CN214035956U - 安全链电路及偏航、变桨、安全保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种安全链电路及偏航、变桨、安全保护系统，涉及风力发电技术领域，上述安全链电路包括：接触器、继电器和电源；电器包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，第一端口和第二端口之间连接有线圈，第三端口和第四端口为一对常开触点，第三端口与第五端口为一对常闭触点；继电器的第一端口与安全链模块的信号输出端连接；继电器的第二端口与零线连接；继电器的第三端口与接触器的输入端连接，接触器的输出端与零线连接；继电器的第四端口与电源连接。本实用新型能够提升风力发电机组的安全保护系统的可靠性。

Description

安全链电路及偏航、变桨、安全保护系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种安全链电路及偏航、变桨、安全保护系统。

背景技术

在风力发电机组控制系统中，安全保护系统是确保风机安全的最高层的防护措施。机组安全系统也叫做安全链，它是独立于计算机系统的软硬件保护措施。现有的安全链模块所连接的安全链电路主要包括接触器，当接触器通电达到稳定吸合时，安全链电路闭合，接触器触点带动230V-400V 交流电供给偏航电路的接触器吸合，使可编程控制器(Programmable Logic Controller，PLC)可以控制偏航正常工作。

由于接触器所控的偏航开断电路为230V-400V的交流电，当接触器损坏时，容易向线圈传入大电流进而损坏PLC，并且，接触器在电源电压及电源容量符合接触器线圈吸合要求时才能达到稳定吸合，当PLC的输出电压不稳定，使接触器的控制达不到稳定吸合时，接触器会的触头会出现接触不良的情况，对风力发电机组不能起到稳定的保护作用。因此，目前的风力发电机组的安全保护系统还存在可靠性较低的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种安全链电路及偏航、变桨、安全保护系统，能够提升风力发电机组的安全保护系统的可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种安全链电路，包括：接触器、继电器和电源；所述继电器包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，所述第一端口和所述第二端口之间连接有线圈，所述第三端口和所述第四端口为一对常开触点，所述第三端口与所述第五端口为一对常闭触点；所述继电器的第一端口用于与安全链模块的信号输出端连接；所述继电器的第二端口用于与零线连接；所述继电器的第三端口与所述接触器的输入端连接，所述接触器的输出端与零线连接；所述继电器的第四端口与所述电源连接。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述安全链模块的信号输出端包括偏航安全链触发端；所述继电器的第一端口用于与所述偏航安全链触发端连接。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述安全链模块的信号输出端包括变桨安全链触发端；所述继电器的第一端口用于与所述变桨安全链触发端连接。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述电源为机舱DC24V电源。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述继电器为3TX7004-1LB00继电器。

进一步，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述接触器为366K5接触器。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种偏航保护系统，包括：安全链模块及第一方面任一项所述的安全链电路；其中，所述安全链模块的信号输出端包括偏航安全链触发端；所述安全链模块用于在接收到复位信号时通过偏航安全链触发端输出电压信号，在接收到偏航故障信号时控制所述偏航安全链触发端停止输出电压信号。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种变桨保护系统，包括：安全链模块及第一方面任一项所述的安全链电路；其中，所述安全链模块的信号输出端包括变桨安全链触发端；所述安全链模块用于在接收到复位信号时通过偏航安全链触发端输出电压信号，在接收到变桨故障信号时控制所述变桨安全链触发端停止输出电压信号。

第四方面，本实用新型实施例提供了一种安全保护系统，包括：可编程控制器、第二方面所述的偏航保护系统和第三方面所述的变桨保护系统；所述偏航保护系统与所述变桨保护系统共用安全链模块，所述可编程控制器与所述安全链模块连接；所述可编程控制器用于在接收到复位信号时向所述安全链模块发送复位信号。

进一步，本实用新型实施例提供了第四方面的第一种可能的实施方式，其中，所述可编程控制器用于在风力发电机组的偏航系统出现故障时，向所述安全链模块发送偏航故障信号，在所述风力发电机组的变桨系统出现故障时，向所述安全链模块发送变桨故障信号。

本实用新型实施例提供了一种安全链电路及偏航、变桨、安全保护系统，上述安全链电路包括：接触器、继电器和电源；电器包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，第一端口和第二端口之间连接有线圈，第三端口和第四端口为一对常开触点，第三端口与第五端口为一对常闭触点；继电器的第一端口与安全链模块的信号输出端连接；继电器的第二端口与零线连接；继电器的第三端口与接触器的输入端连接，接触器的输出端与零线连接；继电器的第四端口与电源连接。上述安全链电路可以设置在风力发电机组的安全保护系统中，由于继电器可以在较小的电流下吸合，当继电器的常开触点闭合时，安全链电路形成闭合回路，接触器通电，保证了安全保护系统的正常工作，继电器在控制电路中比较可靠，可以保护安全链模块不被损坏，提升了安全链模块的稳定性，还可以避免安全链所连接的可编程控制系统被接触器损坏，提升了风力发电机组的安全保护系统的可靠性。

本实用新型实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本实用新型实施例的上述技术即可得知。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种安全链电路示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种偏航保护系统结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的一种变桨保护系统结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的一种安全保护系统结构示意图。

图标：

11-接触器；12-继电器；13-电源；121-第一端口；122-第二端口；123- 第三端口；124-第四端口；125-第五端口；21-安全链模块；211-偏航安全链触发端；212-第一零线端口；311-变桨安全链触发端；312-第二零线端口； 41-可编程控制器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

目前，现有风力发电机组的安全保护系统中，仅仅在安全链模块的变桨安全链触发端或偏航安全链的触发端连接一个接触器进行安全保护，由于安全保护系统中的接触器需要频繁吸合，容易损坏，当接触器损毁时容易向线圈串入大电流进而损坏安全保护系统中的PLC，导致安全保护系统无法对偏航系统或变桨系统进行安全保护。

考虑到目前的风力发电机组的安全保护系统还存在可靠性较低的问题，为改善此问题，本实用新型实施例提供的一种安全链电路及偏航、变桨、安全保护系统，该技术可应用于提升风力发电机组的安全保护系统的可靠性。以下对本实用新型实施例进行详细介绍。

本实施例提供了一种安全链电路，参见图1所示的安全链电路示意图，该安全链电路包括：接触器11、继电器12和电源13。

如图1所示，上述继电器12包括第一端口121、第二端口122、第三端口123、第四端口124和第五端口125。其中，第一端口121和第二端口 122之间连接有线圈，第三端口123和第四端口124为一对常开触点，第三端口123与第五端口125为一对常闭触点。

如图1所示，上述继电器的线圈的第一端口121用于与安全链模块的信号输出端连接，继电器的线圈的第二端口122与零线连接。继电器的第三端口123与接触器11的输入端连接，接触器的输出端用于与零线N连接。继电器的第四端口124与电源13连接。其中，继电器的第三端口123与第四端口124常开，第三端口123与第五端口125常闭。

当安全链模块的信号输出端输出电压信号时，继电器12的线圈通电，继电器的常闭触点断开，常开触点闭合，即继电器的第三端口123与第五端口125断开，第三端口123与第四端口124闭合，接触器11通电，安全链电路形成闭合回路。当安全链模块的信号输出端停止输出电压信号时，继电器12的线圈断电，继电器的常闭触点闭合口，常开触点断开，接触器 11断电。

通过在安全链电路中增加继电器，可以避免因接触器损坏时向线圈串入大电流而损坏安全链模块或PLC的情况，提升了电路的安全性。并且，继电器可以较容易地控制接触器接通电源，价格便宜且寿命较长，可以在很小的电流下吸合，在这个电压等级下满足可靠性和使用寿命等多方面要求。

本实施例提供的上述安全链电路，该安全链电路可以设置在风力发电机组的安全保护系统中，由于继电器可以在较小的电流下吸合，当继电器的常开触点闭合时，安全链电路形成闭合回路，接触器通电，保证了安全保护系统的正常工作，继电器在控制电路中比较可靠，可以保护安全链模块不被损坏，提升了安全链模块的稳定性，还可以避免安全链所连接的可编程控制系统被接触器损坏，提升了风力发电机组的安全保护系统的可靠性。

在一种实施方式中，上述安全链模块的信号输出端包括偏航安全链触发端；继电器的第一端口用于与偏航安全链触发端连接。当偏航系统正常工作或PLC复位时，安全链模块的偏航安全链触发端持续输出(24V)电压信号，继电器线圈通电带动安全链电路回路闭合，接触器通电，以保障偏航系统正常工作；当偏航系统出现故障时，安全链模块的偏航安全链触发端停止输出(24V)电压信号，继电器断电，接触器断电，偏航系统停止工作，从而保证风力发电机组的安全。

在另一种实施方式中，上述安全链模块的信号输出端包括变桨安全链触发端；继电器的第一端口用于与变桨安全链触发端连接。当变桨系统正常工作或PLC复位时，安全链模块的变桨安全链触发端持续输出(24V) 电压信号，继电器线圈通电带动安全链电路回路闭合，接触器通电，以保障变桨系统正常工作；当变桨系统出现故障时，安全链模块的变桨安全链触发端停止输出(24V)电压信号，继电器断电，接触器断电，变桨系统停止工作，对风力发电机组起到了安全保护的作用。

上述安全链模块可以设置于风力发电机组的安全保护系统(偏航安全链电路或变桨安全链电路)中，通过在安全保护系统中设置上述安全链电路，当风力发电机组的偏航系统或变桨系统正常工作时，安全链系统的信号输出端持续输出电压信号，偏航安全链电路或变桨安全链电路中的继电器常开触点闭合，带动接触器通电，接触器通电稳定吸合时，安全链电路的回路闭合，接触器的触点带动230V交流电供给偏航系统，使偏航系统的接触器吸合，以使偏航系统正常工作。当风力发电机组的偏航系统或变桨系统出现故障时，安全链系统的信号输出端停止输出电压信号，偏航安全链电路或变桨安全链电路中的接触器断电，使偏航系统停止工作。

为了提升安全链电路的稳定性，本实施例提供的电源为机舱DC24V(直流24V)电源。将继电器的第四端口124连接至机舱DC24V电源总线下的 205F4.1处，通过从机舱DC24V电源总线下205F4.1保险处取电源，可以在遇到故障时快速切除电源，且该电源满足安全链电路的供电要求，提升了安全链电路的可靠性。

在一种具体的实施方式中，上述继电器的型号为3TX7004-1LB00，上述接触器的型号为366K5接触器。为了选取合适的继电器，实用新型人基于可调电源对PSR-SCF-24UC(包括两组常开触点和两组常闭触点)、 3TX7004-1LB00(包括一组常开触点和一组常闭触点)和PLC-BSC-24DC (包括一组常开触点和一组常闭触点)三种型号的继电器进行多种电压下的吸合测试，实验结果得到：PSR-SCF-24UC的平均最小吸合电压为16.4V， 3TX7004-1LB00的平均最小吸合电压为10.6V，PLC-BSC-24DC的平均最小吸合电压为23.4V，根据实验结果可知3TX7004-1LB00的平均最小吸合电压值最小，且3TX7004-1LB00继电器的价格较便宜，采用3TX7004-1LB00 继电器既可以提升安全链电路的可靠性，还可以降低材料成本。

本实施例提供的上述安全链电路，通过在安全链电路中增加可靠电源和继电器，提升了风电机组的安全保护系统的可靠性，减少了风电机组偏航速度故障和变桨故障次数，节约了风电机组的维护成本，减少了工作人员爬风塔维修的次数，节约了人力成本。

在上述实施例提供的安全链电路的基础上，本实施例提供了一种偏航保护系统，参见如图2所示的偏航保护系统结构示意图，该系统包括：安全链模块21及安全链电路。其中，上述安全链模块的信号输出端包括偏航安全链触发端211，继电器的第一端口与偏航安全链触发端211连接，继电器的第二端口与安全链模块的第一零线端口212连接，安全链模块的第一零线端口212与零线连接。

在上述实施例提供的安全链电路的基础上，本实施例提供了一种变桨保护系统，参见如图3所示的变桨保护系统结构示意图，该系统包括：安全链模块21及安全链电路。其中，上述安全链模块的信号输出端包括变桨安全链触发端311，继电器的第一端口与变桨安全链触发端311连接，继电器的第二端口与安全链模块的第二零线端口312连接，安全链模块的第二零线端口312与零线连接。

在上述实施例提供的偏航保护系统和变桨保护系统的基础上，本实施例提供了一种安全保护系统，该安全保护系统可以设置于风力发电机组中，参见如图4所示的安全保护系统结构示意图，该系统包括：可编程控制器 41、偏航保护系统及变桨保护系统。如图4所示，上述安全保护系统包括可编程控制器41、安全链模块21和两组安全链电路，上述偏航保护系统及变桨保护系统共用安全链模块21，可编程控制器41与安全链模块21通信连接。偏航保护系统中的安全链电路分别与安全链模块21的偏航安全链触发端211和第一零线端口212连接，变桨保护系统中的安全链电路分别与安全链模块21的变桨安全链触发端311和第二零线端口312连接。

上述可编程控制器41用于在接收到复位信号时向安全链模块发送复位信号。上述复位信号可以是用户在PLC中输入的，当安全链模块接收到PLC 发送的复位信号后，控制偏航安全链触发端211和变桨安全链触发端311 分别持续输出24V的电压信号，使偏航系统和变桨系统正常工作。

上述可编程控制器41还用于在风力发电机组的偏航系统出现故障时，向安全链模块发送偏航故障信号，以使安全链模块控制偏航安全链触发端 211停止输出电压信号，偏航保护系统中的接触器断电，偏航保护系统的安全链电路断开，快速切断偏航动作，使偏航系统停止工作，以便进行故障维修，保护风力发电机组。

上述可编程控制器41还用于在风力发电机组的变桨系统出现故障时，向安全链模块发送变桨故障信号，以使安全链模块控制变桨安全链触发端 311停止输出电压信号，变桨保护系统中的接触器断电，变桨保护系统的安全链电路断开，快速切断变桨动作，使变桨系统停止工作。

本实施例提供的上述安全保护系统，通过在安全链电路中增加可靠电源和继电器，克服了安全保护系统中接触器容易损坏的缺陷，解决了风机因偏航故障或变桨故障带来的不稳定运行问题，减少了风电机组的停机次数，增加了风电机组的发电量，提升了风电机组的发电效益。

本实施例所提供的系统，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例相同，为简要描述，系统实施例部分未提及之处，可参考前述电路实施例中相应内容。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种安全链电路，其特征在于，包括：接触器、继电器和电源；

所述继电器包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，所述第一端口和所述第二端口之间连接有线圈，所述第三端口和所述第四端口为一对常开触点，所述第三端口与所述第五端口为一对常闭触点；

所述继电器的第一端口用于与安全链模块的信号输出端连接；所述继电器的第二端口用于与零线连接；

所述继电器的第三端口与所述接触器的输入端连接，所述接触器的输出端用于与零线连接；

所述继电器的第四端口与所述电源连接。

2.根据权利要求1所述的安全链电路，其特征在于，所述安全链模块的信号输出端包括偏航安全链触发端；

所述继电器的第一端口用于与所述偏航安全链触发端连接。

3.根据权利要求1所述的安全链电路，其特征在于，所述安全链模块的信号输出端包括变桨安全链触发端；

所述继电器的第一端口用于与所述变桨安全链触发端连接。

4.根据权利要求1所述的安全链电路，其特征在于，所述电源为机舱DC24V电源。

5.根据权利要求1所述的安全链电路，其特征在于，所述继电器为3TX7004-1LB00继电器。

6.根据权利要求1所述的安全链电路，其特征在于，所述接触器为366K5接触器。

7.一种偏航保护系统，其特征在于，包括：安全链模块及权利要求1-6任一项所述的安全链电路；其中，所述安全链模块的信号输出端包括偏航安全链触发端；

所述安全链模块用于在接收到复位信号时通过偏航安全链触发端输出电压信号，在接收到偏航故障信号时控制所述偏航安全链触发端停止输出电压信号。

8.一种变桨保护系统，其特征在于，包括：安全链模块及权利要求1-6任一项所述的安全链电路；其中，所述安全链模块的信号输出端包括变桨安全链触发端；

所述安全链模块用于在接收到复位信号时通过偏航安全链触发端输出电压信号，在接收到变桨故障信号时控制所述变桨安全链触发端停止输出电压信号。

9.一种安全保护系统，其特征在于，包括：可编程控制器、权利要求7所述的偏航保护系统和权利要求8所述的变桨保护系统；所述偏航保护系统与所述变桨保护系统共用安全链模块，所述可编程控制器与所述安全链模块连接；

所述可编程控制器用于在接收到复位信号时向所述安全链模块发送复位信号。

10.根据权利要求9所述的安全保护系统，其特征在于，所述可编程控制器用于在风力发电机组的偏航系统出现故障时，向所述安全链模块发送偏航故障信号，在所述风力发电机组的变桨系统出现故障时，向所述安全链模块发送变桨故障信号。

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