1、1 1金風2.5MW機組安全保護系統授課： *編訂： 孫偉修改：*金風大學運維學院2014年7月29日課程內容：一、風力發電機組安全鏈的控制原理介紹；二、機組安全系統的結構；三、安全鏈中的各個節點及其動作原理；四、安全繼電器及其使用。 安全鏈是獨立于機組PLC控制系統的硬件保護措施。采用反邏輯設計，將可能對風力機組造成嚴重損害的故障節點串聯成一個回路：緊急停機按鈕（塔底主控制柜）、發電機過速模塊的1和2、扭纜開關、來自變槳系統安全鏈的信號、緊急停機按鈕（機艙控制柜）、振動開關、到變槳系統的安全鏈信號、PLC急停信號。一旦其中一個節點動作，將引起整條回路斷電，機組進入緊急停機過程，并使主控系統和

2、變流系統處于閉鎖狀態。如果故障節點得不到恢復，那么整個機組的正常的運行操作都不能實現。同時，安全鏈也是整個機組的最后一道保護，它處于機組的軟件保護之后。安全系統由符合國際安全標準的安全繼電器和硬件開關節點組成，它的實施應用使機組更加安全可靠。 目前金風所有的風力發電機組都有這樣一套安全鏈保護系統。一、風力發電機組安全鏈的控制原理介紹二、機組安全系統的結構變槳系統與主控系統安全鏈的關系 從上圖我們可以看出，變槳系統通過每個變槳柜中的21K8繼電器的觸點來影響主控系統的安全鏈，而主控系統的安全鏈是通過每個變槳柜中的24K7繼電器的線圈來影響變槳系統。變槳的安全鏈與主控的安全鏈相互獨立而又相互影響。

3、當主控系統的安全鏈上的緊急停機按鈕、PLC緊急停機、葉輪過速、振動開關等節點（不包括紐纜開關）動作斷開時，安全繼電器線圈失電斷開變槳系統中三個24K7線圈的電源，變槳系統進入到緊急停機的模式，迅速向90度順槳；當變槳系統出現故障（如變槳變頻器OK信號丟失、90度限位開關動作等）時，變槳系統切斷21K8 繼電器上的電源，21K8 繼電器的觸點斷開，使安全鏈來自變槳的繼電器-123K10 線圈失電，其觸點斷開，主控系統的136K2安全繼電器斷電。同時，每個變槳柜中的24K7繼電器的線圈失電觸點斷開，變槳系統中沒有出現故障的葉片的控制系統進入到緊急停機的模式，迅速向90度順槳。這樣的設計使安全鏈環環

4、相扣，能最大限度的對機組起到保護作用。二、機組安全系統的結構三、安全鏈中的各個節點及其動作原理3.1 扭纜開關 扭纜開關被安裝在機艙中的偏航扭纜計數器（凸輪計數器）中。偏航扭纜計數器里面掛載凸輪微動開關，而且由凸輪與微動觸點之間的距離可以計算出凸輪觸動觸點時機組的偏航行程，所以把偏航扭纜計數器凸輪微動開關串接到機組的安全鏈里作為機組的扭纜的最后一道安全保護。三、安全鏈中的各個節點及其動作原理圖紙位置三、安全鏈中的各個節點及其動作原理3.2 振動開關 振動開關監測的是機組的機艙的振動擺幅，同時也是機組振動的最后一道保護，其開關觸點被串接在機組的安全鏈回路里。常見的振動開關有擺錘式和鏈球式兩種。

5、2.5兆瓦機組中使用的是擺錘式振動開關。擺錘式振動開關由一個安裝在微動開關上的擺針及重錘組成，重錘按照機組擺動幅度的保護數值被固定在擺針的合適位置上。當機組因振動出現較大幅度的擺動時，擺錘帶動擺針晃動，使微動開關動作引起機組的緊急或安全停機。機組重新啟動時，擺錘必須回到豎直位置。 三、安全鏈中的各個節點及其動作原理圖紙位置三、安全鏈中的各個節點及其動作原理3.3 發電機/葉輪過速1和過速2 在2.5兆瓦風機過速保護上使用 Overspeed 模塊判斷電機轉速是否超過設定保護值。若電機轉速超過設定保護值，則模塊將斷開內部的保護觸點。該觸點信號在串聯在系統安全鏈內，從而導致系統安全鏈動作機組保護停

6、機，從而達到電機過速保護的目的。 三、安全鏈中的各個節點及其動作原理圖紙位置三、安全鏈中的各個節點及其動作原理過速保護值設定 過速模塊的轉速保護閾值可供用戶自由設定，設定方式采用撥碼開關，產品線路板上有一組撥碼開關S1、S2、S3、S4、S5、S6（如圖所示，其中S6不使用），通過設置5個撥碼開關的ON（對應邏輯1）和OFF（對應邏輯0）來設定保護轉速值。三、安全鏈中的各個節點及其動作原理三、安全鏈中的各個節點及其動作原理3.4 緊急停機按鈕三、安全鏈中的各個節點及其動作原理圖紙位置（機艙急停按鈕、PLC緊急停機）圖紙位置（主控柜急停按鈕）三、安全鏈中的各個節點及其動作原理四、安全繼電器及其使用四、安全繼電器及其使用菲尼克斯PSR-ESM4型安全