金风2.5MW机组的安全链系统介绍(主修)

1、1 1金风2.5MW机组安全保护系统授课： *编订： 孙伟修改：*金风大学运维学院2014年7月29日课程内容：一、风力发电机组安全链的控制原理介绍；二、机组安全系统的结构；三、安全链中的各个节点及其动作原理；四、安全继电器及其使用。 安全链是独立于机组PLC控制系统的硬件保护措施。采用反逻辑设计，将可能对风力机组造成严重损害的故障节点串联成一个回路：紧急停机按钮（塔底主控制柜）、发电机过速模块的1和2、扭缆开关、来自变桨系统安全链的信号、紧急停机按钮（机舱控制柜）、振动开关、到变桨系统的安全链信号、PLC急停信号。一旦其中一个节点动作，将引起整条回路断电，机组进入紧急停机过程，并使主控系统和

2、变流系统处于闭锁状态。如果故障节点得不到恢复，那么整个机组的正常的运行操作都不能实现。同时，安全链也是整个机组的最后一道保护，它处于机组的软件保护之后。安全系统由符合国际安全标准的安全继电器和硬件开关节点组成，它的实施应用使机组更加安全可靠。 目前金风所有的风力发电机组都有这样一套安全链保护系统。一、风力发电机组安全链的控制原理介绍二、机组安全系统的结构变桨系统与主控系统安全链的关系 从上图我们可以看出，变桨系统通过每个变桨柜中的21K8继电器的触点来影响主控系统的安全链，而主控系统的安全链是通过每个变桨柜中的24K7继电器的线圈来影响变桨系统。变桨的安全链与主控的安全链相互独立而又相互影响。

3、当主控系统的安全链上的紧急停机按钮、PLC紧急停机、叶轮过速、振动开关等节点（不包括纽缆开关）动作断开时，安全继电器线圈失电断开变桨系统中三个24K7线圈的电源，变桨系统进入到紧急停机的模式，迅速向90度顺桨；当变桨系统出现故障（如变桨变频器OK信号丢失、90度限位开关动作等）时，变桨系统切断21K8 继电器上的电源，21K8 继电器的触点断开，使安全链来自变桨的继电器-123K10 线圈失电，其触点断开，主控系统的136K2安全继电器断电。同时，每个变桨柜中的24K7继电器的线圈失电触点断开，变桨系统中没有出现故障的叶片的控制系统进入到紧急停机的模式，迅速向90度顺桨。这样的设计使安全链环环

4、相扣，能最大限度的对机组起到保护作用。二、机组安全系统的结构三、安全链中的各个节点及其动作原理3.1 扭缆开关 扭缆开关被安装在机舱中的偏航扭缆计数器（凸轮计数器）中。偏航扭缆计数器里面挂载凸轮微动开关，而且由凸轮与微动触点之间的距离可以计算出凸轮触动触点时机组的偏航行程，所以把偏航扭缆计数器凸轮微动开关串接到机组的安全链里作为机组的扭缆的最后一道安全保护。三、安全链中的各个节点及其动作原理图纸位置三、安全链中的各个节点及其动作原理3.2 振动开关 振动开关监测的是机组的机舱的振动摆幅，同时也是机组振动的最后一道保护，其开关触点被串接在机组的安全链回路里。常见的振动开关有摆锤式和链球式两种。

5、2.5兆瓦机组中使用的是摆锤式振动开关。摆锤式振动开关由一个安装在微动开关上的摆针及重锤组成，重锤按照机组摆动幅度的保护数值被固定在摆针的合适位置上。当机组因振动出现较大幅度的摆动时，摆锤带动摆针晃动，使微动开关动作引起机组的紧急或安全停机。机组重新启动时，摆锤必须回到竖直位置。 三、安全链中的各个节点及其动作原理图纸位置三、安全链中的各个节点及其动作原理3.3 发电机/叶轮过速1和过速2 在2.5兆瓦风机过速保护上使用 Overspeed 模块判断电机转速是否超过设定保护值。若电机转速超过设定保护值，则模块将断开内部的保护触点。该触点信号在串联在系统安全链内，从而导致系统安全链动作机组保护停

6、机，从而达到电机过速保护的目的。 三、安全链中的各个节点及其动作原理图纸位置三、安全链中的各个节点及其动作原理过速保护值设定 过速模块的转速保护阈值可供用户自由设定，设定方式采用拨码开关，产品线路板上有一组拨码开关S1、S2、S3、S4、S5、S6（如图所示，其中S6不使用），通过设置5个拨码开关的ON（对应逻辑1）和OFF（对应逻辑0）来设定保护转速值。三、安全链中的各个节点及其动作原理三、安全链中的各个节点及其动作原理3.4 紧急停机按钮三、安全链中的各个节点及其动作原理图纸位置（机舱急停按钮、PLC紧急停机）图纸位置（主控柜急停按钮）三、安全链中的各个节点及其动作原理四、安全继电器及其使用四、安全继电器及其使用菲尼克斯PSR-ESM4型安全