CN217421416U - 一种风电机组防超速手动偏航系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述一种风电机组防超速手动偏航系统包括偏航变频控制电路、塔底手动操作单元和偏航控制电路，偏航变频控制电路通过导线与偏航控制电路相连，塔底手动操作单元通过阻燃电缆与偏航控制电路相连，偏航变频控制电路和偏航控制电路安装于风电机组机舱控制柜内，塔底手动操作单元安装于风电机组塔底控制柜内；本实用新型通过在塔底控制柜中增加塔底手动操作单元，当出现风电机组超速但不能正常回桨故障时，工作人员可在塔底控制柜直接按下手动偏航按钮，操作简单，无需登塔操作；通过优化设计风电机组超速保护系统，切实弥补了机组的设计安全漏洞，提高了安全性能，保证了人员和设备安全。

Description

一种风电机组防超速手动偏航系统

技术领域

本实用新型涉及风电机组控制技术领域，尤其是涉及一种风电机组防超速手动偏航系统。

背景技术

风力发电机组超速后需尽快回桨，回桨异常是一种较为常见的故障，但当出现以下状况时，处理较为繁琐：机组报“机舱PLC无通讯故障”且不能远程控制，机组叶轮仍在转动，塔底急停指示灯常亮，控制屏死机不能进行操作，部分叶片未正常顺桨且角度不同，同时伴随有异响。发生上述情况，必需登塔处理，在做好各项措施后，进行强制偏航措施，机组在偏离主风向后叶轮转速逐渐降低，侧风至90°时，叶轮停止转动。

上述问题发生的主要原因是：1、由于变桨设计逻辑缺陷导致变桨安全链未正常触发，光纤损坏导致机舱与塔基PLC通讯未完全中断，机舱设备无法收到控制指令，部分桨叶未进行正常收桨，高速刹车未制动，叶轮持续旋转，存在飞车倒塔的重大安全隐患。2、由于变桨安全链继电器熔焊或损坏等原因，导致变桨变频器无法收到安全链断开指令，变桨未正常顺桨事件的发生。

出现上述故障后，登塔处理是目前的处理途径，但是故障处理过程耗时费力，且在风力发电机组超速的情况下，叶轮持续旋转存在飞车倒塔的重大安全隐患，为了及时安全应对风电机组超速中出现的回桨异常故障，需设计出一种无需登塔，可在塔底实现手动偏航侧风，使机组转速下降、叶轮停止转动的操作系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种操作简单、无需登塔、通过时间继电器控制具体偏航时间的风电机组防超速手动偏航系统。

为解决上述技术问题，一种风电机组防超速手动偏航系统，包括偏航变频控制电路、塔底手动操作单元和偏航控制电路，所述偏航变频控制电路通过导线与偏航控制电路相连，所述塔底手动操作单元通过阻燃电缆与所述偏航控制电路相连，所述偏航变频控制电路和所述偏航控制电路安装于风电机组机舱控制柜内，所述塔底手动操作单元安装于风电机组塔底控制柜内。

进一步，所述偏航变频控制电路为风电机组机舱控制柜内已有电路且其中的偏航变频器供电接口通过接触器、断路器与主电源相连。

进一步，所述接触器的线圈与所述偏航控制电路相连。

进一步，所述塔底手动操作单元包括熔断器、手动偏航按钮和浪涌保护器a，所述熔断器两端分别与直流24V电源端、所述手动偏航按钮一端相连，所述手动偏航按钮另一端通过所述浪涌保护器a与所述偏航控制电路相连。

进一步，所述手动偏航按钮为自锁按钮，可旋转复位。

进一步，所述偏航控制电路包括中间继电器a、中间继电器b、时间继电器和浪涌保护器b组成，所述中间继电器a、中间继电器b和所述时间继电器的线圈并联连接，该并联电路一端与所述浪涌保护器b一端相连、另一端与所述塔底控制柜内的直流24V电源0V端相连，所述浪涌保护器b的另一端通过阻燃电缆与所述塔底手动操作单元中的所述浪涌保护器a相连；所述中间继电器b的一个常开触点一端与所述浪涌保护器b相连，另一端通过所述接触器线圈与所述塔底控制柜内的直流24V电源0V端相连；所述时间继电器的一个常开触点、中间继电器a的一个常开触点、时间继电器的另一个常开触点的一端均与所述浪涌保护器b和所述偏航变频器的24V公共端相连，另一端分别与所述偏航变频器的三个功能端口相连，以实现启动停止机组偏航、扭缆保护反馈、偏航反馈功能。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1.本实用新型通过在塔底控制柜中增加塔底手动操作单元，当出现风电机组超速但不能正常回桨故障时，工作人员可在塔底控制柜直接按下手动偏航按钮，操作简单，无需登塔操作。

2.本实用新型通过设置与偏航变频控制电路相连的偏航控制电路，中间继电器a得电，防止安全链回路故障发生时，引起的扭缆故障，强制闭合扭缆回路；中间继电器b得电，强制闭合偏航接触器，防止塔顶PLC不输出、PLC失电等情况发生时引起偏航变频器失电；时间继电器线圈得电，通过其一组常开触点接通偏航手动使能信号，另一组常开触点接通偏航反馈信号，延时300秒时间到后，机组自动偏航至主风向90度后自动停止。

3.本实用新型通过优化设计风电机组超速保护系统，切实弥补了机组的设计安全漏洞，提高了安全性能，保证了人员和设备安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：A01、偏航变频控制电路，A02、塔底手动操作单元，A03、偏航控制电路，B、偏航变频器，F1、熔断器，F2、浪涌保护器a，F3、浪涌保护器b，S1、手动偏航按钮，K1、中间继电器a，K2、中间继电器b，KT1、时间继电器，KM1、接触器。

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型做进一步说明。

如图1所示的一种风电机组防超速手动偏航系统，包括偏航变频控制电路A01、塔底手动操作单元A02和偏航控制电路A03，偏航变频控制电路A01通过导线与偏航控制电路A03相连，塔底手动操作单元A02通过阻燃电缆与偏航控制电路A03相连，偏航变频控制电路A01和偏航控制电路A03安装于风电机组机舱控制柜内，塔底手动操作单元A02安装于风电机组塔底控制柜内。

为了在出现故障时，可以重新给偏航变频器B提供电源，偏航变频控制电路A01为风电机组机舱控制柜内已有电路且其中的偏航变频器B供电接口通过接触器KM1、断路器与主电源相连；接触器KM1的线圈与偏航控制电路A03相连。

为了实现风电机组超速时能在塔底强制手动回桨，塔底手动操作单元A02包括熔断器F1、手动偏航按钮S1和浪涌保护器aF2，熔断器F1两端分别与直流24V电源端、手动偏航按钮S1一端相连，手动偏航按钮S1另一端通过浪涌保护器aF2与偏航控制电路A03相连；手动偏航按钮S1为自锁按钮，可旋转复位。

为了通过实现时间继电器控制具体偏航时间，让失电的偏航变频器B重新得电，偏航控制电路A03包括中间继电器aK1、中间继电器bK2、时间继电器KT1和浪涌保护器bF3组成，中间继电器aK1、中间继电器bK2和时间继电器KT1的线圈并联连接，该并联电路一端与浪涌保护器bF3一端相连、另一端与塔底控制柜内的直流24V电源0V端相连，浪涌保护器bF3的另一端通过阻燃电缆与塔底手动操作单元A02中的浪涌保护器aF2相连；中间继电器bK2的一个常开触点一端与浪涌保护器bF3相连，另一端通过接触器KM1线圈与塔底控制柜内的直流24V电源0V端相连；时间继电器KT1的一个常开触点、中间继电器aK1的一个常开触点、时间继电器KT1的另一个常开触点的一端均与浪涌保护器bF3和偏航变频器B的24V公共端相连，另一端分别与偏航变频器B的三个功能端口相连，以实现启动停止机组偏航、扭缆保护反馈、偏航反馈功能。

本实用新型的工作过程如下：

当出现风电机组超速，机组回桨异常，机组不能远程控制但机组叶轮仍在转动时，立即让工作人员到塔底，无需登塔，直接按下手动偏航按钮S1；按下手动偏航按钮S1后，中间继电器aK1、中间继电器bK2和时间继电器KT1的线圈得电，此时，其常开触点均闭合；中间继电器bK2闭合，使接触器KM1线圈得电，进而接触器KM1主触点吸合，让失电的偏航变频器B重新得电，防止塔顶PLC不输出、PLC失电等情况发生时引起偏航变频器B失电致使偏航变频器B停止工作；中间继电器aK1常开触点闭合且与偏航变频器B控制点连接，防止安全链回路故障发生时，引起的扭缆故障，强制闭合扭缆回路；时间继电器KT1常开触点闭合，一组常开触点接通偏航变频器B偏航使能信号，常开触点闭合后开始偏航，另一组常开触点接通偏航反馈信号，时间继电器KT1延时300秒时间到后，闭合的常开触点自动断开，机组偏航自动停止；时间继电器的时间可调，根据现场工作人员操作经验，设置为300秒较为合适，亦可根据不同机组型号等因素根据实际情况设置时间继电器时间。手动偏航结束后，旋转复位手动偏航按钮S1，风电机组手动偏航过程结束。

本实用新型的设计能切实弥补现有风电设备的设计安全漏洞，提高设备故障状态下的安全性能，操作简单，可在原有控制柜基础上进行改进，保证人员和设备安全。

Claims (6)

1.一种风电机组防超速手动偏航系统，其特征在于：包括偏航变频控制电路(A01)、塔底手动操作单元(A02)和偏航控制电路(A03)，所述偏航变频控制电路(A01)通过导线与偏航控制电路(A03)相连，所述塔底手动操作单元(A02)通过阻燃电缆与所述偏航控制电路(A03)相连，所述偏航变频控制电路(A01)和所述偏航控制电路(A03)安装于风电机组机舱控制柜内，所述塔底手动操作单元(A02)安装于风电机组塔底控制柜内。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组防超速手动偏航系统，其特征在于：所述偏航变频控制电路(A01)为风电机组机舱控制柜内已有电路且其中的偏航变频器(B)供电接口通过接触器(KM1)、断路器与主电源相连。

3.根据权利要求2所述的一种风电机组防超速手动偏航系统，其特征在于：所述接触器(KM1)的线圈与所述偏航控制电路(A03)相连。

4.根据权利要求3所述的一种风电机组防超速手动偏航系统，其特征在于：所述塔底手动操作单元(A02)包括熔断器(F1)、手动偏航按钮(S1)和浪涌保护器a(F2)，所述熔断器(F1)两端分别与直流24V电源端、所述手动偏航按钮(S1)一端相连，所述手动偏航按钮(S1)另一端通过所述浪涌保护器a(F2)与所述偏航控制电路(A03)相连。

5.根据权利要求4所述的一种风电机组防超速手动偏航系统，其特征在于：所述手动偏航按钮(S1)为自锁按钮，可旋转复位。

6.根据权利要求4所述的一种风电机组防超速手动偏航系统，其特征在于：所述偏航控制电路(A03)包括中间继电器a(K1)、中间继电器b(K2)、时间继电器(KT1)和浪涌保护器b(F3)组成，所述中间继电器a(K1)、中间继电器b(K2)和所述时间继电器(KT1)的线圈并联连接，该并联电路一端与所述浪涌保护器b(F3)一端相连、另一端与所述塔底控制柜内的直流24V电源0V端相连，所述浪涌保护器b(F3)的另一端通过阻燃电缆与所述塔底手动操作单元(A02)中的所述浪涌保护器a(F2)相连；所述中间继电器b(K2)的一个常开触点一端与所述浪涌保护器b(F3)相连，另一端通过所述接触器(KM1)线圈与所述塔底控制柜内的直流24V电源0V端相连；所述时间继电器(KT1)的一个常开触点、中间继电器a(K1)的一个常开触点、时间继电器(KT1)的另一个常开触点的一端均与所述浪涌保护器b(F3)和所述偏航变频器(B)的24V公共端相连，另一端分别与所述偏航变频器(B)的三个功能端口相连，以实现启动停止机组偏航、扭缆保护反馈、偏航反馈功能。

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