风力发电冷却系统介绍
风力发电冷却技术
风力发电冷却技术发表时间：2016-12-16T13:39:00.823Z 来源：《北方建筑》2016年11月第32期作者：于兴中[导读] 风电以其丰富的资源、良好的环境效益和逐步降低的发电成本，必将成为21世纪中国重要的电源。
国华（通辽）风电有限公司内蒙古通辽 028000摘要：作为可再生能源技术中最成熟的风力发电, 对于应对大量使用传统化石燃料能源所带来的迫在眉梢的自然环境、社会危机，是个切实可行的解决方案。
大力发展风电，给风电行业带来了发展良机，同时也滋生出了很多的问题，完善体制，建立一流的风能评估和风电技术研究基地，善于应用国家调控，风电发电一定会朝着更好更强的方向不断发展。
总之，风电以其丰富的资源、良好的环境效益和逐步降低的发电成本，必将成为21世纪中国重要的电源。
本文对风力发电现状、冷却技术进行分析。
关键词：风力发电；现状；冷却技术；在全世界范围内, 风力发电正迅速并持续地发展着。
当今世界风力发电技术的发展趋势表现为单机容量增大、风机桨叶的变化、塔架高度上升、控制技术的进步以及海上风力发电的发展。
其中单机容量的逐步增大, 将会直接导致发电机内各部件的散热量大大增加, 如何有效解决发电机的温升瓶颈, 已成为风力发电机进一步发展的关键问题之一。
1 风力发电现状风力发电在我国电力行业中受到的重视程度越来越高，近年来对风力发电的研究越来越多，但是风力发电行业的发展过程中仍然面临很多问题。
1.1 现状在电力行业中，采用替代能源的技术之一就是风力发电，对于能源结构的改善以及资源的节约具有十分重要的意义，风能作为一种清洁能源，对于环境的保护以及气候的改善具有积极的促进作用。
在我国已经制定了相应的政策对风力发电行业进行支持，比如分摊电费、财税优惠等。
要加强对风能的利用，使其成为发电过程中的补充能源，促进风力发电的规模效应的发挥，首先应加强具体的硬件设施建设，即加强风力发电厂的建设以及发展。
当前，中国市场上具有百家风力发电厂，其规模不一，位置主要是分布在三北、东南沿海，主要是由于这些地区的风力资源比较丰富，风能分布比较密集，因此有助于风力发电行业的有效开展。
风力发电机风冷技术分析
风力发电机风冷技术分析摘要]随着单机发电功率的增大，风力发电机内部的发热部件生成的热量越来越多，发热量过高容易导致风力发电机组寿命折损、高故障及停机。
因此，风力发电机内部设备的冷却设计对风力发电机的安全运行有着至关重要的影响，而风冷方式由于结构简单、冷却方便等优势，成为风电领域中较为热门的冷却方式。
本文就风力发电机风冷技术的发展脉络进行了梳理，为风力发电机的风冷系统设计提供了依据。
[关键词]风力发电机；风冷；空气；冷却1 引言目前，风力发电机通常采用的冷却技术主要有液冷和风冷这两种方式，其中，液冷系统的结构较为紧凑，然而由于增加了换热器与冷却介质的费用，大大增加了成本，且体积庞大，给机舱架高、承重、运输、安装、维修都带来极大的困难；而风冷系统的结构简单，具有初投资与运行费用都较低、利于管理与维护等优势[1]，成为了风电领域中较为热门的冷却方式。
因此，本文对风力发电机风冷技术的发展脉络进行了梳理，并介绍了风力发电机组风冷技术的主要几种方式及相应的综述情况，从而为风力发电机的风冷系统设计提供了有利的依据。
2 风力发电机组的风冷方式由于风力发电机组散热量来自机舱、塔筒内各个组件，因此对机组采用的冷却方案取决于机组所选用的设备类型、散热量大小和组件在机舱内部的位置等因素，冷却方案设计具有灵活性、多样性。
总体而言，早期的风力发电机由于功率较小，其发热量也不大，只需通过自然通风就可以达到冷却要求；随着风力发电机的功率逐步增大，自然通风已经无法满足机组的冷却需求，其风冷技术逐渐转变为采用强制风冷的冷却方式[2]。
2.1 自然通风自然通风的风冷方式是指发电机组不设置任何冷却设备，机组暴露在空气中，由空气自然流通将热量带走，也即在风力发电机组内部无需增加任何额外的冷却设备或动力设备，只需预留有空气的流通路径，空气即可通过该流通路径实现自然流通，从而在自然流通的过程中对风力发电机内部的发热设备进行相应的冷却。
造成空气自然流通的原理可基于烟囱效应或负压效应。
1.5MW风电机组水冷系统简析
1.5MW 风电机组水冷系统简析摘要：水冷的优点是水的比热系数大，同样体积的水和空气，在同样的温升下，水吸收的热量大，同时柜体采用散热管道铺设方式散热，有利于集中把热量排出塔架，也解决了塔架内部噪声的问题。
1.5MW机组变流器采用水循环冷却方式，这种冷却方式能更好的把变流器内的热量吸收并把它释放出去，使机组的性能大大的提升。
关键词：变流器，循环泵，压力，热量，三通阀。
引言水冷系统用于大功率元器件的散热，其工作的可靠性非常重要。
一旦出现故障停止运行，需散热的大功率元器件将很快烧毁，对生产影响极大，所以水冷系统的选择非常重要的。
1.5MW机组的水冷系统多采用高澜水冷和贺德克水冷，此两种水冷都有它独有的特点。
一、水冷系统功能1、给变流系统散热冷却控制柜由冷却循环系统和测量控制系统两部分组成。
冷却循环系统以高压循环泵为动力源。
循环泵通过管路把冷却液送入变流控制柜中，再把冷却液通过管路抽出，把冷却液送入风机外的空气散热器进行冷热交换，散热后的冷却液再由循环泵送入变流柜中。
这样完成一次冷却循环。
在冷却系统室内管路和室外管路之间设置了一个电动三通阀。
冷却控制柜的测量控制系统根据当前冷却液的温度值自动的调节电动三通阀的阀位，从而有比例的调节循环冷却液进入空气散热器进行热交换的流量，实现精确的温度调节功能。
2、给变流系统强制温度补偿当变流系统的温度低于正常工作温度时，电动三通阀关闭，安装在管路上的电加热器根据控制要求对冷却液进行加热，循环系统通过冷却液的循环流动对变流系统进行强制温度补偿。
二、水冷系统控制介绍1、水冷系统控制点1）、3个风扇电机通过水温进行启停控制。
2）、1个循环泵的启动和停止控制。
3）、1个加热器的启停控制。
4）、1个电动三通阀根据水温自动调节它的开度。
2、水冷系统信息检测点进阀水温，出阀水温，进阀压力，岀阀压力，电动三通阀开限位，电动三通阀关限位。
3、水冷系统工作流程1）、根据变流器以及风机要求，启动或者停止水冷系统。
风力发电机组冷却系统
风力发电机组冷却系统风力发电机运行过程中，齿轮箱、发电机、控制变频器、刹车机构、调向装置及变桨系统等部件都会产生热量，其热量大小取决于设备类型及厂商的生产工艺。
目前，兆瓦级机组中主要散热部件为齿轮箱、发电机和控制变频器。
因此要解决机组的散热问题，首先应对以上三大部件进行散热分析。
齿轮箱在运转中，必然会有一定的功率损失，损失的功率将转换为热量，使齿轮箱的油温上升。
若温度上升过高，会引起润滑油的性能变化，黏度降低、老化变质加快，换油周期变短。
在负荷压力作用下，若润滑油膜遭到破坏而失去润滑作用，会导致齿轮啮合齿面或轴承表面损伤，最终造成设备事故。
由此造成的停机损失和修理费用都是十分可观的。
因此，控制齿轮箱的温升是保证风电齿轮箱持久、可靠运行的必要条件。
冷却系统应能有效地将齿轮动力传输过程中发出的热量散发到空气中去。
此外，在冬季如果长期处于0℃以下时，应考虑给齿轮箱的润滑油加热，以保证润滑油不至于在低温黏度变低时无法飞溅到高速轴轴承上进行润滑而造成高速轴轴承损坏。
目前大型风力发电机组齿轮箱均带有强制润滑冷却系统和加热器，但在一些地区，如我国广东省的沿海地带，气温很少低于0℃，则无须考虑加热器。
发电机在工作过程中也会产生大量的热，其各种损耗是电机发热的内在因素，主要包括：①铁损耗，包括转子表面损耗、转子磁场中的高次谐波在定子上产生的附加损耗、齿内的脉振损耗、定子的谐波磁势磁通在转子表面上产生的损耗，以及定子端部的附加损耗（这是定子端接部分的漏磁通在附近各部件中产生的铁损耗）；②铜损耗，包括绕组导线中的铜损耗（常称为基本铜损耗）和槽内横向漏磁通使导线截面上电流分布不均匀所增加的附加铜损耗；③励磁损耗，指维持发电机励磁所产生的损耗，主要是励磁绕组中的铜耗和励磁回路中元件损耗；④机械损耗，主要是轴承损耗和通风损耗（包括风摩损耗）及炭刷损耗。
单机容量增大是当今风电技术的发展趋势，而发电机容量的提高主要通过增大发电机的线性尺寸和增加电磁负荷两种途径来实现。
风力发电基础知识介绍
风向标 风向标总是跟随着风的方向摆动。
在风向标的底部有一个很小的传感器，它 可以将风向信号传给控制器，而控制器会 告诉偏航电机将机舱转向叶轮对风位置。
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偏航电机 叶轮应该总是处在对风状态，以 便于风轮最大程度的吸收风能。 偏航电机就起转动机舱使叶轮对 风的作用。
在偏航电机下面有一个小齿轮， 用来与偏航轴承啮合！
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主轴 叶轮被用螺栓固定在风 机主轴上一个强度很高 的圆盘上。
牢固、稳定的固定叶轮是非常重要的。 齿轮箱则被固定在主轴的另一头。
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齿轮箱
这是机舱内部的齿轮箱。齿轮 箱内部有齿轮传动装置，内部 齿轮之间相互啮合，叶轮转速 在每分钟27转左右
主轴缓慢旋转将很大的力传送 到齿轮箱里，通过传动装置将 转速成比例提高。
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高速轴
发电机与齿轮箱是通过高速轴连 接的. 高速轴转动并不像主轴那样具有 很大的扭矩
这就是高速轴看起来很细的原因。 另一方面，高速轴转速很快， 达到了每分钟1500转
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机械刹车 一台风机有两套原理不同的刹车： 一套是叶尖刹车，另一套是机械 刹车。
机械刹车被安装在发电机与齿轮箱之间 的高速轴上，它仅仅被用在当叶尖刹车 失败需要紧急刹车时。当风机在停机检 修状态时，启动刹车装置以避免因风机 突然启动而产生的隐患。
的额定输出
Vr
Vout
Wind Speed 风速
Cut-out or Furling
Velocity 截止或收叶速度
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Wind 风
Aero Turbine 航空涡轮机
Yaw Control
&
Pitch Control 偏航控制与变桨
控制
Wind Speed & Direction 风速与方向
风能发电的物理原理及应用
风能发电的物理原理及应用引言风能作为一种可再生能源，具有非常广阔的应用前景。
而风能发电作为利用风能的主要方式之一，已经在全球范围内得到广泛应用。
本文将介绍风能发电的物理原理以及其在能源产业中的应用。
物理原理风能发电的物理原理基于风的动能转化为机械能，再进一步转化为电能的过程。
1.风的起源：风是由于地球表面受到不均匀的太阳辐射而产生的。
由于太阳辐射照射的角度和强度产生地表空气的温度差异。
温度差异导致空气从高温区向低温区流动，形成气流，即风。
2.风的动能：风在流动过程中具有动能，其大小与风速的平方成正比。
风能的大小可以通过风速来估计，风速越大，风能越大。
3.风力发电机的工作原理：风力发电机是将风能转化为电能的装置。
它通常由风轮、发电机和控制系统组成。
风轮通过叶片的转动捕捉风能，并将其转化为机械能。
机械能驱动发电机转动，最终产生电能。
4.发电机的转化过程：发电机利用电磁感应原理，将机械能转化为电能。
当发电机转动时，通过磁场与线圈的相互作用，产生电场，从而产生电流。
这种电流可以通过导线传输，并用于供电。
应用领域风能发电具有广泛的应用领域，以下是几个主要的应用领域：1.发电：风能发电是最常见的应用方式。
风力发电机可以通过并联或串联的方式，组成风力发电场。
风力发电场可以提供大范围的电力供应，包括家庭用电、工业用电以及城市的电力供应。
2.农村电气化：对于偏远地区或农村地区，供电是一个困难的问题。
由于风力资源较为丰富，利用风能发电可以为这些地区提供可靠的电力供应。
3.海上风电：海上风电是近年来兴起的一种新型风能发电方式。
由于海上风力资源更加稳定和丰富，海上风电具有更高的发电效率和可靠性。
4.船舶动力：利用风能驱动船舶前进是古老的航行方式，如帆船。
如今，风能发电可以用于船舶的动力系统，减少对化石燃料的依赖，实现更环保的航行。
5.冷却系统：风能可以用于冷却系统中的风扇。
通过利用风能提供强制风流，可以有效降低设备的温度，并提高能效。
风力发电机组系统学习之水冷系统
PLC通过压力开关检测意外泄漏。
发电机
－流速：
≥50[l/min]
－在50[l/min]下的压力：>0.8[bar]
机舱变频器机柜
－流速：
≥60[l/min]
－在50[l/min]下的压力：>1[bar]
15:47:33
4
15:47:33
5
水管分布
15:47:33
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其他
• 水阀平衡调整在车间完成，以便使得机柜、发电 机中的冷却系统有足够的压力和水流量。
风力发电机组系统学习 之
水冷系统
1
2
• 为什么要有水冷系统？
– 对发电机、变频器、机柜进行冷却。
• 组成
– 水泵、温度感应模块或三相阀 – 没有风扇的冷却器 – 没有过滤器 – 传感器：冷水温度、热水温度、水压力
• 状况
– 温度感应模块或三相阀在软件中不起作用
15:47Байду номын сангаас33
概述
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水流指标
水流：
15:47:33
7
完
谢谢观赏！
8
• 平衡阀的设置具有混流作用。冷水会在需要冷却 的热元件上，使热空气在元件表面产生凝结现象， 对元件造成损坏。因此在将冷水和热水按照一定 的比例进行混合后，既可以起到冷却作用，又可 以有效的防止凝结水的出现。
• 没有水冷风扇 在风小的时候，发电机等设备发热不是很严重， 用空气冷却，就可以满足要求；风大的时候，安 装在室外的冷却器，可以利用风达到加速冷却的 目的。
风力发电机冷却、控制系统与保温加热措施
风力发电机冷却、控制系统与保温加热措施冷却系统1、发电机冷却与变频器冷却系统相似，主张发电机选用水冷却系统，权衡功率、能耗、噪声等，认为是较合理的方法。
2、齿轮箱冷却大多数齿轮油冷却运用风冷方法，关于冷油器敞开在机舱上的方法，在冰冷的气候下一旦机组毛病停机，齿轮油的流动性会很差，给机组的发动带来问题。
主张在冷却器上加装一个通风道，而不直接暴露在外界环境中，这样就可以避免油温过低的问题。
风电机保温加热办法1、机舱与轮毂、机舱与塔筒衔接处封堵办法。
通常机舱与轮毂、机舱与塔筒衔接处空隙较大，在冬天北方区域气温往往到达﹣30℃以下，这时风电机一旦停机，会因机舱温度低、齿轮油温低需求很长的发动时刻。
主张将衔接部位采纳合适的密封办法，以减小低温影响。
2、机舱保温办法主张在机舱内部添加保温层，削减冬天机舱对外的热传递。
在夏日保温层一起能起到削减外界对机舱的热传递，但如保温办法过于紧密，简单形成机舱内空气不流转，这时可在机舱壁上加装一个百叶窗，依据时节和气候进行开闭。
3、加热办法因为北方冬天特别的低温气候，加之风电场往往建在海提高的区域，为提高风电机对低温的适应性，还需求额定的热源，即在机舱内部装设加热器。
加热器功率高、耗电量大，需求对其功率、方位做合理描绘，对启停时刻进行合理操控。
（1）加热器操控。
主张添加温控器，到达满意机舱作业温度的需求，操控加热器的启停。
（2）加热器热维护。
加热器通常选用“加热电阻+电扇”的方法，当加热电阻作业而电扇因某些缘由无法运转时，加热器可能会过热，主张在加热器上设备一个依据丈量温度自控断电的设备，以避免加热器过热起火状况发作。
4、油品的挑选齿轮箱油、偏航减速机齿轮油、变桨齿轮油以及润滑油脂均应具有低温下正常运转的才能。
风电机操控系统1、操控方法主张在机舱内部和塔筒底部均可进行操控，即需两块操作屏，以便检修维护时随时观测状况。
2、操控系统应具有维护功用风电场通常坐落地理方位较为偏僻区域，往往是电网结尾，这里负荷很少，出线电压也会违背正常值，所以风电场电压发生动摇的可能性较大。
风力发电机散热方式
风力发电机散热方式
风力发电机的散热方式主要有以下几种：
1. 自然冷却：风力发电机的散热方式之一是利用自然风扇效应进行散热。
通过设计良好的发电机外壳和散热片，使得空气能够顺畅地流过发电机，并带走其产生的热量。
2. 强制风冷却：有些风力发电机会采用强制风冷却方式。
这种方式通常包括安装额外的风扇或风叶，通过强制对发电机进行冷却。
这样可以增加散热效率，确保发电机在长时间运行时保持正常工作温度。
3. 水冷却：另一种常见的散热方式是采用水冷却系统。
这种方式通常将水循环通过发电机，通过水的导热性将热量带走。
水冷却系统可以在较小的空间内提供更高的散热效率，并且可以控制发电机的工作温度。
总的来说，风力发电机的散热方式根据具体的设计和需求而定，一般会根据设备的功率、尺寸和工作环境等因素进行选择。
不同的散热方式都有各自的优缺点，需要综合考虑来确定最适合的方式。
新能源电站-风力发电机整体介绍
产生危害。
5. 在存在一定安全风险的部件上工作之前，必须通过机舱控制柜或塔基控制 柜面板上的开关将机组切换到“检修状态”。同时，要在开关上应悬挂明 显的警告标志，以避免其他人无意的操作。
6. 机组切换到“检修状态”时，机组无法启动，但允许部分手动控制（正常 运行时是不允许的）。
机组运行，叶片开桨 机组停机，叶片顺桨
高速轴制动器
（七）偏航系统
风向总是变化的，为了捕获最大的风能，必 须每隔一段时间计算一次风向偏差，如果超过范 围，就要偏航对风。
风力发电机组的偏航系统主要由偏航轴承、 偏航驱动器、偏航制动器、润滑泵、偏航编码器 组成。
偏航轴承：偏航电机下面有一个小齿轮与大齿轮啮合，这个大齿轮叫偏航轴承， 由偏航电机驱动。偏航轴承承载机组中主要部件的重量，并传递气动推力到塔架， 轴承中含有齿圈，偏航驱动机构中的小齿轮与之啮合。
液压站系统有两个主控制回路：转 子制动回路和偏航刹车回路。系统正常 工作压力范围在140－160bar之间，系 统压力由电机泵组作为动力单元提供并 由压力传感器来加以精确显示，动力源 的断合利用压力传感器和电气联动控制 来实现。
（九）变频系统
变频器是风电机组的重要组成部分，为转子提供了频率可变的电源，使 得转子的机械转速与电网的同步转速相互解耦，由此实现了风电机组的变速 运行。
7. 在轮毂中进行维护工作时，不允许变桨系统进行变桨动作，除非在特殊情 况下，并且采取了特殊的防范措施。每个叶片有一个锁紧装置，当检修叶 片变桨驱动时必须启用该锁紧装置。
8. 在轮毂或在传动链部件上工作时必须启用风轮锁定装置。 9. 在系统检修时，同一时间内可以关闭一个偏航驱动，其他的驱动可以承受
风力机冷却系统工作原理
风力机冷却系统工作原理一、风力机冷却系统的组成部分1.散热器：散热器是风力机冷却系统的核心组件，其主要功能是将风力机内部产生的热量传导到空气中去。
散热器通常由一系列散热片组成，通过增大散热板的表面积和散热片的数量，以提高散热效果。
2.风扇：风扇是用来引进冷空气，并排出热空气的设备。
通常风力机冷却系统中会有多个风扇，以确保足够的冷却风量。
3.温度传感器：温度传感器用于监测风力机内部温度，由其提供的反馈信号实时控制冷却系统的运行状态。
4.控制器：控制器是风力机冷却系统的“大脑”，它接收温度传感器的反馈信号，根据设定的温度范围对风扇的运行进行控制。
二、风力机冷却系统的工作原理1.监测风力机内部温度：风力机冷却系统首先通过温度传感器监测风力机内部温度。
如果温度超过设定的上限阈值，那么冷却系统将启动。
2.启动风扇：当温度超过上限阈值时，控制器将启动风扇以引进低温空气。
风扇将冷空气引入风力机内部，以吹散热量，降低其温度。
3.排出热空气：同时，风扇还带走内部的热空气，通过散热器中的散热片，将热空气传导到外部空气中去。
通过不断循环这个过程，风力机内部的温度得以控制在正常范围内。
4.控制风扇速度：根据温度的变化，控制器可调节风扇的转速，以确保风力机内部温度始终保持在设定的温度范围内。
当温度下降到设定的下限阈值以下时，控制器将停止风扇的运行。
三、风力机冷却系统的优势和应用领域1.结构简单，易于安装：风力机冷却系统的组件结构相对简单，易于安装和维护。
2.高效能：通过合理的冷却系统结构和控制策略，可以实现高效的风力机冷却效果，保证风力机的稳定运行。
3.节能环保：风力机冷却系统利用自然风力进行冷却，无需额外能源输入，具有节能环保的特点。
4.适用范围广：风力机冷却系统可适用于各种规模和类型的风力机。
风力机冷却系统广泛应用于风力发电场中的风力机组，以保证风力机长时间高效运行。
此外，由于其节能环保的特点，也逐渐在其他工业领域得到应用。
风力发电机概述,风力发电机工作原理,风力发电机各个部件介绍
风力发电机概述一、风力发电机风力发电的原理简单来说：风力发电原理是把风的动能转换为风轮轴的机械能最后到电能！工作原理现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距（风轮转动惯量），通过主轴传动链，经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后，通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。
如果超过发电机同步转速，转子也处于发电状态，通过变流器向电网馈电。
齿轮箱可以将很低的风轮转速（1500千瓦的风机通常为12-22转/分）变为很高的发电机转速（发电机同步转速通常为1500转/分）。
风机是有许多转动部件的，机舱在水平面旋转，随时偏航对准风向；风轮沿水平轴旋转，以便产生动力扭距。
对变桨矩风机，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而变桨距。
在停机时，叶片要顺桨，以便形成阻尼刹车。
就1500千瓦风机而言，一般在3米/秒左右的风速自动启动，在11.5米/秒左右发出额定功率。
然后，随着风速的增加，一直控制在额定功率附近发电，直到风速达到25米/秒时自动停机。
二、风力发电机结构风力发电机整机主要包括：1.机座2.传动链（主轴、齿轮箱）3. 偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承）4.踏板和棒5.电缆线槽6.发电机7.联轴器8.液压站9.冷却泵(风冷型无) 10.滑环组件11.自动润滑12.吊车13.机舱柜14.机舱罩15.机舱加热器16.轮毂17.叶片18.电控系统等。
1、机座：机座是风力发电整机的主要设备安装的基机座：础，风电机的关键设备都安装在机座上。
(包括传动链（主轴、齿轮箱）、偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承）、踏板和棒、电缆线槽、发电机、联轴器、液压站、冷却泵(风冷型无)、滑环组件、自动润滑、吊车、机舱柜、机舱罩、机舱加热器等。
机座与现场的塔筒连接，人员可以通过风电机塔进入机座。
机座前端是风电机转子，即转子叶片和轴。
2、偏航装置偏航装置：：自然界的风，方向和速度经常变化，为了使风力机能有效地捕捉风能，就相应设置了对风装置以跟踪风向的变化，保证风轮基本上始终处于迎风状况。
风力发电机组的集中冷却和加热系统
冷却 。采用这种连接方式 ，选用合适散热能力的散热
越来 越 大 ，这 样对 冷却 系 统散 热效 率要 求也 越 来
越 高。如 果冷 却 系统 工作 异 常或效 率 降低 ，不 能
将这 些 部件 产生 的 热量散 发 出去 ，轻则 引起 机 组
降 功率 运行 或保 护停 机 ，重则 会造 成设 备 的严 重
损坏 。
对于以上部件 ，低温 条件下工 作还需 要进行辅 助加热 。齿轮箱加热是 为了降低润 滑油的黏度和泵 送性能 （ 低温条件下润滑油 的黏 度升高 ，泵送性 能 很差 ） ，以保证 齿轮箱 低温运 行时 的润 滑 。发 电机
风力发 电机组 的集中冷却 和加热 系统
周世 东
【 龙源 （ 北京 ）风 电工程技 术有 限公 司 ，北 京 １ ０ ０ ０ ３ ４ 】
０ 引 言
对 于 目前 主 流 的 双 馈 风 力 发 电 机 组 ，需 要 采取 主 动冷 却措 施 的主要 部 件有齿 轮 箱 、发 电机 和变 频 器。这些 设 备工 作 过程 中会 产生 大量 的 热 量 ，需要通过冷却系统散发 到周 围空间。随着风 力 发 电机 组单 机 容量 的增 加 ，这些 部 件 的发热 量 也
由风力发电机组主要部件厂家设计生产 、各 自 独立 的冷却系统存 在以上 弊端 ，由风 电机组 整机厂
合经济 、高效运行 的原则 ，因此 只考虑齿轮箱 与发 电机 的集 中冷却 ； 对 于变频器安装 在机舱 内部 的机 组 ，则要考虑齿轮箱 、发 电机 、变频器 三个部件 的 集 中冷却 。 由于齿 轮箱最 高工作温度为 ８ ０ ℃，满负荷时效 率为 ９ ７ ％； 发电机最高工作温度为 １ ５ ５ ℃，满负荷时
目前主 流的双馈风力发 电机组 ，齿轮箱和发 电 机都安装在机舱 内部 ，变频器有安装在机舱 内部和
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冷却系统介绍
齿轮箱
发电机
必须冷却的组件
▪ VCS 变频器 ▪ 控制柜. ▪ 机舱. ▪ 控制器. ▪ 变压器.
水-油板式换热原理
热交换
气-液 换热原理
系统总览 换热器
输水单元
输油单元
换热器和热交换
旁路阀
油冷却换热器
热交换
ห้องสมุดไป่ตู้
水冷却换热器
输水单元
发电机冷却
冷却水入口
冷却水出口
发电机水冷
齿轮油冷却图纸 3
过滤网
华锐1.5齿轮油冷却图纸
压差继电器
溢流阀
温控阀
压力继电器
压差继电器：是一种受两个压力之差作为信号控制的电器开关，泵 单元中采用24VDC/2bar压差继电器 ，当粗滤网前端和精滤网后 端的压差超过2bar时，压差继电器闭合使执行元件动作，从而使得 绿线管路导通，起到安全保护的作用，同时发送故障信号。
温控阀：调速阀是进行了压力补偿的节流阀。泵单元中的温控阀采 用机械结构，热胀冷缩的原理。油温↑，油路流量↓
油温↓，油路流量↑。
变频系统部件
膨胀水箱
控制柜内部流形
冷却器 水泵
结束
压力继电器：是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元 件。当系统压力达到压力继电器的调定值时，发出电信号给系统。
溢流阀：一种液压压力控制阀。在液压设备中主要起定压溢流作用 和安全保护作用。泵单元中 3bar/10bar/0.2bar溢流阀，分别是 在压力大于3bar和10bar的时候打开。0.2bar溢流阀防止回流。
油温低于 40°C. 点击界面看油流动情况.
液压油通过内置泵、滤芯送至温控 阀。
当油温低于40°C 时，温控阀将油 送回齿轮箱
齿轮油冷却图纸 1
当油温在 40°C 和 50°C. 点击界面看油流动情况.
液压油通过内置泵、滤芯送至温控 阀。
当油温处于40°C 和50°C之间时， 温控阀将一部分油通过旁路，另一 部分送入冷却器。
齿轮油被送回齿轮箱。
齿轮油冷却图纸2
油温超过 50°C 点击界面看油流动情况.
液压油通过内置泵、滤芯送至温控 阀。
当油温超过50°C温控阀将油送入 冷却循环1然后流经冷却器。油被 冷却后流入齿轮箱。
电动齿轮油泵将油打入冷却循环回 路2
油流经冷却器，然后经过一个或两 个风扇进行冷却，启动几个风扇取 决于油温，然后油流回齿轮箱。
输水单元的泵将冷却液从发电机 打到冷却回路中. 点击界面看冷却液流动情况.
冷却液从发电机被打出
通过散热器冷却液被空气冷却 冷却液通过热交换器返回 冷却液返回发电机.
发电机风冷
齿轮油冷却-输油单元
1.滤芯 2.滤芯 3.变送器 4.泄流阀 5.电机 6.联轴器室 7.泵 8.测试连接口 9.变送器