1、全功率變頻高速永磁風力發電機技術規格說明書目錄一、酒鋼/2000系列風機特點二、風電場的特性和風電場的設計原則1、風電場的特性資料2、風電場的設計原則三、嘉峪關地區氣象、地質條件及能源介質條件四、風力發電機組的設計要求1、風力發電機設計的基本原則2、風力發電機設計的外部條件3、風力發電機等級要求4、其它環境影響5、外部電網條件的影響6、載荷方面的影響五、風力發電機組主要技術參數1、技術參數2、輪轂高度的設計風速3、安全系統參數4、風機設計主要技術參數六、風力發電機的技術規格與要求1、葉輪2、增速箱3、偏航系統4、液壓系統5、潤滑與冷卻系統6、制動系統7、鎖緊裝置8、電控系統1）變槳控制系統2）

2、風機主控系統3）中央監控系統4）機艙控制柜主要功能5）塔基控制柜主要功能6）變流器主要功能9、發電機1）永磁發電機的結構組成2）高速永磁同步發電機基本技術參數3）永磁同步發電機制造要求4）發電機出廠測試要求10、全功率變流器1）變流器控制原理圖2）變流器功能要求3）變流器技術指標和參數4）變流器設備的可靠性及維護性5）變流器的國際標準和電網法規6）低電壓穿越功能的實現7）保護功能8）接口和通訊內容11、滑環12、防雷保護13、聯軸器14、風機主軸15、風機軸承16、風機塔架17、風機機艙1）機艙罩2）底座18、雷電保護、接地、等電位聯結和浪涌保護19、機艙內部的密封、隔音和保護20、提升機21

3、、機組安全系統22、風力發電機的基礎23、機艙總裝流程圖七、風機主要部件供貨說明1、風機的主要部件供貨清單1）葉片2）高速永磁發電機3）液壓系統4）變流器5）控制系統供貨范圍6）中央監控系統供貨范圍7）風機剎車系統8）風機變槳系統9）全功率風能變流器10）公輔系統方面2、風機的其它供貨內容八、風機的設計圖紙和文件交付內容1、通用資料2、葉片3、連軸器4、液壓系統；5、發電機6、變流器7、滑環8、控制系統9、中央監控系統九、產品制造標準1、設計和制造必須執行的標準2、風力發電行業通用標準3、風力發電建設土建標準4、電氣控制方面的標準十、產品質量保證1、齒輪增速箱2、葉片3、發電機和變流器4、電控

4、柜的檢驗和試驗十一、技術服務及人員培訓十二、風力發電機整機開發進度計劃1、2.0MW風力發電機整機開發計劃2、2.5MW風力發電機整機開發計劃十三、功率曲線十四、附圖附錄1：酒鋼高原風力發電機組的開發和設計附錄2：低溫型風力發電機組的開發和設計附錄3：風機設備的維護說明附錄4：風機的檢測認證說明附錄5：風電機組供應鏈質量管理附錄6：變速恒頻發電技術全功率變頻高速永磁風力發電機技術規格說明書風能是一種取之不盡、用之不竭的清潔環保可再生資源，風能發電與太陽能、地熱、海洋能、氫能、可燃冰等新能源發電相比，技術成熟，將成為21世紀最綠色動力之一。風力發電機是一種風能動力機械。風以一定的速度和攻角作用在

5、槳葉上，使槳葉產生旋轉力矩，轉動輪轂，并通過低速軸、增速箱、高速軸等部件槳風能轉變成機械能，最后驅動高速發電機發電，電能通過變壓器饋入電網。風力機組安裝在高山、荒野、海灘、海島等風口處，受無規律的變風向、變負荷的風力作用以及強陣風的沖擊。常年經受酷暑、嚴寒和極端溫差的影響，風電場所處的自然環境交通不便。風輪葉片轉速低、葉片長，在高空安裝。風輪塔架高且重，安裝在地面上。風力發電機組采用遠程控制、遠程運行數據統計分析及遠程故障分析和遠程故障排除等。風力機的風輪葉片是接受風能的最主要部件，葉片設計是風力發電機設計最關鍵的設計。要求有高效的翼型，合理的安裝角，優化的升阻比、葉尖速比和葉片扭曲規律等；有

6、合理的結構、先進的復合材料和制造工藝；要求葉片重量輕、結構強度高、疲勞強度高、運行安全可靠、易于安裝、維護方便、制造容易、制造和使用成本低。風力機的塔架承載風力發電機的全部載荷，是另一個重要部件。塔架應用有限元進行結構和非線性分析。安裝風力發電機組應有可靠的基礎。風力發電機組的基礎是用以支撐整個風力發電機的重量，要承擔轉動葉片給予塔架的各種彎矩（扭矩）、強風的推力和風力發電機葉片缺失的彎矩。大中型風力發電機組基礎應采用鋼筋混凝土，基礎要深到凍土層以下，以防凍和防化造成基礎傾斜。一、酒鋼/2000系列風機特點酒鋼/2000系列機組采用水平軸、三葉片、上風向、變槳距調節、全功率變流，永磁同步發電機

7、并網的總體設計方案，額定功率為2000kW。比其它機組具有以下優點：1、機組總體結構采用國際流行的經典設計，技術成熟，性能可靠；具備成熟的產業鏈配套能力，維修方便，成本低；采用國際最先進的栽花優化控制技術，優化機組載荷，提高可靠性。2、在并網時，保持機組的定子電壓與電網電壓同相和同頻，實現無沖擊同步并網。采用符合國際標準的低電壓穿越技術，滿足電網對大規模風場入網的穩定要求。3、考慮到北方高寒地區的特性，機組采用了抗低溫、適應低空氣密度和防風沙等特殊設計，保證機組能適應極端環境狀況，并能有效運轉。4、風機擁有兩款塔架高度，可根據風場風力資源的具體情況進行配置，滿足各類風電場的要求。5、采用高速永

8、磁發電技術及全功率變流技術提高了風電機組的可靠性，徹底解決了采用變速恒頻發電機的低電壓穿越問題和電能并網問題。6、風機設計結構簡單，變流設備、電控設備等易損件都在塔筒底部，維修非常方便。7、采用全功率變流技術，提高了電能品質。8、操作維護人員可以從內部進入輪轂維護變槳系統，提高了人員的安全性。9、永磁體外轉子，勵磁方式結構簡單，無勵磁損失；減小了傳統電勵磁的體積，降低了可能發生故障。10、變頻裝置采用經過驗證的成熟技術，諧波分量低。11、機艙結構設計采用了人性化設計方案，盡可能地方便運行人員檢查維修，在設計中加入爬升助力機構，使運行人員在維護過程中攀登梯子時變得格外輕松。二、風電場的特性和風電

9、場的設計原則1、風電場的特性資料風是風力發電的源動力，風況資料是風力發電設計的第一要素，設計規程對風況資料要求很高，規定一般應收集有關氣象站風速風向30年的毓資料，風電場場址實測的風速風向資料應至少連續一年。為滿足規范要求，風力資源普查時，以風能資源區劃分為依據，擬定若干個風電場，收集有關氣象臺、站或港口、哨所30年以上實測的多年平均風速、風向和常規氣象實測資料。一般要求年平均風速6m/s以上，經實地踏勘，綜合地形、地質、交通、電網等其它因素，提出近期工程位置。在候選風電場有代表性的位置上安裝若干臺測風儀，勘數量位置應根據風電場大小和地形復雜程度來定。一般對于復雜的地形，每35臺風力發電機應布

10、置1根測風桿，同一測風桿在不同高度可安裝13臺測風儀，平坦位置可布置得稀一些。測風儀安裝高度一般分為10米、30米或40米，前者為氣象站測風儀的標準高度，后者為風力機輪轂的大致高度。查明風電場風況的時空分布情況，實測1年以上，就具備了可行性研究所需的風況資料。風速資料與其它氣象資料一樣，其大小有隨機性。為避免風能計算時出現大的偏差，風電場實測資料，應與附近氣象臺、站同期實測資料進行相關分析，以修正并延長風電場的測風資料，使短期資料具有代表性。由于風的方向性，在進行風速相關性分析時，應分不同方向進行風速相關。2、風電場的設計原則風電場設計場址的選擇必須從以下方面綜合考慮：1）年平均風速較大，擬建

11、風電場的年平均風速應大于6m/s（海淀地區），和5.8m/s（山區），等效年利用小時數大于20002600小時，才具有良好的經濟和社會效益。2）風電場場地開闊，地質條件好，四面臨風。3）交通運輸方便。4）并網條件好。5）不利氣象和環境條件影響小。3、風電場優化設計1）風力發電機組選型（1）單機容量的選擇。對于平坦地形，在技術上可行、價格合理的條件下，單機容量越大，越有利于充分利用土地，越經濟。在相同裝機容量條件下，單機容量越大，機組安裝的輪轂高度越高，發電量越大。（2）機型的選擇。在大型風力機中，具有代表性的機型為水平軸、上風向、三葉片、計算機自動控制，達到無人值守的水平。三、嘉峪關地區氣象、

12、地質條件及能源介質條件1、氣候方面1）氣候概況嘉峪關地處河西走廊中部，南臨終年積雪的祁連山，北緣巴丹吉林沙漠，東西走向狹長，地帶內北炎熱、南涼爽的地理特征，晝夜溫差大，是典型的大陸型季風氣候，其特征是日照充足、降雨稀少。冬季寒冷而干燥，夏季炎熱期較短，秋季冷涼多雨，春季干燥多風。河西走廊屬于青藏高原與內蒙古高原過渡地帶，地勢平坦，南高北低，干旱少雨，降水量少，蒸發量大，光照時間長。地理位置為北緯39度48分，東經98度14分，地形由西南向東北傾斜，自然坡度1.225%。無霜期相對較短為153-160天，年最高氣溫發生月份7月份，年最低氣溫發生月份1月份。大于10度的有效積溫為3000C，陽光充

13、足。2）大氣溫度情況本地區多年平均氣溫6.7-7.7C；全年采暖期180天。最大氣溫差14C極端最高氣溫38.4C極端最低氣溫-31.4C最熱月平均溫度23.2C最冷月平均溫度一8.9C冬季采暖室外計算溫度一17C夏季通風室外計算溫度26C平均日溫差14.9C。3）太陽能情況年平均太陽輻射量為145.6千卡/cm2，全年日照時數為2854-3053小時，農作物光能利用率為0.23-0.86%。嘉峪關市各高度年日照時數和百分率海拔高度（米）140015001600170018001900200021002200日照時數3053.43027.83000.22976.629512925.429032

14、878.82854日照百分率（%）686867666665656464嘉峪關市各月太陽輻射量和生理輻射量（千卡/cm2）月份123456789101112全年太陽總輻射里7.48.710.814.216.316.716.516.013.311.37.86.6145.6生理輻射里3.64.35.37.08.08.28.17.86.55.53.83.271.3我市太陽能輻射特點是：秋多冬少，夏秋穩定的豐富型，除冬季外，春夏秋利用穩定在25天/月。風能年儲量可達800千瓦時/米2左右。酒泉各月日照時數、日照百分率月份123456789101112全年日照時2數11820723525829029128

15、12832672672232083033日照百分率73696465666562677278757268嘉峪關市機場年、季、月、旬平均氣溫月*123456789101112全年上旬-9.5-8.5-1.26.414.620.122.022.917.910.62.1-5.5中旬-9.5-5.72.010.116.521.523.622.116.08.2-0.6-8.2下旬-9.8-4.74.112.517.622.523.420.414.14.3-4.3-9.6月-9.7-6.31.69.716.520.523.121.815.77.9-0.8-7.87.7季度冬：-7.9春：9.3夏：21.8秋

16、：7.6據酒泉市在果園鄉的實測資料，年平均溫度最高10.0C發生在1941年；年平均最低溫度5.8C發生在1967年；從歷史演變來看，四十年代平均最高氣溫為8.8C；五十年代平均最高氣溫為7.7C；六十年代平均最高氣溫為7.0C；七十年代平均最高氣溫為7.2C?？梢娊氖陙砟昶骄鶜鉁乜偟淖兓窍陆第厔?。酒泉年平均氣溫歷史演變值四十年代五十年代六十年代七十年代年份1940-19491950-19591960-19691970-1979平均氣溫（C）8.87.77.07.2增減（土C）-1.1-0.7+0.2嘉峪關市冬季（12月-2月）嚴寒，平均氣溫機場和果園分別為-7.9C和-7.8C；夏季（

17、6月-8月）炎熱，平均氣溫機場和果園分別為21.8C和20.8C；酒泉冬夏季氣溫歷史演變值四十年代五十年代六十年代七十年代年份1940-19491950-19591960-19691970-1979夏季（6月-8月）平均氣溫（C）22.521.820.720.4增減（土C）0.7-1.1-0.3冬季（12月-2月）平均氣溫（C）-6.3-7.7-8.5-7.6增減（土。C）-1.4-0.80.9嘉峪關市最熱月份為七月，機場溫度為23.1C，最冷月份為元月份，溫度為-9.7C。嘉峪關市年月平均氣溫日較差月份123456789101112年全年嘉峪關機場8.510.412.715.417.318.

18、518.418.016.214.310.38.914.260年-81年新城13.313.713.914.914.714.613.914.014.114.212.512.513.981年-90年嘉峪關市各點年月氣溫表嘉峪關鄉及市區黃草營及市區安遠溝文殊新城機場海拔170016401618159114751554年均氣溫6.76.86.96.97.07.1七月均氣溫20.320.720.820.921.621.2一月均氣溫-9.4-9.5-9.5-9.5-9.7-9.64）風能情況嘉峪關市風能資源比較豐富，年有效風速時數達6000小時左右（風速在3-20m/s），瞬時風速達17m/s（相當于風力八

19、級）的大風年時數就達410.4小時。境內大風日數為全年平均37天，多集中在3-5月份和7-8月份盛行西北風。嘉峪關市年平均大風（17m/s）日數為17天，最多年為40天，最少年只有5天，大風的季節分布是：春季最多，平均為8.9天，約占年大風總數的52%，夏季次之，冬秋季最少。一年中尤以4月大風最多，平均為4.1天，最多年達12天，9月最少，平均只有0.4天。基本風荷載0.65KN/m2冬季主導風向SW夏季主導風向E年主導風向WSW嘉峪關市各月大風日數統計月份春夏秋冬全年345678910111212季平均8.94.81.61.817.1月平均2.34.12.52.41.70.70.40.50.

20、70.60.70.517.1月最多6127105323326340最大風速34.023.225.722.022.016.016.018.018.719.322.020.034.0風向西北西北西西北西北西西北西西北西北北北西北北西西北西北西北日期6221624152243次151721216/3年份577773737671543年7376635857嘉峪關市歷史上出現過12級以上大風有三次，57年3月6日，77年4月14日，79年7月11日，其中57年3月6日19時最大風速34米/秒（嘉峪關市機場），八級以上的大風持續12小時，出現大風時風向均為西北或北北西風，而偏東大風只是偶爾出現，但持續時間

21、不長。嘉峪關市機場與酒泉平均風速對照表（71-74年）月份123456789101112全年機場3.23.64.34.34.14.74.44.03.74.04.03.24.0酒泉2.22.63.13.32.82.92.62.32.32.52.62.32.6偏差1.01.01.21.01.31.81.81.71.41.51.40.91.4春季特大黑風（瞬時速度達到25米/秒以上）常伴隨沙暴同時發生，統計63年-82年資料酒泉共出現過9次，嘉峪關市14次（其中持續1小時以上的達7次），大約三年一遇。夏季大風平均4.8天，以6月份最多為2.4天，8月份最少為0.7天。夏季大風經常伴隨著雷陣雨天氣同時

22、發生，它具有來勢猛、時間短、陣性強和局地性等特點。5）降雨和降雪情況本地區降雨季節主要集中在6、7、8三個月，占年降水量的59.3%基本雪荷載0.25KN/m年平均降雨量85.7mm年最大降雨量165.7mm小時最大降雨量18.8mm年平均降雨天數41.3天最大積雪厚度140mm嘉峪關市連續降雨日數月123456789101112全年新城3336459554769機場3235325652126嘉峪關市連續無降雨日數月123456789101112全年新城146788566708420234875105135146機場1711992262507283314048791091402506）其它最熱

23、月平均濕度52%最冷月平均濕度55%相對濕度46%抗震基本烈度7度凍土深度1.32m建設區域海拔高度1412-1670m地質概況本工程所在區域地貌比較平坦，平均坡降為1-2%，地形呈西高東低，該場地地形略有起伏，地區地勢開闊，交通便利，利于施工。根據酒鋼廠區場地勘察報告，區域場地自地表起即為第四紀沖積而成的卵石層，厚度大于100米，卵石主要由沉積巖碎塊組成，呈亞圓型，一般粒徑為30-70mm，最大為180mm，碎塊堅固，空隙中充填密實的中砂約為30%,3米以上卵石堆積較為松散，處于稍密狀態。3米以下卵石堆積致密，且被粘質膠結，處于半膠結-膠結狀態。據水資源調查資料，本工程區域處于資源分布的I級

24、區，除淺層地下水外,深層地下水（層間水）含水層巖性為砂礫一中、粗砂礫夾亞粘土，總厚度約為10-40m。本工程建設場地地下水埋藏深度大于100米，地基承載力標準值fk800kpa。嘉峪關地區能源介質情況1）新水水質（生產水供水）總硬度：150-300mg/l；PH值：6.5-8.5；懸浮物：10.58mg/L；水溫：40C；油1mg/L；總堿度：60-110mg/l；總溶解物：400-600mg/l；2）水（新水水質）:硬度：11.760dH；PH值：7.62；懸浮物：水壓：水溫：10.58mg/L；0.12MPa；1215C；四、風力發電機組的設計要求風電機組的設計主要內容包括風電機組的氣動特

25、性、所需認證標準與認證規則、風輪運動形式、發電機特性、風電機組的功率調節方式、控制系統、主傳動鏈和其它傳動形式等。1、風力發電機設計的基本原則在設計風力發電機時，采用的參數將直接影響到風力發電機的利用率、企業制造成本和用戶使用成本，也直接影響風力發電機市場的開拓和占領。風力發電機設計的基本原則如下：1）重要零部件設計原則是單個零件的失效不會導致整個裝置破壞；2）所有重要的零部件能承受全部可預見的各種載荷；3）在設備檢查和維護時間間隔內，風力發電裝置不會出現嚴重的惡化，考慮到對相關零部件檢查的可行性；4）風機中凡是不能檢查的零部件，應保證這些零部件在整個壽命期間有足夠的耐久性。2、風力發電機設計

26、的外部條件通常情況下，在風力發電機設計時，應考慮所建風場的外部條件、風況等對風力發電機的影響。1）風力發電機受到環境（風況和其它環境）及電氣（電網）條件的限制，可能影響風機的載荷、耐久性和運行狀況。為保證合適的安全性和可靠性水平，設計中應考慮環境、電氣、土壤等參數。2）外部條件又可分為正常和極端兩種條件，正常外部條件一般與長期結構載荷和運行條件有關，而極端外部條件代表了稀少但可能很關鍵的外部設計條件，風機的設計載荷情況由這些外部條件與風力發電機運行模式組合而成。3、風力發電機等級要求在設計中，需要考慮的外部條件取決于風力發電機安裝的預計地點和地點類型。風力發電機的等級用風速和湍流度來進行定義。

27、1）參考風速是能經得起在輪轂高度上50年一遇的10min內平均極端風速的環境條件。2）平均風速是風速瞬時值的統計平均值，一般是指在許多年內的風速年度平均值。3）風力發電機設計使用壽命20年以上。4、其它環境影響氣候因素會影響風力發電機的整體性能和安全性，在設計時應考慮下列環境條件：正常和極端的溫度范圍、濕度、空氣密度、陽光輻射及雨、雹、雪、結冰、雷電和地震、鹽霧等因素。5、外部電網條件的影響風力發電機適用于正常的外部電網條件如下：1）電壓正常值為10%；2）頻率正常值為10%；3）電壓穩定，電壓負量與正量的比值不超過2；4）電網故障為電網一年停電不多于20次；6、載荷方面的影響風力發電機設計時

28、應考慮以下各種載荷：1）慣性力和重力載荷，它是由振動、旋轉、重力及地震等作用產生的；2）空氣動力載荷，它是由空氣流動與風力發電機上固定及運動零部件相互作用而產生的各種靜態和動態載荷。3）運行載荷，它是由風力發電機的運行和控制產生的，包括風機的起動和停止、發電機的并網和脫網、偏航運動期間出現的機械制動和瞬變載荷等。4）其它載荷，如尾流載荷、沖擊載荷、結冰載荷等都有可能發生。五、風力發電機組主要技術參數1、技術參數1）總體參數葉輪直徑（CE45.3型葉片/CE42.2型葉片）：93m/87m；槳葉數目：3；風機額定功率：2000kW；葉輪轉速范圍（針對CE45.3型葉片）：8.33-16.8rpm

29、；額定葉輪轉速（針對CE45.3型葉片）：15.35rpm；額定葉尖速度（針對CE45.3型葉片）：74.75m/s；額定風速（針對CE45.3型葉片，+15C）：10.8m/s；設計空氣密度（溫度+15C，海拔Om）：1.225kg/m3；最佳葉尖速比（針對CE45.3型葉片）：8.5；配套CE45.3型葉片的風機設計等級：IECTC3A；葉輪轉速范圍（針對CE42.2型葉片）：8.33-16.8rpm；額定葉輪轉速（針對CE42.2型葉片）：15.35rpm；額定葉尖速度（針對CE42.2型葉片）：69.93m/s；額定風速（針對CE42.2型葉片）：11.4m/s；設計空氣密度（溫度+1

30、5C，海拔Om）：1.225kg/m3；最佳葉尖速比（針對CE42.2型葉片）：8.0；配套CE42.2型葉片的風機設計等級：IECTC2A+；切入風速v-in_1：3m/s；切出風速v-out_1（600s平均值）：25m/s；切出風速v-out_2（3s平均值）：35m/s；最大偏航誤差：+/-10；最大入流角：10；設計壽命：20年；雷電保護等級：IEC61400-241級；2）設計環境條件風機生存環境溫度：-40C至+40C；風機運行狀態下允許的外部環境溫度（海拔1250m至2000m）：-30C至+35C；年平均環境溫度：約-2.3C；每年低于-20C的平均天數：20天；年平均濕度：

31、58%；最大濕度：80%；運行海拔（機位海拔高度）：800至2000m；是否存在地震危險：是，vVII（0.10g）；是否存在結冰危險：是；是否存在沙塵暴危險：是；沙塵暴集中度：10mg/m3；平均沙塵/沙礫尺度：約20“m年均沙塵暴天數：約10天；3）葉輪葉輪仰角：5；槳葉錐角：3.5；相對于塔筒的葉輪位置：上風向；葉輪質量不平衡度：0.0005*R；葉輪氣動不平衡度：0.5；葉輪旋轉方向（從葉輪向機艙方向觀察）：順時針葉輪質量：約46噸；4）槳葉CE45.3型槳葉質量：8313kg；CE45.3型槳葉重心位置：+15.72m；CE42.2型槳葉質量：8322kg；CE42.2型槳葉重心位置

32、：+14.79m；與輪轂進行螺栓連接的節圓直徑：2110mm；葉片螺栓質量（全部3支葉片）：1152kg；5）機艙機艙總質量（不含槳葉和輪轂）：約80t；不含葉輪機艙重心位置（位于塔筒后方）：約3.5m；機艙慣量：約1.4E+6kgm2；輪轂罩直徑：4.0m；輪轂罩長度：3.6m；輪轂罩前部區域面積：12.5m2；輪轂罩側面區域面積：6.5m2；輪轂罩阻力系數：1.2；機艙長度：13.0m；機艙寬度：4.7m；機艙高度：4.5m；機艙罩前部區域面積：約3.5m2；機艙罩側面區域面積：約61.1m2；機艙罩阻力系數：1.2；6）塔筒類型：管狀鋼塔筒；頂部直徑：3005mm；底部直徑：4200mm

33、；最大單節重量：70t；最大單節長度：小于28.1m；塔筒內附件質量：約10t；輪轂高度（IECTC2A+）：80m；節數（IECTC2A+）：4；塔筒重量（不含內附件）（IECTC2A+）：197t；輪轂高度（IECTC3A）：90m；節數（IECTC3A）：4；塔筒重量（不含內附件）（IECTC3A）：220t；7）發電機原理：高速永磁同步發電機；輸入旋轉方向（從驅動端觀察）：順時針；額定功率（電力輸出）：2081kW；輔助系統供電功率均值（如變槳，偏航，液壓等）：約50kW；額定扭矩（輸入）：13.1kNm；發電機電壓：690V；發電機轉速：600-1800rpm；發電機額定轉速：165

34、0rpm；發電機最大超速：2160rpm；額定功率下的效率：97.5%；發電機總重：約7000kg；轉動慣量：約80kgm2；冷卻方式：空空冷；安裝方式：IMB3（DINIEC34）；8）變頻器和變壓器額定輸出功率：2050kW；額定功率下的總效率（變頻器+線纜）：97.5%；變頻器位置：塔筒底部；變壓器位置：塔筒外部；9）齒輪箱原理：3級齒輪箱（兩級行星一級平行軸）；傳動比（針對CE45.3型葉片）：109.22；傳動比（針對CE42.2型葉片）：100.74；齒輪箱扭轉剛度（低速軸側，含低速軸）：7.1E+8Nm/rad；額定功率（輸入）：2235kW；額定扭矩（針對CE45.3型葉片）：

35、1390.3kNm；額定扭矩（針對CE42.2型葉片）：1390.3kNm；額定功率下的效率（含主軸軸承）：大于96.5%；齒輪箱質量：約21500kg；齒輪箱轉動慣量（低速軸側）：62800kgm2；冷卻方式：空冷；10）帶剎車盤和扭矩限制器的高速軸類型：帶兩套彈性元件的撓性聯軸器；最大超速：2380rpm；軸間距：約800mm；最大剎車速度：600rpm；總重量（含剎車盤）：約420kg；扭轉剛度（高速側）：5300kNm/rad；最小滑動差（高速軸側）：20.4kNm；額定滑動差（高速軸側）：24.0kNm；最大滑動差（高速軸側）：27.6kNm；11）低速軸扭轉剛度（低速側）：6230

36、kNm/rad；轉動慣量（低速側）：1390kgm2；總重量：11.5t；12）主軸軸承浮動軸承型號：SKFC39/750M或239/750CA/W33；止推軸承型號：SKF240/600ECAF/W33；軸承潤滑方式：油脂潤滑；13）輪轂輪轂質量（含變槳軸承及其它安裝部件）：約18300kg輪轂重心：位于葉輪中心；輪轂轉動慣量：約1.0E+4kgm2；輪轂半徑：920mm；14）偏航系統原理：電驅動齒傳動；供電：400-690/50Hz；偏航速率：0.8/s；最大偏航制動力矩：3503kNm；最小偏航制動力矩：2860kNm；偏航驅動數目：4；偏航驅動齒輪箱傳動比：13353；偏航軸承齒數z

37、2：-134.00；偏航驅動齒數z1：14.00；偏航驅動剎車力矩：66Nm；偏航驅動位置：偏航軸承內側；15）葉輪鎖定系統原理：機械鎖定；葉輪鎖定系統位置：軸承座上；16）主機架原理：焊接方式；主機架質量：約12t；17）發電機支架原理：焊接方式；發電機支架質量：3.5t；2、輪轂高度的設計風速1）TC2A+（對應CE42.2型葉片）；TC1極限風速被用到，以下值基于TC2A+風場的常溫環境給出:年平均風速：8.5m/s；1年內3秒極限陣風：56.0m/s；50年內3秒極限陣風：70.0m/s；50年內10分鐘極限平均風速：50.0m/s；以下值基于TC2A+風場的低溫環境給出：年平均風速：

38、8.5m/s；1年內3秒極限陣風：47.6m/s；50年內3秒極限陣風：59.5m/s；50年內10分鐘極限平均風速：42.5m/s；2）TC3A（對應CE45.3型葉片）91；以下值基于TC3A風場的低溫環境給出：年平均風速：7.5m/s；1年內3秒極限陣風：42.0m/s；50年內3秒極限陣風：52.5m/s；50年內10分鐘極限平均風速：37.5m/s；3、安全系統參數1）安全系統第一安全系統：單獨葉片順槳；第二安全系統：單獨葉片順槳并且機械制動；2）轉速限制正常停機n4（針對CE45.3型葉片）的轉速限制：16.8rpm；緊急停機nA（針對CE45.3型葉片）的轉速限制：18.5rpm

39、；正常停機n4（針對CE42.2型葉片）的轉速限制：16.8rpm；緊急停機nA（針對CE42.2型葉片）的轉速限制：18.5rpm；3）電功率限制基于power-max_1控制參數正常停機的600s平均值：2150kW；基于power-max_3控制參數正常停機的3s平均值：2250kW；4）風速限制基于v-out_1控制參數正常停機的600s平均值：25m/s；基于v-out_3控制參數正常停機的3s平均值：35m/s；5）偏航錯誤限制正常停機的1s平均值：60；6）葉片變槳系統最小槳距角：0；基于pitch-set_1控制參數在準備運行狀態下的槳距角：90；基于pitch-set_1控制

40、參數在正常停機1和2后的最大槳距角：90；基于pitch-set_2控制參數在正常停機3,緊急停機1+2后的最大槳距角:基于pitch-set_3控制參數在緊急停機1+2后的最大槳距角：91；基于pitch-speed_l控制參數用于正常停機1的變槳速率1：5/s；用于緊急停機1+2的的變槳速率：約7.0/s；用于正常停機3的變槳速率：約7.0/s；正常運行狀態的最大變槳速率：10/s；7）機械制動所有力矩都作用于高速軸側。最小剎車力矩：10.1kNm；額定剎車力矩：12.1kNm；最大剎車力矩：14.1kNm；機械制動響應時間：0.5s；機械制動時間常數（1號控制命令延時）：0.4s；4、風

41、機設計主要技術參數名稱單位參數型號酒鋼90/2000；酒鋼80/2000額定功率KW2000葉輪直徑m93輪轂中心高m90；80；（根據塔筒高度）切入風速m/s3額定風速m/s10.8切出風速m/s25抗最大風速m/s52.5運行溫度范圍C3040設計使用壽命年20六、風力發電機的技術規格與要求風力機主要由葉片、偏航系統、傳動系統、發電機系統、機艙、控制系統及塔架等組成。基酬-4栗婕現底一一發電機10峯H入口梯子總成Ml*件1可拆卸附件I砒罩底密跚件僞就義莞一一偏就電札偏航栓器、普靛軸承，偽犧剝車盤、骨就M動密一就壓果筑一詞滑乘統提升機1其他附件L龍子（定子支栗、鐵芯、幾際引岀電皺防護罐軸精子

42、游子支架、磁銅）一定軸動軸軸親-其也附件轉子制動辭交槳果燒一一變槳電札更槳趙執吏弟軸承、變槳盤、*#葉片一測鳳犠玄架、XO.風向標I電控系主控系紀.更槳棄仏夷謊紈由于風力發電機運行工況的特殊性，組成風機的部件需要滿足強度、剛度和耐久性要求。1、葉輪風機的葉輪由葉片、輪轂、變槳系統組成。每個葉片有一套獨立的變槳機構，主動對葉片進行調節，葉片配備雷電保護系統。風機維護時，葉輪可通過鎖定銷進行鎖定。1）輪轂輪轂是用來固定葉片和組成葉輪的重要部件之一。輪轂是葉片的樞扭，也是葉片根部與主軸的連接件，從葉片傳來的力都要通過輪轂傳遞到傳動系統，再傳遞到風力機驅動的對象，同時輪轂也是控制葉片槳距的地方。輪轂的

43、作用是連接葉片和低速軸，要求能承受較大和復雜的載荷，并且承受葉片上傳遞的各種載荷，然后傳遞到發電機轉主軸上。輪轂是由三個放射形喇叭口擬合在一起的。輪轂的結構是按帶有行星和球形相結合的鑄造結構來設計和制造的，這種輪轂結構實現了負荷的最佳分配，同時具有結構緊湊和質量輕的優點。輪轂的材質采用高等級球墨鑄鐵，具有優良的機械性能和可延展性，特別是抗低溫性能。輪轂主要參數及主要技術要求：輪轂涂層：采用HEMPEL油漆；輪轂采用整體和樹脂砂臘鑄造，要求加工面飽和，非加工面光滑圓順。輪轂的鑄造、質量控制和評定、加工制造等應嚴格執行以下標準：JB/JQ82001-90鑄件質量分等通則；JB/T7528-94產品

44、質量按鑄件質量評定辦法；GB6414-86CT10輪轂鑄件尺寸公差；GB/T11351-89輪轂重量公差按MT9級控制；GB/T11351-89CT10MA/H輪轂加工余量；GB6060.1-85輪轂表面粗糙度評定；鑄造輪轂的材料應符合EN1563標準的QT350-22AL，并應符合DINEN10204-3.1標準的材料測試。輪轂的所有外部防腐應符合現行的鑄造規范，表面采用電噴鍍或涂漆處理。2）變槳系統風力發電機的變槳機構采用電動變槳，可分別對各葉片進行控制，變槳的驅動裝置安裝于輪轂與各葉片的連接位置。變槳設備主要由電動機、大速比減速機和開式齒輪傳動副組成。變槳距驅動電動機采用含有反饋和電熱調

45、節器的伺服電動機。在驅動裝置的功率輸出端，安裝與變槳距軸承齒輪傳動部分嚙合的小齒輪，并與變槳距軸承的大齒輪組成開式齒輪傳動副。變槳系統的主要功能是根據風電機組的控制指令，通過改變葉片的入流角，實現對風輪轉速及功率調節或制動。一般變槳距角度調節范圍為0度90度，高于額定風速時用于功率調節的變槳距速度一般為1度/秒左右，而制動順槳的變槳距速度一般為15度/秒左右。變槳距軸承是變槳距裝置的關鍵部件，除保證葉片相對輪轂的可靠運行外，同時提供了葉片與輪轂的連接，并將葉片的載荷傳遞給輪轂。變槳距軸承有多種形式，國內外標準中對此都有相關規定。變槳電機為變槳系統提供扭矩，變槳系統把扭矩增加大約100倍后，通過

46、另一端的變槳小齒輪（小齒輪帶有一個齒形帶，齒形帶與葉片上面的變槳軸承相連），把力矩傳遞到變槳軸承上，使變槳軸承旋轉，以改變風機葉片的迎風角度。葉片在不同風速時，變槳系統通過改變葉片的槳距角，使葉片處于最佳的吸收風能的角度，當風速超過切出風速時，變槳系統使葉片順槳剎車。（1）變槳電機是為變槳減速器提供扭矩，帶動變槳減速器工作。（2）變槳減速器為3級行星減速結構，它將變槳電機傳遞過來的扭矩增大，然后帶動葉片改變葉片的槳距角。（3）變槳軸承的形式為雙排四點接觸球軸承，帶有一定的阻尼力矩，外圈與葉片連結，帶動葉片轉動。（4）變槳控制柜是控制變槳電機和變槳減速器以帶動風機葉片，從而控制葉片的槳距角。變槳

47、距風力機組與定槳距風力機組相比，具有在額定功率點以上輸出功率平穩的特點。變槳距風力機組的功率調節不完全依靠葉片的轉動性能。當功率在額定功率以下時，控制器將葉片槳距角置于零度附近，不做任何變化，可認為等同于定槳距風力機組，發電機的功率根據葉片的氣動性能隨風速的變化而變化。當風機功率超過額定功率時，變槳距機構開始工作，調整葉片槳距角，將發電機的輸出功率限制在額定值附近。變槳減速機技術參數如下：驅動電機功率0.5KW，數量3個；電源頻率50HZ；額定扭矩4177Nm；最大輸出扭矩16200Nm；減速比1：164；變速形式：三級行星變速；最大輸入速度3000rpm/min；單重130kg；產品型號：2

48、T706T3164A03。3）葉片風機的風輪葉片是接受風能的最主要部件。葉片的設計要求有較高地接受風能的翼型、合理的安裝角（或迎風角）、科學的升阻比、葉尖速比和葉片型線扭曲。由于葉片直接迎風并獲得風能，所以要求葉片有合理的結構、采用先進的材料和科學的工藝，以使葉片能可靠地承擔風力、葉片自重、離心力等作用于葉片的各種彎矩和拉力，而且還要求葉片重量輕、結構強度和疲勞強度高、運行安全可靠、易于安裝和方便維護、制造簡單、制造和使用成本低。另外，葉片表面要光滑，以減少葉片轉動時與空氣的磨擦阻力。葉輪是吸收風能的單元，用于將空氣的動能轉換為葉輪轉動的機械能，葉輪的轉動是風作用在葉片上產生的升力導致，要求具

49、有可靠的防雷擊措施。（1）風電葉片的總體要求風電葉片要求有良好的空氣動力學外形，能夠充分利用風電場的風能資源，獲得盡可能多的風能。風電葉片要有可靠的結構強度，具備足夠的承受極限載荷和疲勞強度的能力；風電葉片要有合理的葉片剛度、葉尖變形位移，能夠避免葉片與塔架碰撞；風電葉片要有良好的空氣動力學特性和氣動穩定性，避免發生共振和顫振現象。風電葉片應具有耐腐蝕、防雷擊性能好和維護方便的特點；在進行風電葉片設計時，要優化結構設計，盡可能減輕葉片重量，降低制造成本。（2）葉片結構葉片根部材料一般為金屬結構，外殼材料一般為玻璃鋼，葉片龍骨（加強筋或加強框）一般為玻璃纖維增強復合材料或碳纖維增強復合材料。葉片

50、的制造工藝主要包括：陽模翻陰模鋪層加熱固化脫模打磨表面噴漆等。設計的重點包括：葉型的空氣動力學設計及強度、疲勞、噪聲設計和復合材料鋪層設計。（3）葉片結構設計的要點葉片是風力發電機組最關鍵的部件，葉片外形的設計涉及到機組能否獲得所設計的功率。葉片的疲勞強度十分突出，由于它即要承受較大的風載荷，同時又是在地球引力場中運行，重力變化相當復雜，在葉片的強度設計中，要充分考慮所用材料的疲勞特性。首先要了解葉片所承受的力和力矩以及在特定的運行條件下負載的狀況，其次要考慮葉片的最大受力部位，在這些位置負載很容易達到材料承受極限。4）葉片運行環境條件安裝地點：運行溫度：環境溫度：戶外氣候條件相對濕度：工作壽

51、命：內陸地區-30C+50C-45C+55C露天，風場15%90%20年3、系統參數葉片數目：3旋轉方向（面向風輪）：順時針功率控制：變槳風輪俯仰角：5轉速范圍：8.2316.8RPM額定轉速：15RPM切入風速：3.0m/s切出風速：25.0m/s（10min平均值）30.0m/s（3s平均值）葉尖速比：9.5額定風速：10.8m/s極限風速：52.5m/s（50年一遇3s陣風）47.6m/s（1年一遇3s陣風）42.5m/s（50年一遇10min平均風速）（5）葉片設計技術參數風力等級：TC3A額定功率：2000kW葉片長度：45.28m最大弦長：3.583m總扭角：16所用葉形：Aero

52、dyn系以及修正過的NACA系列翼形葉片重量（不含螺栓等）：8734kg(3%)葉尖預彎：1.878m最高氣動效率CpmaX0.486一階固有頻率，揮舞方向：0.68-0.76Hz一階固有頻率，擺動方向：1.24-1.37Hz葉片尖部至葉根防雷裝置電阻值：0.8-0.9，彎曲強度安全系數SF1.3-1.5。對于構件的極限強度設計，要求表面接觸載荷安全系數SH1.15-1.2,彎曲強度安全系數SF2。偏航減速箱的結合面間需要設計良好的密封，并嚴格要求結合面形位與配合精度，以防止潤滑油的滲漏。偏航軸承是保證機艙相對塔架可靠運動的關鍵部件，采用滾動體支撐的軸承，要求軸承部件有較高的承載能力和可靠性，

53、可同時承受風電機組幾乎所有運動部件產生的軸向力、徑向力和傾翻轉矩等載荷?？紤]到風電機組的運行特性，此類軸承需要承受載荷的變動幅度較大，對在動載荷條件下滾動體的接觸和疲勞強度設計要求較高，同時在極限載荷的作用下，滾動體的接觸應力分析也是保證勘可靠工作的設計因素之一。對偏航制動器的基本要求是保證風電機組在額定負載下的制動轉矩穩定，所提供的阻尼轉矩平衡，且制動過程中沒有異常噪聲。制動器在額定負載下制動時，制動襯墊和制動盤的貼合面積不小于設計面積的50，制動襯墊周邊與制動鉗體的配合間隙不大于0.5mm。制動器設有自動補償機構，以便在制動襯塊磨損時進行間隙的自動補償，以保證制動轉矩和偏航阻尼轉矩的要求。

54、2）偏航系統的設備結構偏航操作裝置主要由偏航軸承、傳動、驅動與制動等功能部件或機構構成。偏航系統的運行速度較低，要求要有足夠的安裝空間和較大的載荷能力。偏航操作裝置安裝于塔架和主機架之間，采用滑動軸承實現主機架軸向和徑向的定位與支撐，設計有四組偏航操作裝置實現偏航的操作。在偏航系統的設計中，大齒圈與塔架固定連接，在齒圈的上表面、下表面和內圈表面分別裝有復合材料制作的滑動墊片，通過固定齒圈與主機架運動部位的配合，構成了主機的軸向和徑向支撐。在主機架上安裝主傳動鏈部件和偏航驅動裝置，通過偏航滑動軸承實現與大齒圈的連接和偏航傳動。當需要隨風向改變風輪位置時，通過安裝在驅動部件上的小齒輪與大齒圈的嚙合

55、，帶動主機架使機艙旋轉，并使風輪對準風向。為保證風電機組的穩定性，偏航系統需要設置制動器，其結構形式為液壓鉗盤式制動器，制動的環式制動盤安裝于塔架上。制動器的制動盤材質要求具有足夠的強度和韌性，能在風電機組壽命期內，制動盤主體不出現疲勞失效和損壞。制動鉗由制動鉗體和制動襯塊組成，鉗體通過高強度螺栓連接于主機架上，制動襯塊由專用的耐磨材料制成。3）偏航系統各部件功能偏航電機：結構為電磁制動三相異步電動機，并在此結構基礎上附加一個直流電磁鐵制動器。電磁鐵的直流勵磁電源由設置在電機接線盒內的整流裝置供給，制動器具有手動釋放裝置。當偏航系統工作時，電磁剎車通電，剎車被釋放進行偏航轉動。當偏航系統停止工

56、作時，電磁剎車斷電，制動器將剎車盤剎死，同時電機鎖死。附加的電磁剎車手動釋放裝置，在需要時可將手柄抬起進行剎車釋放。偏航減速器：采用四級行星減速機構，壽命長、功率大，體積小。行星齒輪使負載均勻分布，經磨制的齒輪表面可使噪音減少到最小。偏航軸承：采用四點接觸球面軸承。風機機艙通過偏航軸承可以在360范圍內轉動進行跟蹤風向。偏航軸承采用外齒圈結構。偏航制動器：風電機組采用5臺制動器，每臺制動器由上下兩個閘體組成。剎車閘為液壓卡鉗形式，在偏航剎車時，由液壓系統提供140160bar的系統壓力，使剎車片緊壓在剎車盤上，提供制動力。在風機偏航時保持2025bar的余壓，產生一定的阻尼力矩，使偏航運動更加

57、平穩，減小機組振動。4）偏航減速機技術參數驅動電機功率5.5KW，數量4個；電源頻率50HZ；額定扭矩33000Nm；最大輸出扭矩102650Nm；減速比1：1335.5變速形式：四級行星變速；最大輸入速度1440rpm/min；單重570kg；防護等級：IP55；產品型號：MT712T027。4、液壓系統風電機組液壓系統的主要作用是為風機的各種剎車系統提供液壓動力，通常也叫做液壓剎車系統。液壓剎車系統是控制風電機組的剎車狀態，包括轉子制動狀態和偏航制動兩部分。液壓泵站的動力源是電動機。機組正常運行時，電動機帶動柱塞泵旋轉，把油箱內的油泵送到管路中，相應的換向閥得到指令后開始動作，其中一路壓力

58、油推動高速軸制動器的油缸，使轉子處于松剎狀態，另一路壓力油推動偏航制動器的油缸使偏航制動。當系統壓力達到設定值后，液壓泵停止工作，蓄能器在系統壓力的作用下起到一定的補壓和穩壓作用。系統油路中并聯了高精度壓力傳感器，當系統壓力降低到設定值時，可以觸發油泵再次啟動給系統進行補壓，以使系統壓力保持在一定的范圍之內。風機高速軸還配有手動打壓裝置，在不啟用油泵時，也能通過手動給油泵向高速軸剎車系統油路供油打壓，同時換向閥也可通過手動方式控制其閥位來實現閥門的開關。因高速軸剎車只有在變槳系統故障時才動作，平時很少啟動使用，而由于風向變化和電纜扭轉的原因，偏航剎車的開啟比較頻繁。當偏航系統需要偏航對風時，偏

59、航電磁換向閥得電，偏航制動器油缸內的壓力油通過背壓閥回油箱，由于系統存在一定的背壓，偏航時機構運行比較平穩，當系統需解纜時，偏航電磁換向閥開啟，此時偏航油路的壓力全部卸完，這樣可以減小偏航剎車片的磨損。液壓系統主要構成部分：由液壓泵站、電磁元件、蓄能器、聯結管路等組成，各部件均采用特殊的材料和密封元件組成，完全適應風砂和鹽霧腐蝕環境。液壓系統主要部件有：蓄能器、偏航余壓閥、壓力表、空氣過濾器、手動閥、油位計、手動泵、放油球閥、壓力繼電器、電磁閥、安全閥等。1）液壓系統各主要部件原理說明（1）偏航液壓控制：通過提供工作壓力和釋放壓力控制偏航制動器的制動和釋放。在無需對風及停機時提供制動壓力，使機

60、艙不發生相對塔架轉動。在偏航對風、解纜、側風偏航時，液壓系統需要將制動器處于釋放狀態，同時保證制動器內留有較小的制動壓力，以便偏航系統在較小阻力下工作，能使機組偏航時整機平穩無沖擊地轉動。（2）風機轉子液壓制動控制：通過提供系統工作壓力和釋放壓力，控制轉子制動器的制動與釋放。（3）手動泵：主要實現系統在斷電的情況下，提供應急能源，使偏航系統正常工作。2）液壓系統技術要求液壓系統必須滿足用于驅動1臺主軸制動器和5臺偏航制動器的正常工作。2）環境溫度要求乙方設計制造的液壓系統必須滿足甲方的常溫型和低溫型兩種風機的要求。常溫型風機的機艙內運行溫度范圍：工作環境溫度-10+50C；生存環境溫度-20+