在方案設(shè)計(jì)階段，應(yīng)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)方案框架內(nèi)建立其運(yùn)行管理，以使系統(tǒng)運(yùn)行最佳化，并且保證萬一發(fā)生故障時(shí)，仍能使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組保持在安全狀態(tài)。 通常，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行管理由控制系統(tǒng)執(zhí)行。氣程序邏輯應(yīng)保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在規(guī)定的條件下能有效、安全和可靠地運(yùn)行。  

   


1、過速保護(hù)系統(tǒng)：
   此風(fēng)機(jī)過速保護(hù)系統(tǒng)包括硬件過速和軟件過速
   硬件過速是在風(fēng)機(jī)控制柜中設(shè)有過速繼電器WP2035，它的整定值跟低速軸前端得脈沖信號(hào)緊密聯(lián)系，如果前端脈沖信號(hào)為8那么它的整定值為0404（4.0HZ/4S平均）如果前端脈沖信號(hào)為4那么它的整定值為0208（2HZ/8S）。在調(diào)試的過程中為了測(cè)試過速繼電器，繼電器的設(shè)置必須降到0.5HZ。隨后，風(fēng)機(jī)通過手動(dòng)變槳調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到了0.5HZ，安全鏈開啟并且釋放狀態(tài)嗎“過速繼電器”。測(cè)試后，過速繼電器一定要再次設(shè)置到4HZ，平均=4。 軟件過速是在控制系統(tǒng)中設(shè)有故障邏輯控制。如果風(fēng)大于1290rpm時(shí)風(fēng)機(jī)就會(huì)通過軟件報(bào)312、315故障導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停機(jī)、安全鏈斷開槳葉變?yōu)轫槝恢谩Ｔ谡{(diào)試的過程中測(cè)試WP3100的過速1，在“參數(shù)運(yùn)行控制器”下：狀態(tài)315設(shè)置為300RPM，手動(dòng)變槳調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的速度，當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到300RPM/Min時(shí)風(fēng)機(jī)會(huì)風(fēng)機(jī)過速1故障而停機(jī)。 風(fēng)機(jī)過速保護(hù)系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)安全設(shè)計(jì)中考慮要最全面的安全系統(tǒng)，所以如果風(fēng)機(jī)真過速硬件過速和軟件過速都必須要?jiǎng)幼鲗?dǎo)致安全鏈斷開來保護(hù)風(fēng)機(jī)。  
2、主電網(wǎng)保護(hù)
   從箱變到風(fēng)機(jī)是由三相五線制240平方和185平方的電纜連接而成。下面是對(duì)主電網(wǎng)的要求，如果有一項(xiàng)沒有達(dá)到要求值風(fēng)機(jī)就會(huì)因報(bào)電網(wǎng)故障而停機(jī)。
a、L1-L2-L3三相的相位為120°±
6°
b、L1-L2-L3三相電流對(duì)稱，
<或>50A 延時(shí)時(shí)間為0.8S
c、L1-L2-L3三相電壓對(duì)稱，最大值為
690V*1.08，最小值為690V*0.94，延時(shí)的時(shí)間為5*20S
d、電網(wǎng)的頻率為
50HZ±1HZ，延時(shí)的時(shí)間為5*20S
e、電網(wǎng)的最大電流為
2000A  
3、發(fā)電機(jī)短路保護(hù)   發(fā)電機(jī)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分，然而發(fā)電機(jī)的短路保護(hù)也是風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的重要組成部分。它由一個(gè)總的短路保護(hù)器控制。主要的保護(hù)功能有以下幾點(diǎn)：
   a．過電壓保護(hù)  
     系統(tǒng)運(yùn)行中，不管并網(wǎng)以否當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓連續(xù)高于設(shè)定過壓保護(hù)值
690*（1+2%）V一定時(shí)間（0.05S）時(shí)，保護(hù)器判為“過壓”故障。保護(hù)器都發(fā)出常規(guī)“跳閘”命令，“故障” 繼電器動(dòng)作，同時(shí)發(fā)出常規(guī)告警信號(hào)（斷續(xù)蜂鳴告警聲、故障指示燈亮），數(shù)碼顯示自動(dòng)切到電壓值顯示狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示此時(shí)的電壓值，同時(shí)電壓指示燈閃爍。延時(shí)（參數(shù)12）設(shè)定的一段時(shí)間后，如發(fā)電機(jī)電壓恢復(fù)正常，則解除告警信號(hào)，繼電器斷開，退出故障狀態(tài)。 注意：任何故障狀態(tài)都可以人工提前退出，按一下《參數(shù)》鍵（即使沒有進(jìn)入?yún)?shù)狀態(tài)也一樣）幾秒后即退出故障狀態(tài)，用《增》、《減》鍵可以解除蜂鳴告警聲，但不能提前退出故障狀態(tài)。

b．過電流保護(hù)
   并網(wǎng)運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)三相電流中最大一相電流連續(xù)大于設(shè)定過流設(shè)定值
2500A（110%～150%Ie）一定時(shí)間（0.06S）時(shí)，保護(hù)器判為“過流”故障，發(fā)常規(guī)“跳閘”命令和常規(guī)告警信號(hào)，“故障” 繼電器動(dòng)作。數(shù)碼顯示自動(dòng)切到電流值顯示狀態(tài)，顯示跳閘時(shí)刻的電流值，同時(shí)電流指示燈閃爍。延時(shí)設(shè)定的一段時(shí)間后，自動(dòng)解除告警信號(hào)，退出故障狀態(tài)。同樣可以人工提前退出故障狀態(tài)。過流保護(hù)也是反時(shí)限控制，在設(shè)定的過流延時(shí)跳閘時(shí)間的基礎(chǔ)上，保護(hù)器根據(jù)“溫升相等”原則自動(dòng)修改過流動(dòng)作時(shí)間，過流越大，則保護(hù)動(dòng)作也越快。  
   c．過速保護(hù)（飛車保護(hù)）  
      過速（飛車）保護(hù)同樣分
“并網(wǎng)”前和“并網(wǎng)”后，“并網(wǎng)”前過速我們通常叫“飛車”，在系統(tǒng)甩負(fù)荷以及保護(hù)跳閘后,原動(dòng)機(jī)能量來不及關(guān)小，發(fā)電機(jī)可能出現(xiàn)飛車現(xiàn)象。“并網(wǎng)”前當(dāng)本保護(hù)器確認(rèn)發(fā)電機(jī)頻率（轉(zhuǎn)速）超過設(shè)定值（51.0HZ～75.0HZ）時(shí)判為“飛車”故障，發(fā)常規(guī)告警信號(hào)，同時(shí)“故障” 繼電器動(dòng)作（不是用來“跳閘”，而是用來向外界報(bào)警）。 “并網(wǎng)
”后，在某些小型電網(wǎng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可能不穩(wěn)定，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速大于過速設(shè)定值（50.5HZ～55.0HZ）時(shí)保護(hù)器判為“過速” 故障，發(fā)常規(guī)“跳閘”命令和常規(guī)告警信號(hào)。故障其它處理與“并網(wǎng)”后“低速” 故障處理一樣。  
   d．欠壓保護(hù)  
      發(fā)電機(jī)電壓連續(xù)低于設(shè)定欠壓保護(hù)值時(shí)，保護(hù)器判為
“欠壓”狀態(tài)。并網(wǎng)前“故障”繼電器不動(dòng)作，但發(fā)出常規(guī)告警信號(hào)，在沒有其它故障時(shí)，數(shù)碼顯示自動(dòng)切到電壓值顯示狀態(tài)，電壓指示燈閃爍。發(fā)電機(jī)電壓正常后，自動(dòng)退出故障狀態(tài)。并網(wǎng)后，如果參數(shù)01選擇為欠壓需要跳閘（LUYY）時(shí)，那么欠壓象過壓一樣處理，發(fā)常規(guī)“跳閘”命令和常規(guī)告警信號(hào)，進(jìn)入故障狀態(tài)。如果參數(shù)01選擇為欠壓不需要跳閘（LUNO）時(shí)，那么欠壓保護(hù)跟并網(wǎng)前一樣僅發(fā)出常規(guī)告警信號(hào)。另外欠壓保護(hù)可以關(guān)閉，當(dāng)欠壓設(shè)定選擇低于額定電壓690V的50%時(shí)（49%）關(guān)閉此功能。  
   e．過載保護(hù)  
      并網(wǎng)運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)三相電流中最大一相電流連續(xù)大于過載設(shè)定值
2500A延時(shí)0.05時(shí)，保護(hù)器判為“過載”故障，過載繼電器動(dòng)作同時(shí)發(fā)出常規(guī)告警信號(hào)，通知現(xiàn)場人員發(fā)電機(jī)過載了，數(shù)碼顯示自動(dòng)切到電流值顯示狀態(tài)，同時(shí)電流指示燈閃爍。當(dāng)參數(shù)02選擇為過載不需要跳閘（LLNO）時(shí)，“故障”繼電器不動(dòng)作。  
   f．短路保護(hù)  
      當(dāng)發(fā)電機(jī)三相電流中最大一相電流達(dá)到短路設(shè)定值
2500A時(shí)，保護(hù)器判為短路故障，故障繼電器立即動(dòng)作，其它處理與過流故障類似。注意電流顯示值為跳閘前的電流值。  
   g．低速保護(hù)  
     “并網(wǎng)
”前，低速不保護(hù)?！安⒕W(wǎng)”后，在某些小型電網(wǎng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可能不穩(wěn)定，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于低速設(shè)定值（45.0HZ～49.5HZ）時(shí)保護(hù)器判為“低速” 故障，發(fā)常規(guī)“跳閘”命令和常規(guī)告警信號(hào)，“故障” 繼電器動(dòng)作。數(shù)碼顯示自動(dòng)切到頻率值顯示狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)時(shí)的頻率值，同時(shí)頻率指示燈閃爍，延時(shí)設(shè)定的一段時(shí)間后，如果發(fā)電機(jī)沒有轉(zhuǎn)為“飛車”則自動(dòng)退出故障狀態(tài)。同樣可以人工提前退出故障狀態(tài)。低速保護(hù)功能可以選擇參數(shù)03為取消低速保護(hù)（Fd–）去除。   4、振動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)
   所有的機(jī)械運(yùn)動(dòng)都會(huì)有振動(dòng)，風(fēng)機(jī)也是如此。在上海電氣的1.25WM風(fēng)機(jī)里面專門的裝有WP4084振動(dòng)傳感器。在調(diào)試期間，應(yīng)檢查振動(dòng)開關(guān)的彈簧線上的平衡塊安裝在頂部右側(cè)，在所以的葉片都驅(qū)動(dòng)至88度位置撥動(dòng)振動(dòng)開關(guān)，導(dǎo)致安全鏈斷開從而風(fēng)機(jī)停機(jī)。在風(fēng)機(jī)控制器WP4084通道1的值≧0.060G時(shí)風(fēng)機(jī)會(huì)報(bào)警，延時(shí)25S，如果超過這個(gè)值和時(shí)間就會(huì)報(bào)警。如果WP4084通道1的值顯示≧0.090G，延時(shí)10S，那么風(fēng)機(jī)就會(huì)因振動(dòng)過大而停機(jī)。  
5、緊急停機(jī)保護(hù)
   緊急停機(jī)保護(hù)顧名思義是由緊停開關(guān)來控制的，在此上海電氣1.25MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙和塔底都設(shè)有緊停開關(guān)。緊停的作用就是派在風(fēng)機(jī)發(fā)生特大事故的時(shí)候用，當(dāng)拍下緊停開關(guān)后8±
2S風(fēng)機(jī)立馬停機(jī)。  
6、功率
   當(dāng)功率高于風(fēng)機(jī)額定值1350*（1+5%）時(shí)，風(fēng)機(jī)也會(huì)自動(dòng)停機(jī)。    
7、風(fēng)速
   上海電氣1.25MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切入風(fēng)速為3.5m/s，切出風(fēng)速為25m/s。  
8、溫度保護(hù)
   風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中各個(gè)傳動(dòng)部件、冷卻系統(tǒng)、控制部件如果超過正常工作額定溫度值時(shí)也會(huì)使得風(fēng)機(jī)停機(jī)。主要部件的溫度參數(shù)如下： a、齒輪箱前軸承后軸承溫度不得超過90° b、發(fā)電機(jī)前軸承后軸承溫度不得超過90° c、液壓油最低不能小于8°、最高不能大于80° d、齒輪油最低溫度不能小于3°、最高不能大于75° e、發(fā)電機(jī)和齒輪箱冷卻水溫度不能超過75° f、變頻器冷卻水溫度不能超過45° g、機(jī)艙內(nèi)溫度最低不能低于—20°、最高不能大于50° h、發(fā)電機(jī)定子溫度最高不能高于135°  
9、剎車狀態(tài)保護(hù)
   風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中剎車有偏航剎車、高速軸剎車
   當(dāng)偏航剎車的壓力小于20bar延時(shí)10S或是壓力大于100bar延時(shí)10S都會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)保護(hù)停機(jī)，正常的偏航剎車壓力為60-80bar。
   當(dāng)高速軸剎車壓力小于80bar延時(shí)10S時(shí)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)保護(hù)停機(jī)。正常的高速軸剎車壓力為系統(tǒng)壓力135bar。  
10、紐攬保護(hù)
    風(fēng)機(jī)的紐攬保護(hù)是由紐攬開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，沒一次偏航紐攬計(jì)數(shù)器都將計(jì)數(shù)并計(jì)算角度存入主控中。 當(dāng)風(fēng)機(jī)紐攬角度大于或是等于1000°時(shí)風(fēng)機(jī)將停機(jī)強(qiáng)制解纜。 當(dāng)風(fēng)機(jī)紐攬角度大于或是等540°且風(fēng)速小于3.0m/s時(shí)會(huì)停機(jī)并且自動(dòng)解纜  
11、風(fēng)向保護(hù) 等主風(fēng)向和機(jī)艙位置相差15°，風(fēng)機(jī)將偏航，如果沒有偏航風(fēng)機(jī)就會(huì)報(bào)734（機(jī)艙和風(fēng)向不一致）故障。累計(jì)報(bào)5次重復(fù)故障也將導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停機(jī)。   風(fēng)力發(fā)電機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般要考慮下列要求： a) 應(yīng)確定觸發(fā)保護(hù)系統(tǒng)的限制值，使得不超過設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的極限，而且不會(huì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組造成危險(xiǎn)； b）控制系統(tǒng)的功能應(yīng)服從保護(hù)系統(tǒng)的要求； c) 保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)有較高的優(yōu)先權(quán)，至少應(yīng)能啟用兩套剎車系統(tǒng)，一旦由于偏離正常使用值而觸發(fā)保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)立即執(zhí)行其功能，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組保持在安全狀態(tài)（通常是借助風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配置的所有剎車使風(fēng)輪減速）； d) 如果保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng)過，則在每種情況下都要求排故。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的這些重要系統(tǒng)必須考慮適當(dāng)?shù)某劣? a ）在方案中，保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)與控制系統(tǒng)完全分開； b ）保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)至少能啟用兩套各自完全獨(dú)立的剎車系統(tǒng)； c ）在系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)階段應(yīng)嚴(yán)格避免“共因故障”

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文章名稱：《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)系統(tǒng)》

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