运行安全保护系统
1.大风安全保护
一般来说,风力发电机组取10 min内的平均风速25 m/s作为切出风速,风速大于此速度时,系统必须采取保护措施。停机前,失速型风力发电机组的风轮叶片自动降低风能的捕获,机组的输出功率保持在额定功率左右;对于变桨距风力发电机组,必须调节叶片的桨距角,以实现输出功率的调节。大风停机时,机组必须按照安全程序停机,停机后机组90°对风控制。(https://www.daowen.com)
2.参数越限保护
(1)超速保护。当转速传感器检测到发电机或风轮的转速超过额定转速的110%时,控制器将给出正常停机的指令。
(2)超电压保护。超电压保护是指对电气元件遭到的瞬间高压冲击所进行的保护。通常,对控制系统的交流电源进行隔离稳压保护,同时安装高压瞬态吸收元件,以提高控制系统的耐高压能力。
(3)超电流保护。除安全链外,控制系统所有的电器电路都必须加熔丝、断路器等过电流保护装置。
3.电网失电保护
风力发电机组离开电网的支持是无法工作的,一旦有突发故障而停电时,控制器由于失电会立即终止运行,并失去对风力发电机组的控制。此时,安全保护系统应控制空气动力系统和机械制动系统动作,执行紧急停机。紧急停机就意味着在极短的时间内,风力机的制动系统将使风轮的转速由运行转速变为零。大型机组在极短的时间内完成制动过程,将会对机组的制动系统、齿轮箱、主轴、叶片以及塔架产生强烈的冲击,会对风力机的寿命造成一定的影响。突然停电往往出现在天气恶劣、风力较强时,导致机组的控制器突然失电且无法将风力机停机前的各项状态参数及时存储下来,这样就不利于及时对风力机发生的故障作出判断和处理。因此,应在控制系统电源中加设在线UPS后备电源,当电网突然停电时,在线UPS后备电源将自动投入运行,并为机组的控制系统提供电力,使机组的控制系统按正常程序完成停机过程。
4.振动保护
机组应设有三级振动频率保护:振动开关、振动频率上限1、振动频率极限2。当振动开关动作时,控制系统将分级进行处理。
5.开机关机保护
设计机组开机的正常顺序控制,以确保机组安全运行。在小风、大风、故障时,控制机组按顺序停机。
6.主电路保护
在变压器低压侧三相四线进线处设置低压配电断路器,以实现机组电气元件的维护操作安全和短路过载保护。该低压配电断路器应配有分动脱扣和辅助动触点。发电机三相电缆入口处应设有配电断路器,用来实现发电机的过电流、过载及短路保护。