|
Elektrownia wiatrowa GE Wind Energy 1.5SL
Elektrownia wiatrowa GE Wind Energy
1.5SL o mocy 1.5MW - wirnik 77m
Elektrownia wiatrowa GE Wind Energy 1.5S o mocy 1.5MW - wirnik
70m
Pliki w formacie pdf dostępne na serwerze.
Opis elektrowni wiatrowej
Elektrownia wiatrowa GE Wind Energy 1.5SL
jest elektrownią wiatrową o zmiennej prędkości obrotowej, z pełną
regulacją kąta natarcia łopat i rozwiniętą konstrukcją trzonu
napędowego. Wał wirnika jest ułożyskowany na przednim łożysku
głównym i w przekładni. Łożysko główne, przekładnia i generator
są zamontowane na ramie podstawowej. W dalszej części zostaną
pokrótce opisane poszczególne podzespoły:
Wirnik
Wirnik zbudowany jest z trzech łopat umocowanych
za pośrednictwem indywidualnych własnych łożysk na żeliwnej piaście.
Regulacja kąta natarcia łopat odbywa się przy pomocy silnika elektrycznego
napędzającego koło zębate wewnętrzne łożyska łopaty. Wirnik jest
umieszczony od strony nawietrznej przed wieżą (jako wirnik nawiewowy).
Średnica całkowita wirnika wynosi 77 m.
W zakresie częściowego obciążenia urządzenie
pracuje ze stałym kątem natarcia łopat i zmienną prędkością obrotową.
Przy prędkościach wiatru przekraczających prędkość znamionową
następuje regulacja mocy przez zmianę kąta natarcia łopat. Silne
porywy wiatru nie sa kompensowane w całości przez regulację położenia
łopat; w tych wypadkach dopuszcza się krótkotrwałe wahania prędkości
obrotowej.
Przekładnia
Przekładnia jest specjalnie zaprojektowaną
przekładnią zębatą walcową planetarną wysokiej mocy o przełożeniu
całkowitym i = 98,3. Przekładnia jest ułożyskowana elastycznie
na ramie podstawowej z boku za pośrednictwem podpory skrętnej
z elementami gumowymi. W toku projektowania szczególny nacisk
położono na zminimalizowanie hałasu.
Układy hamulcowe
Ponieważ regulacja położenia łopat wirnika
działa samoczynnie i niezależnie dla każdej łopaty, może zostać
wykorzystana jako pierwotny i wtórny układ hamulcowy. Dla bezpiecznego
wyhamowania całego urządzenia ze wszystkich stanów pracy wystarcza
ustawienie tylko jednej łopaty w pozycji chorągiewki. Każdy zespół
regulujący położenie posiada buforowanie akumulatorowe w piaście,
dzięki czemu możliwe jest przestawianie łopaty niezależnie od
zasilania z sieci elektrycznej. Na wale szybkobieżnym pomiędzy
przekładnią a generatorem znajduje się dodatkowo hamulec mechaniczny
(tarczowy). Hamulec ten jest jednak uaktywniany tylko przy zatrzymywaniu
ze względów bezpieczeństwa, przy zatrzymywaniu ręcznym oraz w
razie zaniku zasilania z sieci elektrycznej.
Generator
Generator jest skonstruowany jako podwójnie
zasilana maszyna asynchroniczna z uzwojonym wirnikiem, połączoną
z obwodami zewnętrznymi przy pomocy pierścieni ślizgowych. W obwodzie
wirnika znajduje się przetwornica częstotliwości, która podaje
do obwodu wirnika napięcie o regulowanej częstotliwości, dzięki
czemu możliwa jest regulacja prędkości obrotowej w zakresie ok.
ą 30% synchronicznej prędkości obrotowej. W podsynchronicznym
trybie pracy moc przepływa z sieci przez przetwornicę częstotliwości,
obwód wirnika i stojan z powrotem do sieci. Energia mechaniczna
jest doprowadzona do sieci przez stojan, dzięki czemu bilans energii
jest dodatni. W trybie nadsynchronicznym energia mechaniczna jest
dostarczana do sieci przez stojan w stopniu do ok. 80% a reszta
energii przepływa przez obwód wirnika i przetwornicę częstotliwości
do sieci. Dzięki sprzężeniu zwrotnemu pomiędzy przetwornicą częstotliwości
a generatorem następuje dostrojenie częstotliwości generatora
do częstotliwości sieci zarówno w trybie podsynchronicznym jak
i nadsynchronicznym.
Generator jest wykonany w klasie ochronności
IP54. Zapewniono pełną ochronę przed zagrożeniem ze strony ruchomych
części w obrębie korpusu a także przed zbliżaniem się do tych
części. Korpus generatora jest uziemiony. Uzwojenie jest chłodzone
przy pomocy wewnętrznego obiegu chłodzącego z przyłączonym powietrzno-powietrznym
wymienikiem ciepła. Dzięki temu system izolacji wirnika i stojana
nie wchodzi w kontakt z często agresywnym powietrzem zewnętrznym.
Dla celów kontroli temperatury maszyna jest wyposażona w czujniki
temperatury umieszczone w obu łożyskach i w uzwojeniach. Generator
jest sprężyście ułożyskowany na ramie podstawowej za pośrednictwem
elementów dźwiękochłonnych.
System śledzenia kierunku wiatru
Maszynownia jest połączona z wieżą za pośrednictwem
kulowego połączenia obrotowego (łożyska czteropunktowego). Zmiana
położenia maszynowni jest realizowana za pomocą trzech zasilanych
z sieci motoreduktorów wyposażonych w hamulce tarczowe na wale
szybkobieżnym. Moment tarcia wystarczający dla większości stanów
pracy jest przenoszony przez okładziny cierne. Przekraczające
tę wartość momenty dynamiczne są przenoszone przez trzy silniki
hamulcowe. Hamulce są aktywne w stanie bezprądowym. Maszynownia
jest ustawiana w kierunku wiatru przy pomocy motoreduktorów. Czasy
włączenia, czas trwania i kierunek obrotów silnika są regulowane
przy pomocy systemu czujników kierunku wiatru oraz odpowiednie
oprogramowanie. System śledzenia kierunku wiatru zaczyna pracować
już przy prędkości wiatru mniejszej od prędkości włączenia, tzn.
zanim elektrownia będzie w stanie oddawać moc. System jest oprócz
tego wyposażony w urządzenie do odwijania kabla, które automatycznie
odwija kabel w przypadku, gdy elektrownia wiatrowa obróciła się
o więcej niż dwa i pół obrotu w jednym kierunku w następstwie
zmiennego kierunku wiatru.
Maszynownia
Maszynownia jest osłonięta pokrywą z tworzywa
sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym i wyposażona w grubą,
wewnętrzną izolację dźwiękochłonną. Do wnętrzna maszynowni można
wejść z wieży przez luk w ramie podstawowej urządzenia. W maszynowni
i w podstawie wieży znajduje się system sterowania, z którego
można sterować pracą elektrowni wiatrowej. Z maszynowni można
również uruchomić elektrownię wiatrową, wycofać z obszaru działania
wiatru albo przeprowadzić wyhamowanie. Na czas przebywania w maszynowni
można zablokować sterowanie poszczególnych zespołów (systemu azymutowania,
systemu regulacji położenia łopat, hydrauliki) z poziomu podstawy
wieży, do czego służą umieszczone tam wyłączniki serwisowe. Nieumyślnemu
uruchomieniu elektrowni wiatrowej można zapobiec przez wciśnięcie
wyłącznika awaryjnego. Cichobieżność pracy elektrowni wiatrowej
jest zapewniona przez kompletna izolację akustyczną korpusu maszynowni
oraz zastosowanie elementów dźwiękochłonnych w zawieszeniu przekładni
i generatora.
Wieża
Wieża jest skonstruowana jako stożkowa wieża
z rur stalowych złożona z trzech lub czterech (w przypadku wysokości
piasty 96 m i 100 m) segmentów z potrójną powłoką lakierniczą.
Spoiny podlegają stałej kontroli jakości. Zgodnie z obowiązującymi
przepisami BHP (niemieckimi) w wieży znajdują się pomosty montażowe
i dodatkowe podesty spoczynkowe a każda sekcja wieży jest oświetlona.
Umieszczona wewnątrz drabina z odpowiednimi atestowanymi zabezpieczeniami
umożliwia wchodzenie na górę w każdych warunkach atmosferycznych.
W przypadku elektrowni wiatrowych o wysokości piasty 96 m i 100
m oferowana jest winda osobowa. Szafy sterownicze elektrowni wiatrowej
są umieszczone wewnątrz wieży; dzięki temu elektroniczne układy
sterowania i mocy są chronione przed czynnikami atmosferycznymi,
wilgocią, pyłem itp.
Zabezpieczenie antykorozyjne
Wszystkie części urządzenia są zabezpieczone
przed korozją przy pomocy specjalnej powłoki wielowarstwowej.
Podzespoły szczególnie narażone na działanie czynników atmosferycznych,
jak piasta wirnika, są dodatkowo ocynkowane natryskowo.
Zabezpieczenie odgromowe
Łopaty wirnika są wyposażone w sprawdzony
w praktyce system ochrony odgromowej (System GE Wind Energy, LM
albo równoważny). Oprócz tego elektrownia jest chroniona przed
wyładowaniami atmosferycznymi przez uziemienie i ekranowanie oraz
głębokie uziomy.
|