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一种兼容式风力发电机组试验变压器

时间:2017-10-19 9:15:00   来源:本网   添加人:admin

  风能是一种清洁的可再生能源,风力发电是风能利用的主要形式,也是目前可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。利用风能可以调整能源结构,减少温室气体排放,缓解环境污染。在风能资源好的地区,可以作为补充能源,缓解那里的能源急用和电力短缺。由于风力发电机组应用环境的恶劣程度以及对机组20年长寿命、高可靠性和安全性的特殊要求,风力发电机组的重要部件如齿轮箱、发电机等的制造技术成为了风力发电机组的难点。为了提高风电机组关键零部件的测试能力、掌握风电机组的关键测试技术、提高产品风力发电机组质量,大多风电机组制造厂家都建设有大型的风力发电机组试验平台。通过试验平台上得到数据,优化提高风力发电机组的性能,对以后进行新机型或新部件产品的开发和替代提供必要的试验环境和手段。

  目前,在国外,尤其是风力发电行业比较发达的国家都具有类似的大功率试验平台,在试验平台上进行风力发电机组的全功率或者传动链传动试验。试验过程中根据发电机的电压等级需要增加相应的变压器使电网电压通过升压或降压达到发电机定子额定电压等级的要求。国内现有的试验台变压器用法大都比较单一,单纯满足一种机型风力发电机组的试验要求。本方案提供的变压器可以兼容完成6MW双馈风力发电机组传动链传动试验和3MW液力耦合型风力发电机组的全功率试验,更好地节约制造及基建成本并能保证功能的实现。

  1具体实施方式下面将以某大型风力发电机组制造企业的6MW双馈风力发电机组和3MW液力耦合型风力发电机组为例,具体描述该方案的实施方式。根据两种风力发电机组发电机定子的额定电压等级及其运行方式不同,本方案变压器具备两种运行模式,即升压运行模式和降压运行模式。

  目前国内尚无6MW及以上容量的全功率试验平台来满足6MW风力发电机组的全功率试验,为了在风电机组出厂前检验其安装工艺、完善设计,需要进行传动链传动试验。

  此时双馈发电机需要短接转子以电动模式运行,6MW双馈风力发电机组的发电机定子侧额定电压为6.6kV,而额定电网电压为690V,为了满足试验要求需要增加变压器将电压从690V升至6.6kV,并且变压器容量需要大于6MW双馈发电机的启动功率。

  并网开关网侧变流器降压变压器发电机拖动变频器1次额定容量:2000kVA一次额定电压:690V1次额定电流:1674A二次额定容量:2000kVA二次额定电压:6600V二次额定电流:175A高压分接:±5%联接组标号:Ydll(高压Y接)次额定容量:3300kVA一次额定电压:10000V次额定电流:191A二次额定容量:3300kVA二次额定电压:690V二次额定电流:2765A短路阻抗:UK=7%联接组标号:Ydll(高压Y接)升压运行模式下的原理拓扑图此时变压器一次侧连接至电网电压值为690V电源,通过升压变压器后升至6.6kV连接至6MW双馈风力发电机组的发电机,同时为了满足6MW双馈风力发电机传动试验的要求其容量应该大于2000kVA.表1升压运行模式的技术参数风力发电机组全功率试验平台是指在地面上建立针对风力发电机组进行各种型式试验的功率试验平台,该试验平台要求能够达到风力发电机组的额定功率输出。在该试验平台上可以对风力发电机组的齿轮箱、发电机、变流器、控制系统等部件进行全面的试验,检验各部件是否能够达到标准和规范的要求,避免部件质量缺陷;针对风力发电机组初期样机进行设计技术和控制算法验证,促进技术的消化吸收,避免设计缺陷;作为开发平台进行新机型开发或新部件研发替代的性能测试试验;作为系统调试的平台,可以进行调试以及调试运行人员的培训平台;还可以进行后期批量生产时的抽检试验。3MW液力耦合型风力发电机组发电机正常发电运行时其定子侧的额定电压为10kV,为了达到并网要求需要增加变压器使其电压从10kV降至690V以便连接至电网,并且变压器容量应该大于发电机的额定功率。

  此时变压器一次侧连接至3MW液力耦合型风机的定子侧电压值为10kV,通过降压变压器后降至690V连接至降压运行模式下的原理拓扑图电网,为了满足了3MW液力耦合型风力发电机的全功率试验其容量应该大于3300kVA.表2降压运行模式的技术参数2结论此方案变压器能够同时满足6MW双馈风力发电机组传动链传动试验和3MW液力耦合型风力发电机的全功率试验要求,并且将两种运行方式的变压器集成于一体可以大幅度减少变压器室所占空间、减少维护量、减少制造成本。