CN201321949Y - 风力发电机组安全保护装置 - Google Patents

风力发电机组安全保护装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型是一种风力发电机组安全保护装置，机舱和塔基均设有安全处理单元，各保护常闭接点两端分别连接于相应安全处理单元的相应输入端，机舱安全处理单元设有关断变桨电源、关机舱电源和PLC输出控制电源的控制输出端，各输出端分别连接相应执行部件两端，塔基安全处理单元设有关断PLC输出电源控制输出端，该输出端连接于相应执行部件两端，各安全处理单元之间和各安全处理单元与主控PLC之间设有通讯总线。本装置的机舱和塔基两部分标志性常闭接点可以就近连接于各自安全处理单元，有利于降低本装置的故障率。本装置具有失效保护功能。本装置所有故障保护条件均与PLC进行通讯，便于对机组故障点的诊断、调试和维护。

Description

风力发电机组安全保护装置
技术领域
本实用新型属于保护装置，特别是涉及一种风力发电机组安全保护装置。
背景技术
风力发电机组是一套自动调节、无人值守的全自动化设备，在运行过程中有可能出现的超速、扭缆到限、振动过大、超温以及人身事故等，将时刻威胁着设备和人员的安全，因此风力发电机组安全保护装置至关重要。
现有风力发电机组的保护装置基本有以下两种结构形式，一种是采用硬接线搭建形式，即机组各保护部位的标志性常闭接点如机舱部分的超速保护常闭接点、扭缆到限保护常闭接点、振动大保护常闭接点、机舱急停保护常闭接点、变桨急停保护常闭接点、偏航急停保护常闭接点和塔基部分的塔基急停保护常闭接点、变频器急停保护常闭接点等与一接触器线圈相串接。当某一标志性常闭接点分断时接触器线圈失电，其触点信号令机组紧急停机。
上述结构形式存在如下缺陷：1)风力发电机组由机舱和塔基两部分组成，各组成部分均有保护部位，各保护部位标志性常闭接点之间需要专设使之相串接的信号电缆，不仅接线繁琐、信号电缆的出错率高，并且长距离信号电缆不能避免诸如动力电缆干扰、雷电干扰等被引入保护系统，至使保护装置误动作或出现其它故障。2)不便于利用PLC系统监测各标志性常闭接点的状态信息，用户无法得知触发安全系统动作的具体部位，因此其监测性差。3)调试复杂，维护性差。
另一种结构形式是将各保护部位标志性常闭接点的状态信息连接于主控PLC，并由主控PLC输出机组紧急停机指令。
上述结构形式虽然可以弥补前述结构形式存在的用户无法得知触发安全系统动作具体部位的缺陷，但又增加了以下新的技术问题：1)若主控PLC意外死机，安全系统将失控，会使机组处于极度危险状态。2)该设计不符合有关规范的规定，当主控PLC的相应输出模块故障时，安全系统将拒动，使整个安全保护系统失效。
发明内容
本实用新型是为了解决前述两种结构形式的风力发电机组保护装置存在的技术问题而提出一种风力发电机组安全保护装置。
本实用新型为解决前述两种结构形式的风力发电机组保护装置存在的技术问题采取以下技术方案：本安全保护装置包括主控PLC，机舱部分的超速保护常闭接点、扭缆到限保护常闭接点、振动大保护常闭接点、机舱急停保护常闭接点、变桨急停保护常闭接点、偏航急停保护常闭接点和塔基部分的塔基急停保护常闭接点、变频器急停保护常闭接点，其特征在于，机舱部分和塔基部分分别设有安全处理单元，机舱部分和塔基部分各保护常闭接点两端分别经由信号线揽连接于相应安全处理单元的相应输入端，所述机舱部分安全处理单元设有关断变桨400VAC电源控制输出端、关断高速刹车轴电源控制输出端和关断PLC输出控制电源控制输出端，各输出端分别经由信号线揽连接于相应执行部件两端，所述塔基部分安全处理单元设有关断PLC输出电源控制输出端，该输出端经由信号线揽连接于相应执行部件两端，各安全处理单元之间和各安全处理单元与主控PLC之间设有通讯总线。
本实用新型还可以采取以下技术措施：
所述机舱部分和塔基部分的各保护常闭接点分别设置有相应安全处理单元提供的巡检电压，各安全处理单元分别设有巡检电压输出端和反馈输入端。
本实用新型的有益效果和优点在于：本装置的机舱和塔基两部分标志性常闭接点之间不需要专设使之相串接的信号电缆而就近连接于各自安全处理单元，有利于降低本装置的故障率。本装置具有失效保护功能，本装置出现包括安全处理单元在内的任何故障时所有的控制输出将关断，使机组处于安全状态。本装置所有故障保护条件均与PLC进行通讯，便于对机组故障点的诊断、调试和维护。本实用新型具有结构简单、成本较低、能可靠保障机组安全的突出优点。
附图说明
附图1是本实用新型安全保护结构电原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本实用新型。
如图1所示，本安全保护装置包括主控PLC，机舱部分的超速保护常闭接点、扭缆到限保护常闭接点、振动大保护常闭接点、机舱急停保护常闭接点、变桨急停保护常闭接点、偏航急停保护常闭接点和塔基部分的塔基急停保护常闭接点、变频器急停保护常闭接点。由于风力发电机组的机舱/塔基两部分均有保护常闭接点，故机舱部分和塔基部分分别设有安全处理单元，方便保护常闭接点就近接入系统。
机舱部分和塔基部分各保护常闭接点两端分别经由信号线揽连接于相应安全处理单元的相应输入端，每个常闭接点引信号电缆的两根导线分别接到安全系统输入端子一个输入点的2个接线柱上，信号电缆的屏蔽层应合理接地。
机舱部分安全处理单元设有关断变桨400VAC电源控制输出端、关断高速刹车轴电源控制输出端和关断PLC输出控制电源控制输出端，各输出端的2个接线柱分别经由信号线揽的两根导线连接于相应执行部件继电器两端。信号电缆的屏蔽层应合理接地。
塔基部分安全处理单元设有关断PLC输出电源控制输出端，该输出端的2个接线柱经由信号线揽的两根导线连接于相应执行部件继电器两端。信号电缆的屏蔽层应合理接地。
本实施例的机舱部分和塔基部分的各保护常闭接点分别设置互有区别的由相应安全处理单元提供的巡检电压，各安全处理单元分别设有巡检电压输出端和反馈输入端。本实施例各安全处理单元相对于各保护常闭接点分别提供载波频率不同的调制电压，当某一保护常闭接点巡检电压输出与反馈输入不对应时，安全处理单元将令本装置处于保护状态。某一保护常闭接点巡检电压输出与反馈输入不对应往往是由于信号线揽接线交叉或导线搭到其他电源，引起该输入一直为真，采用此种机制可以避免这种故障产生，以保证每个保护输入点的唯一性。
本实施例是在安全处理单元中下载逻辑运算，把所有输入点用“与”元件进行连接，接到输出。当有任一保护常闭接点断开，输出即断开，让机组紧急停机。
本实施例各安全处理单元之间和各安全处理单元与主控PLC之间设有通讯总线。安全处理单元与主控CPU可进行数据通讯，可由主控PLC系统发送复位指令到本安全装置，本安全装置也可把机组的各保护常闭接点状态传送到主控PLC，方便机组故障诊断。
本安全装置为失效保护系统，失效保护即由于安全装置本身的故障，将使安全装置处于安全保护状态，而不会处于失效、拒动状态。以下情况均会使于安全装置处于安全保护状态：输入点巡检电压输出与反馈输入不对应；安全装置间的通讯故障；输入/输出端子故障，处理单元故障；输出回路出现断路或短路故障；输出点动作后无正常反馈。

Claims (2)

1、一种风力发电机组安全保护装置，包括主控PLC，机舱部分的超速保护常闭接点、扭缆到限保护常闭接点、振动大保护常闭接点、机舱急停保护常闭接点、变桨急停保护常闭接点、偏航急停保护常闭接点和塔基部分的塔基急停保护常闭接点、变频器急停保护常闭接点，其特征在于：机舱部分和塔基部分分别设有安全处理单元，机舱部分和塔基部分各保护常闭接点两端分别经由信号线揽连接于相应安全处理单元的相应输入端，所述机舱部分安全处理单元设有关断变桨400VAC电源控制输出端、关断高速刹车轴电源控制输出端和关断PLC输出控制电源控制输出端，各输出端分别经由信号线揽连接于相应执行部件两端，所述塔基部分安全处理单元设有关断PLC输出电源控制输出端，该输出端经由信号线揽连接于相应执行部件两端，各安全处理单元之间和各安全处理单元与主控PLC之间设有通讯总线。
2、根据权利要求1所述的风力发电机组安全保护装置，其特征在于：所述机舱部分和塔基部分的各保护常闭接点分别设置有相应安全处理单元提供的巡检电压，各安全处理单元分别设有巡检电压输出端和反馈输入端。
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