風(fēng)力發(fā)電機組安全保護系統(tǒng)

1、-作者xxxx-日期xxxx風(fēng)力發(fā)電機組安全保護系統(tǒng)【精品文檔】風(fēng)力發(fā)電機組保護系統(tǒng)在方案設(shè)計階段，應(yīng)在風(fēng)力發(fā)電機組的系統(tǒng)方案框架內(nèi)建立其運行管理，以使系統(tǒng)運行最佳化，并且保證萬一發(fā)生故障時，仍能使風(fēng)力發(fā)電機組保持在安全狀態(tài)。通常，風(fēng)力發(fā)電機組的運行管理由控制系統(tǒng)執(zhí)行。氣程序邏輯應(yīng)保證風(fēng)力發(fā)電機組在規(guī)定的條件下能有效、安全和可靠地運行。剎車系統(tǒng)1保護系統(tǒng)其他運行數(shù)據(jù)機械零部件故障頻率和電壓風(fēng)向電纜扭絞剎車設(shè)備的狀態(tài)發(fā)電機溫度監(jiān)控風(fēng)速功率剎車系統(tǒng)2保護系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機組的安全方案由保護系統(tǒng)執(zhí)行。安全方案應(yīng)考慮像許用超轉(zhuǎn)速度、減速力矩、短路力矩、允許的振動等有關(guān)使用值范圍以及隨即故障、操作失誤等不安

2、全因素。下圖表示了控制系統(tǒng)和保護系統(tǒng)的相互關(guān)系。轉(zhuǎn)速1與安全相關(guān)的運行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)速2控制系統(tǒng)的操作應(yīng)急關(guān)車振動主電網(wǎng)故障發(fā)電機短路1、 過速保護系統(tǒng)： 此風(fēng)機過速保護系統(tǒng)包括硬件過速和軟件過速 硬件過速是在風(fēng)機控制柜中設(shè)有過速繼電器WP2035，它的整定值跟低速軸前端得脈沖信號緊密聯(lián)系，如果前端脈沖信號為8那么它的整定值為0404（4.0HZ/4S平均）如果前端脈沖信號為4那么它的整定值為0208（2HZ/8S）。在調(diào)試的過程中為了測試過速繼電器，繼電器的設(shè)置必須降到0.5HZ。隨后，風(fēng)機通過手動變槳調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速達到了0.5HZ，安全鏈開啟并且釋放狀態(tài)嗎“過速繼電器”。測試后，過速繼電器一定要

3、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時風(fēng)機就會通過軟件報312、315故障導(dǎo)致風(fēng)機停機、安全鏈斷開槳葉變?yōu)轫槝恢?。在調(diào)試的過程中測試WP3100的過速1，在“參數(shù)運行控制器”下：狀態(tài)315設(shè)置為300RPM，手動變槳調(diào)節(jié)風(fēng)機的速度，當(dāng)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速達到300RPM/Min時風(fēng)機會風(fēng)機過速1故障而停機。風(fēng)機過速保護系統(tǒng)是風(fēng)機安全設(shè)計中考慮要最全面的安全系統(tǒng)，所以如果風(fēng)機真過速硬件過速和軟件過速都必須要動作導(dǎo)致安全鏈斷開來保護風(fēng)機。2、 主電網(wǎng)保護 從箱變到風(fēng)機是由三相五線制240平方和185平方的電纜連接而成。下面是對主電網(wǎng)的要求，如果有一項

4、沒有達到要求值風(fēng)機就會因報電網(wǎng)故障而停機。a、 L1-L2-L3三相的相位為120°±6°b、 L1-L2-L3三相電流對稱，<或>c、 L1-L2-L3三相電壓對稱，最大值為690V*1.08，最小值為690V*0.94，延時的時間為5*20Sd、 電網(wǎng)的頻率為50HZ±1HZ，延時的時間為5*20Se、 電網(wǎng)的最大電流為2000A3、 發(fā)電機短路保護 發(fā)電機是風(fēng)力發(fā)電機組的重要組成部分，然而發(fā)電機的短路保護也是風(fēng)機設(shè)計的重要組成部分。它由一個總的短路保護器控制。主要的保護功能有以下幾點： a過電壓保護 系統(tǒng)運行中，不管并網(wǎng)以否當(dāng)發(fā)電機電壓

5、連續(xù)高于設(shè)定過壓保護值690*（1+2%）V一定時間（）時，保護器判為“過壓”故障。保護器都發(fā)出常規(guī)“跳閘”命令，“故障” 繼電器動作，同時發(fā)出常規(guī)告警信號（斷續(xù)蜂鳴告警聲、故障指示燈亮），數(shù)碼顯示自動切到電壓值顯示狀態(tài)，實時顯示此時的電壓值，同時電壓指示燈閃爍。延時（參數(shù)12）設(shè)定的一段時間后，如發(fā)電機電壓恢復(fù)正常，則解除告警信號，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 并網(wǎng)運行中，發(fā)電機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250

6、0A（110%150%Ie）一定時間）時，保護器判為“過流”故障，發(fā)常規(guī)“跳閘”命令和常規(guī)告警信號，“故障” 繼電器動作。數(shù)碼顯示自動切到電流值顯示狀態(tài)，顯示跳閘時刻的電流值，同時電流指示燈閃爍。延時設(shè)定的一段時間后，自動解除告警信號，退出故障狀態(tài)。同樣可以人工提前退出故障狀態(tài)。過流保護也是反時限控制，在設(shè)定的過流延時跳閘時間的基礎(chǔ)上，保護器根據(jù)“溫升相等”原則自動修改過流動作時間，過流越大，則保護動作也越快。 c過速保護（飛車保護） 過速（飛車）保護同樣分“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)甩負荷以及保護跳閘后,原動機能量來不及關(guān)小，發(fā)電機可能出現(xiàn)飛車現(xiàn)象?！安⒕W(wǎng)

7、”前當(dāng)本保護器確認發(fā)電機頻率（轉(zhuǎn)速）超過設(shè)定值（51.0HZ75.0HZ）時判為“飛車”故障，發(fā)常規(guī)告警信號，同時“故障” 繼電器動作（不是用來“跳閘”，而是用來向外界報警）?！安⒕W(wǎng)”后，在某些小型電網(wǎng)，發(fā)電機轉(zhuǎn)速可能不穩(wěn)定，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速大于過速設(shè)定值（50.5HZ55.0HZ）時保護器判為“過速” 故障，發(fā)常規(guī)“跳閘”命令和常規(guī)告警信號。故障其它處理與“并網(wǎng)”后“低速” 故障處理一樣。 d欠壓保護 發(fā)電機電壓連續(xù)低于設(shè)定欠壓保護值時，保護器判為“欠壓”狀態(tài)。并網(wǎng)前“故障”繼電器不動作，但發(fā)出常規(guī)告警信號，在沒有其它故障時，數(shù)碼顯示自動切到電壓值顯示狀態(tài)，電壓指示燈閃爍。發(fā)電機電壓正常后，自動

8、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，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，進入故障狀態(tài)。如果參數(shù)01選擇為欠壓不需要跳閘（LUNO）時，那么欠壓保護跟并網(wǎng)前一樣僅發(fā)出常規(guī)告警信號。另外欠壓保護可以關(guān)閉，當(dāng)欠壓設(shè)定選擇低于額定電壓690V的50%時（49%）關(guān)閉此功能。 e過載保護 并網(wǎng)運行中，發(fā)電機三相電流中最大一相電流連續(xù)大于過載設(shè)定值時，保護器判為“過載”故障，過載繼電器動作同時發(fā)出常規(guī)告警信號，通知現(xiàn)場人員發(fā)電機過載了，數(shù)碼顯示自動切到電流值顯示狀態(tài)，同時電流指示燈閃爍。當(dāng)參數(shù)02選擇為過載不需要跳閘（LLNO）時，“故障”繼電器不動作

9、。 f短路保護 當(dāng)發(fā)電機三相電流中最大一相電流達到短路設(shè)定值2500A時，保護器判為短路故障，故障繼電器立即動作，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 “并網(wǎng)”前，低速不保護?！安⒕W(wǎng)”后，在某些小型電網(wǎng)，發(fā)電機轉(zhuǎn)速可能不穩(wěn)定，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速小于低速設(shè)定值（45.0HZ49.5HZ）時保護器判為“低速” 故障，發(fā)常規(guī)“跳閘”命令和常規(guī)告警信號，“故障” 繼電器動作。數(shù)碼顯示自動切到頻率值顯示狀態(tài)，實時顯示當(dāng)時的頻率值，同時頻率指示燈閃爍，延時設(shè)定的一段時間后，如果發(fā)電機沒有轉(zhuǎn)為“飛車”則自動退出故障狀態(tài)。同樣可以人工提前退出故障狀態(tài)。低速保護功能可以選擇參數(shù)03為取

10、消低速保護（Fd-）去除。4、振動保護系統(tǒng) 所有的機械運動都會有振動，風(fēng)機也是如此。在上海電氣的1.25WM風(fēng)機里面專門的裝有WP4084振動傳感器。在調(diào)試期間，應(yīng)檢查振動開關(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)動至88度位置撥動振動開關(guān)，導(dǎo)致安全鏈斷開從而風(fēng)機停機。在風(fēng)機控制器WP4084通道1的值0.060G時風(fēng)機會報警，延時25S，如果超過這個值和時間就會報警。如果WP4084通道1的值顯示0.090G，延時10S，那么風(fēng)機就會因振動過大而停機。5、 緊急停機保護 緊急停機保護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)電機組機艙和塔底都設(shè)有緊停開關(guān)。緊停的

11、作用就是派在風(fēng)機發(fā)生特大事故的時候用，當(dāng)拍下緊停開關(guān)后8±2S風(fēng)機立馬停機。6、 功率 當(dāng)功率高于風(fēng)機額定值1350*（1+5%）時，風(fēng)機也會自動停機。7、 風(fēng)速 上海電氣1.25MW風(fēng)力發(fā)電機組的切入風(fēng)速為3.5m/s，切出風(fēng)速為25m/s。8、 溫度保護 風(fēng)力發(fā)電機組中各個傳動部件、冷卻系統(tǒng)、控制部件如果超過正常工作額定溫度值時也會使得風(fēng)機停機。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

12、能大于75°e、發(fā)電機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、機艙內(nèi)溫度最低不能低于20°、最高不能大于50°h、發(fā)電機定子溫度最高不能高于135°9、 剎車狀態(tài)保護 風(fēng)力發(fā)電機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10S或是壓力大于100bar延時10S都會導(dǎo)致風(fēng)機保護停機，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10S時會導(dǎo)致風(fēng)機保護停機。正常的高速軸剎車壓力為系統(tǒng)壓力135bar。10、 紐攬保護 風(fēng)機的紐攬保護是由紐攬開關(guān)來實現(xiàn)，沒一次偏航紐攬計數(shù)器都將計數(shù)并計算角度存入主控中。當(dāng)風(fēng)機紐攬角度大于或是等于1000°時風(fēng)機將停機強制解纜。當(dāng)風(fēng)機紐攬角度大于或是等540°11、 風(fēng)向保護等主風(fēng)向和機艙位置相差15°，風(fēng)機將偏航，如果沒有偏航風(fēng)機就會報734（機艙和風(fēng)向不一致）故障。累計報5次重復(fù)故障也將導(dǎo)致風(fēng)機停機。 風(fēng)力發(fā)電機組保護系統(tǒng)的設(shè)計一般要考慮下列要求：a) 應(yīng)確定觸發(fā)保護系統(tǒng)的限制值，使得不超過設(shè)計基礎(chǔ)的極限，而且不會對風(fēng)力發(fā)電機組造成危險；b）控制系統(tǒng)的功能應(yīng)服從保護系統(tǒng)的要求；c) 保護系統(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