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近來，德國Hessen市Siegbach鄉的風力發電場新安裝的3臺風力發電機組開始發電了。這些風力發電機組的投產運行使得鄉鎮6400戶家庭開始了對可再生能源的利用。為了保證風力發電機組在變化多端的氣候環境中正常發電，發電場所使用的技術設備也是由Hessen本地的Rittal公司和Hailo公司提供的。

Hessen市中部地區Siegbach風力發電場最高的風力發電機組從底部到葉片頂尖的高度高達190m。這些風力發電機組是Nordex公司最新安裝在該風電場的2.5MW風力發電機，已開始了并網發電。每年它們能夠發出的電量高達1600000kw.h，保證了當地大約6400戶家庭的全年用電量。這些風力發電機組內部使用的技術設備也是Hessen本地生產的設備。從風力發電機組塔筒下部的基礎到塔架頂端的機艙，Rittal公司研發生產的電氣控制柜對風力發電機組中使用的裝備提供了種種安全保護，從而保證了風力發電機安全、可靠、順利地完成發電任務。這些電氣控制柜所要達到的要求很高，它們需承受非常強烈的震動和極大的溫度變化。

風機機艙中的維護和保養采用了最現代化的新技術。這樣的風機高度是不能靠爬梯子上去的，因此在風機塔筒中建造了專門的維修電梯和安全梯。它們的安全防護裝置、防墜落裝置也是由Hessen本地Hailo公司生產、制造和安裝的。Nordex公司電力能源部門的領導人Thomas Brix先生說：“作為風力發電機組的生產廠家，我們不僅在內部設備的功能和可靠性方面給予了高度的關注，同時也很重視安裝快捷、易于維護保養等方面。這是Rittal和Hailo公司提供的產品所給予的保障。”

圖1  Siegbach風力發電場中2.5MW的發電機組，從塔筒底部到葉片頂部的總高度達190m。每年的發電量可達1600000kw.h，保證了當地大約6400戶家庭的全年用電量

系統平臺提供高靈活性

風力發電機組是把機械能轉化為電能的機械設備。它除了發電機、驅動軸和變速箱之外還必須有許許多多的電氣部件，例如變頻器、控制系統、安全保護系統、以及通訊系統和監控系統等。在Siegbach風力發電場中，這些電氣部件都集中安裝在Rittal公司研發生產的TS 8型電氣控制柜中。Rittal公司負責可再生能源行業的大客戶經理Jan Oliver Kammesheidt先生說：“可再生能源，尤其是風能，是我們的一個重要經營領域，而且是一個國際性的市場領域。”

借助于大量配件系統和各個方向的并柜性能，即隨時可以在各個方向補充安裝新的電氣柜、且非常節約安裝空間的性能，使得Rittal公司研發生產的TS 8控制柜系統成為具有極好安裝靈活性的基礎平臺。不同的環境調節方案，例如冷卻器和熱交換器系統等，也都可以簡單、方便地按照使用要求集成到這所謂的“Rittal系統”之中。

圖2  塔筒內部的高度達140m。Rittal公司生產的電氣控制柜對電氣部件進行了有效的安全保護，保證了綠色電力的生產。Hailo公司生產的電梯能夠安全、快捷地把維修技術人員送到風機機艙中去

每一個新安裝的風力發電機組塔筒下方都有5個TS 8電氣控制柜。這些電氣控制柜的主要任務是向電網饋電、作為通訊用的Scada服務器和整個風力發電機組的監控系統等。空氣調節使用的是Rittal公司生產的TopTherm冷卻設備——可以在風力發電機組中作為頂掛和壁掛使用的空調機。還有相應的無需使用安裝工具就可以安裝的空氣過濾設備。由于風力發電機組常常在低溫環境下工作，常會出現冷凝水的風險，因此電氣控制柜中都附加了加熱裝置。

3個TS 8電氣控制柜需要使用變頻器和相應的輔助設備。它們保障了三相異步電動機與電網電流的同步。在傳輸電力時，利用變壓器把風力發電機組的690V電壓提高到20kV。風力發電機組內部的電力傳輸使用的是Rittal公司生產的一種易于安裝使用的、1000～4000A的Maxi PLS匯流排系統。匯流排和匯流排支架的間距模式在現有系統技術中安裝起來非常準確、簡單、快捷。

圖3 機艙中的變頻器可靠地安裝在Rittal公司生產的TS 8型控制柜中，利用橡膠減震墊隔離了上、下部分運動和震動帶來的不利影響

其他兩個電氣控制柜中，一個安裝著在風力發電機組之間通訊用的Scada服務器，另一個安裝著風力發電機組監控器和對溫度、風速等進行監控的設備。在風速為3～3.5m/s時，這些監控用控制柜會自動啟動，對風力發電機組的工作狀態進行監控。機艙中的4臺偏航控制電動機保證了槳葉面對風向旋轉，并保證了葉片調整到最適合發電的角度。

浮動連接的TS 8電氣控制柜

風機機艙是整個風力發電機組的核心部件，在Siegbach風力發電場中的塔筒高度達140m。機艙里還安裝有偏航電動機的變頻器、各種控制器和安全保護裝置以及一臺變壓器，用以保證可以按需將電壓由690V調至400V。這些電氣部件都被可靠地安裝在了Rittal公司的TS 8電氣控制柜中。機艙內部設備經常有相對運動和震動，因此它們都用橡膠減震墊安裝在鋼制支架上。

圖4  借助于大量配件系統和各個方向的并柜性能，TS 8控制柜系統具有極好安裝靈活性的基礎平臺

當風力發電機組的工作狀態處在必須“緊急制動”的情況時，電氣控制柜所受到的負荷最大。因此，在風力發電機組運行過程中不允許出現“緊急制動”，它會使機艙產生很大的抖動。電氣控制柜的浮動支撐、本身的高質量和系統部件保證了風力發電機組的可靠運行。此外，Rittal公司還通過提供抗地震套件對電氣柜進行了增強加固，可以選擇不同材料來制造機艙中所使用的電氣柜。

在HusumWind展覽會上，Rittal公司全面展示了他們適用于風力發電機組中的產品，從塔筒到機艙，再到輪轂，其中的高新技術產品就是最新研發的Pitch機艙殼和機艙用電氣控制柜。