压缸运动缓慢或停止:可能是液压泵输出液体流量不足或系统中存在漏油现象,此时需要检查和更换液压泵,同时修复漏油点。
3. 液压系统压力异常升高:可能是压力控制阀故障或其他阀门关闭不良,此时需要检查和更换压力控制阀或其他阀门。
风力发电机组液压系统的组成
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风力发电机组液压系统的组成导语:风力发电机使用两个驱动系统,即制动系统(偏转器和主轴一高速轴回转系统)和叶片角度控制及机舱偏转器回转控制系统。
风电液压系统风机是有许多转动部件的。
机舱在水平面旋转,随时跟风。
风轮沿水平轴旋转,以便产生动力。
在变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况。
在停机时,叶片尖部要甩出,以便形成阻尼。
液压系统就是用于调节叶片桨矩、阻尼、停机、刹车等状态下使用。
1、驱动系统风力发电机使用两个驱动系统,即制动系统(偏转器和主轴一高速轴回转系统)和叶片角度控制及机舱偏转器回转控制系统。
制动系统用液压控制,而叶片和偏转器的控制则用液压或电气驱动方式。
采用那一种传动的争论在风力发电机的设计中也不例外。
至于采用液压还是电气来控制叶片角度的输出功率、速度或频响,一般取决于制造厂家的经验而定。
2、变桨控制系统叶片角度(变桨)控制系统设计时主要应考虑当风力发电机遇到像台风等强风力时,机组能立即停止运行,以使电源中断,而此时的叶片需要控制在和风向相平行的位置上,确保叶片不再转动,电源中断后,机组的能量贮存系统开始工作,如液压蓄能器或蓄电池。
用液压控制时,用液压直线驱动器(液压缸),用电气控制时,采用电气回转式驱动器。
装在主轴内的液压直线驱动器,及停止时应用的蓄能器也装在轴内。
国外液压直线驱动器是将液压、电子、电气的优点融合在一起的液压直线驱动装置(Electro-hydraulicsystem),简称Hybrid系统,这种系统节能是值得提倡。
这种由液压缸、液压泵、AC马达、蓄能器、电磁阀、传感器和动力源组成的集成式电气液压伺服驱动系统具有动态性能好,输出功率大,电气安装性和维护性好等优点。
它可以降低液压系统的缺点,如漏油和油污染的影响,使可靠性得到显著提高,而当电力中断时,又能充分显示出液压传动的优点,即和液压缸串联的液压缸,从蓄能器获得供油,使叶片迎风面和风向平行,使叶轮停止转动。
风力发电机液压系统
![风力发电机液压系统](https://img.taocdn.com/s3/m/e4dc9f84bed5b9f3f80f1c4f.png)
(2)过滤器 液压油中含有杂质是造成液压系统故障的 重要原因。因为杂质的存在会引起相对运动零件的急剧磨损、 划伤、破坏配合表面的精度。颗粒过大时甚至会使阀芯卡死, 节流阀节流口以及各阻尼小孔堵塞,造成元件动作失灵。影 响液压系统的工作性能,甚至使液压系统不能工作。因此, 保持液压油的清洁是液压系统能正常工作的必要条件。过滤 器可净化油液中的杂质,控制油液的污染。
四、液压系统的常见故障
1.出现异常震动和噪声
原因可能是:旋转轴连接不同心;液压泵超载或吸油受 阻;管路松动;液压阀出现自激震荡;液面低;油液粘度高; 过滤器堵塞;油液中混有空气等。
2.输出压力不足
原因可能是:液压泵失效;吸油口漏气;油路有较大的 泄露;液压阀调节不当;液压缸内泄等。
3.油温过高
原因可能是:系统内泄露过大;系统冷却能力不足;在 保压期间液压泵未卸荷;系统的油液不足;冷却水阀不起作 用;温控器设置过高;没有冷却水或制冷风扇失效;冷却水 温度过高;周围环境温度过高;系统散热条件不好。
4.液压泵的启停太频繁
原因可能是:系统内泄露过大;在蓄能系统中,蓄能器 和泵的参数不匹配;蓄能器充气压力过低;气囊(或薄膜) 失效;压力继电器设置错误等。
三、液压系统的维护
1.设备的检查
在启动前的项目检查有:油位是否正常,行程开关和限 位块是否紧固,手动和自动循环是否正常,电磁阀是否处在 原始状态等。
在设备中监视工况的项目有:系统压力是否稳定并在规 定范围中,设备有无异常震动和噪声,油温是否在允许的范 围内(一般为35-55ºC范围内,不得大于60ºC),有无漏油, 电压是否保持在额定值的+5%--15%的范围内等。
2.液压油
液压系统的介质是液压油,一般采用专门用于液压系统 的矿物油。液压系统的液压油应与生产企业制定的牌号相符
新一代全液压风力发电机——数字液压在风力发电传动系统中的应用
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A N e w Ge r t f W i Tu b n s ne ai on o nd r i e wih F l t ul Hy r u i a miso d a l Tr ns si n: c
Ap lc to o iia y r ui i i w e a miso S se p iai n f D gtl H d a lc n W nd Po r Trns si n y tm
万k , W 首次 超过 美 国 , 居世 界首 位 。 据 中 国可再 生 位 根
能 源学 会 风 能专 业 委员 会 于 2 1 0 0年 5月发 布 的 《 国 中 风 电行 业 发展 现 状及 趋 势 研究 》 对 中 国风 电 市场 发 展 趋 势的预测 。 22 至 0 0年 。 国 风 电 累计 装 机保 守 估 计 中 将 达 到 1 5亿 k , 观 估 计 将 达 到 34 . 6 W 乐 . 5亿 k , 过 W 超
2 .%。据其 预测 , 2 1 25 到 0 5年全 球 风 电装 机 量最 高可 达
日本 核 电 事 故 极 大 地 激 发 了 欧 盟 发 展 风 电 的 势
头 .到 2 2 0 0年欧 盟风 电总装 机将 从 目前 的 08 . 4亿 k W
跃 升 到 23亿 k . 中 1 . W 其 . k 陆 上 风 电 、. k 9亿 W O 4亿 W 海 上风 电 , 总投 资 14 欧元 。到 2 3 欧盟风 电 总 9 0亿 0 0年 装 机将 达 到 4亿 k 。其 中 2 W . k 陆上 风 电 、. 5亿 W 1 5亿 k 海上风电. W 可满 足欧 盟 2 .%的 电力需 求 。到 2 5 85 00 年 总装 机将达 到 73 . 5亿 k 其 中 46亿 k 陆上 风 电 、 W, . W 27 .5亿 k 海 上风 电 , W 可满 足欧 盟 5 %的电力需 求 。 0 英 国 由于 得 天 独 厚 的 风 力 资 源 ,计 划 到 2 2 0 0年 3 %电力将 来 自风 电 , 中苏格 兰可率 先达 到 一半 的 电 0 其
风力发电机液压变桨系统与电动变桨系统对比分析
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风力发电机液压变桨系统与电动变桨系统对比分析摘要:风力发电机组变桨系统通过对叶片桨距角的控制调节发电机输出的扭矩和功率,使其能够控制发电机转速使其跟踪风速变化。
文章针对目前流行的两种变桨系统进行研究,并指出液压变桨系统和电动变桨系统在使用维护中存在的优缺点。
关键词:风力发电机组叶片桨距角控制扭矩和功率控制并网型风力发电机组是将风的动能转换成机械能,再把机械能转换成电能并入电网。
由于风速随时发生变化,因此长期运行在野外的风力发电机组承受着十分复杂恶劣的交变载荷。
所以风力发电机组各个部件的疲劳强度、材料结构和控制策略是影响风力发电机组寿命的主要因素。
叶轮是扑捉风能的关键部件,叶轮是由叶片和轮毂组成。
叶片具有空气动力外形,在气流的作用下产生力矩驱动叶轮转动,通过轮毂和主轴将扭矩传递到齿轮箱增速来驱动发电机,再经过变流器把电压转换成和电网电压频率,幅值和相位完全一致后经箱变并入电网,由此完成能量的变换。
变桨控制系统通过控制对叶片的迎风角度能够获取更多的风能,并减小因阵风引起的载荷,因此取得了广泛应用。
变桨系统能够控制发电机转速使其跟踪风速变化,时刻跟踪风能利用系数Cp,通过对变桨系统的控制可以对输出扭矩和功率进行控制,保持最佳功率曲线。
变桨距控制系统通过控制连接在轮毂轴承机构转动叶片来控制叶片桨距角,由此来减小翼型的升力来控制叶轮的转速达到控制输出扭矩和功率的目的。
变桨距系统可根据风速连续调节叶片的桨距角,以便达到在额定风速以上能够保持输出功率恒定的的目的。
一般在额定风速以下,叶片的启动桨距角是87度左右,当风力发电机在启动的过程中桨距角逐渐向0度方向转动,此时气流在轮毂上产生的提升力逐渐增加,叶轮越转越快,当达到额定转速时风机并网运行,所以控制叶片的桨距角是变桨控制系统的关键。
1 液压变桨系统的原理与结构液压变桨距的控制原理就是控制系统通过检测信号驱动液压系统,使液压系统变桨缸直接运行,从而通过一个运动装置将直线运动变为圆周运动,来推动带有轴承的叶片转动,实现调节桨距角的目的。
NTK300kW风力发电机液压系统原理与调试简介
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维普资讯
2 0 年 第 4期 01
风力发 电
总第 6 期 ( 3 季刊)
( ) 力 调 试 : 箱 压 力 调 试 : 压 力 表 2压 油 将 接到 油 箱 测 嘴 处 , 叶 尖 完 全 打 开 时 . 当 油箱 正 常 压 力 为 1 5b r 当 叶尖 完 全 收 紧 时 , 箱 . a , 油 正 常 压 力 为 l 0b r 如 果 测 得 油 箱 压 力 值 低 _ a , 于上述 值 , 则要 向油 箱 中补 充 液 压 油 , 到 压 直 力为 上 述标 准值 ( : 般 误 差 为 ±0 2 注 一 .
机 械液 压站 工作 原 理 与 叶 尖 液 压 工 作 站
基 本 相 同 , 动 风 机 电 磁 阀 通 电 , 压 泵 起 启 液
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对风力发电机的液压系统的分析
作者:国电联合动力技术(连云港)有限公司张超产
作者:国电联合动力技术(连云
港)有限公司技术部张超产
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。
当压力传感器测得的压力值小于系统设定值的时候,PLC就会控制液压站电机启动来补偿损耗的压力,使压力值始终在设定值之上。
图1是风机液压系统控制框图:
图1 风机液压系统的控制框图
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。
理论上液压元件没有内泄,而实际上元件内泄不可忽略。
油温越高油液越稀,内泄越严重,压力越低。
液压油的污染,是指从外界混入空气、水分和各种固化物等,使用中如混入锈蚀的金属粉末,就破坏了密封材料,涂料等碎状物。
油液的污染,会加剧液压元件中相对运动零件间的磨损,造成节流小孔的堵塞或滑阀运动幅卡死,使液压元件不能正常工作。
液压系统中所用的油液压缩性很小,在一般情况下可认为油是不可压缩的。
但空气的可压缩性很大,约为油液的一万倍,所以即使系统中含有少量的空气,它的影响也是很大的,溶解在油液中的空气,在低压时就会从油液中逸出,产生气泡,形成孔穴现象,到了高压区,在压力油作用下,这些气泡又很快被击碎,急剧受到压缩,使系统中产生噪音,同时在气体突然受到压缩时会放出大量的热量,从而引起局部过热,加速油温升高,使液压元件和液压油受到损坏。
空气的可压缩性大,还会导致工作器官产生爬行等故障,破坏了工作的平稳性。
下文将分别对偏航刹车系统和叶轮刹车系统进行分析,以及风机运作时液压系统的驱动。
一、叶轮刹车系统
变桨系统是风能转换系统的主要制动系统(第一位的和第二位的)。
它设计成为每个桨叶有独立的电气驱动,并有蓄电池来保证故障时的安全。
还有一个机械制动器安装在传动链的高速侧。
这个机械制动系统是风能转换系统的第三制动系统,但并不是设计成当第一和第二制动系统失败时保持风能转换系统在任何条件下不超过转速允许的极限。
机械制动器的基本功能是当转子由变距系统使转子减速后让其完全停止运转。
机械制动器还用于紧急停机时使风能转换系统尽快减速。
这个这个机械制动器的驱动方式是采用液压为驱动源。
图2 液压系统的叶轮刹车系统
上图是液压系统的叶轮刹车系统:正常运作时,刹车打开和刹车关闭电磁阀得电,转子刹车释放。
应急情况下,刹车打开和刹车关闭电磁阀失电,蓄能器压力油经刹车打开阀进入刹车卡钳,转子制动。
压力传感器在刹车油腔低于一定压力值时断开发讯。
压力传感器2监控蓄能器的充压情况,当压力值小于设定值时,PLC控制油泵电机启动充压。
二、偏航刹车系统
偏航刹车机构由8~10个液压控制的偏航刹车盘构成。
偏航系统有两个压力,分别提供偏
航时的阻尼和偏航结束时的制动力。
当偏航不工作时刹车片全部抱闸锁死;当机舱对风所有刹车盘处于半松开状态,设置足够的阻尼,保持机舱平稳偏航,此时偏航制动器用作阻尼器;自动解缆时,偏航刹车片全部释放。
图3 风机液压系统的偏航刹车系统
上图是液压系统的偏航刹车系统:偏航全泄压电磁阀得电,偏航刹车释放;偏航半泄压电磁阀得电,45bar溢流阀调整半刹时的压力;节流阀控制刹车的起压时间。
三、风机运行时液压系统的驱动
液压系统在制动器一侧装有球阀,以便螺杆活塞在液压不能加压时用于制动风力发电机。
当开机指令发出后,刹车打开电磁阀得电,制动卡钳排油到油箱,刹车因此而释放。
暂停期间保持运行时的状态。
当停机指令发出后,刹车打开电磁阀失电,来自蓄能器和减压阀的压力油可通过刹车打开电磁阀进入制动液压缸,实现停机时的制动。
当紧急停机时,刹车打开电磁阀失电,蓄能器将压力油通过刹车打开电磁阀进入制动卡钳液压缸。
制动液压缸的速度由节流阀控制。