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风力发电机组安全保护系统

  
评论: 更新日期:2014年10月14日
b.过电流保护
   并网运行中,发电机三相电流中最大一相电流连续大于设定过流设定值2500A(110%~150%Ie)一定时间(0.06S)时,保护器判为“过流”故障,发常规“跳闸”命令和常规告警信号,“故障” 继电器动作。数码显示自动切到电流值显示状态,显示跳闸时刻的电流值,同时电流指示灯闪烁。延时设定的一段时间后,自动解除告警信号,退出故障状态。同样可以人工提前退出故障状态。过流保护也是反时限控制,在设定的过流延时跳闸时间的基础上,保护器根据“温升相等”原则自动修改过流动作时间,过流越大,则保护动作也越快。
    c.过速保护(飞车保护)
       过速(飞车)保护同样分“并网”前和“并网”后,“并网”前过速我们通常叫“飞车”,在系统甩负荷以及保护跳闸后,原动机能量来不及关小,发电机可能出现飞车现象。“并网”前当本保护器确认发电机频率(转速)超过设定值(51.0HZ~75.0HZ)时判为“飞车”故障,发常规告警信号,同时“故障” 继电器动作(不是用来“跳闸”,而是用来向外界报警)。
“并网”后,在某些小型电网,发电机转速可能不稳定,当发电机转速大于过速设定值(50.5HZ~55.0HZ)时保护器判为“过速” 故障,发常规“跳闸”命令和常规告警信号。故障其它处理与“并网”后“低速” 故障处理一样。
    d.欠压保护
       发电机电压连续低于设定欠压保护值时,保护器判为“欠压”状态。并网前“故障”继电器不动作,但发出常规告警信号,在没有其它故障时,数码显示自动切到电压值显示状态,电压指示灯闪烁。发电机电压正常后,自动退出故障状态。并网后,如果参数01选择为欠压需要跳闸(LUYY)时,那么欠压象过压一样处理,发常规“跳闸”命令和常规告警信号,进入故障状态。如果参数01选择为欠压不需要跳闸(LUNO)时,那么欠压保护跟并网前一样仅发出常规告警信号。另外欠压保护可以关闭,当欠压设定选择低于额定电压690V的50%时(49%)关闭此功能。
    e.过载保护
       并网运行中,发电机三相电流中最大一相电流连续大于过载设定值2500A延时0.05时,保护器判为“过载”故障,过载继电器动作同时发出常规告警信号,通知现场人员发电机过载了,数码显示自动切到电流值显示状态,同时电流指示灯闪烁。当参数02选择为过载不需要跳闸(LLNO)时,“故障”继电器不动作。
    f.短路保护
       当发电机三相电流中最大一相电流达到短路设定值2500A时,保护器判为短路故障,故障继电器立即动作,其它处理与过流故障类似。注意电流显示值为跳闸前的电流值。
    g.低速保护
      “并网”前,低速不保护。“并网”后,在某些小型电网,发电机转速可能不稳定,当发电机转速小于低速设定值(45.0HZ~49.5HZ)时保护器判为“低速” 故障,发常规“跳闸”命令和常规告警信号,“故障” 继电器动作。数码显示自动切到频率值显示状态,实时显示当时的频率值,同时频率指示灯闪烁,延时设定的一段时间后,如果发电机没有转为“飞车”则自动退出故障状态。同样可以人工提前退出故障状态。低速保护功能可以选择参数03为取消低速保护(Fd--)去除。
 
4、振动保护系统
   所有的机械运动都会有振动,风机也是如此。在上海电气的1.25WM风机里面专门的装有WP4084振动传感器。在调试期间,应检查振动开关的弹簧线上的平衡块安装在顶部右侧,在所以的叶片都驱动至88度位置拨动振动开关,导致安全链断开从而风机停机。在风机控制器WP4084通道1的值≧0.060G时风机会报警,延时25S,如果超过这个值和时间就会报警。如果WP4084通道1的值显示≧0.090G,延时10S,那么风机就会因振动过大而停机。
 
5、紧急停机保护
   紧急停机保护顾名思义是由紧停开关来控制的,在此上海电气1.25MW风力发电机组机舱和塔底都设有紧停开关。紧停的作用就是派在风机发生特大事故的时候用,当拍下紧停开关后8±2S风机立马停机。
 
6、功率
   当功率高于风机额定值1350*(1+5%)时,风机也会自动停机。
 
 
7、风速
   上海电气1.25MW风力发电机组的切入风速为3.5m/s,切出风速为25m/s。
 
8、温度保护
   风力发电机组中各个传动部件、冷却系统、控制部件如果超过正常工作额定温度值时也会使得风机停机。主要部件的温度参数如下:
a、齿轮箱前轴承后轴承温度不得超过90°
b、发电机前轴承后轴承温度不得超过90°
c、液压油最低不能小于8°、最高不能大于80°
d、齿轮油最低温度不能小于3°、最高不能大于75°
e、发电机和齿轮箱冷却水温度不能超过75°
f、变频器冷却水温度不能超过45°
g、机舱内温度最低不能低于—20°、最高不能大于50°
h、发电机定子温度最高不能高于135°
 
9、刹车状态保护
   风力发电机组中刹车有偏航刹车、高速轴刹车
   当偏航刹车的压力小于20bar延时10S或是压力大于100bar延时10S都会导致风机保护停机,正常的偏航刹车压力为60-80bar。
   当高速轴刹车压力小于80bar延时10S时会导致风机保护停机。正常的高速轴刹车压力为系统压力135bar。
 
10、纽揽保护
    风机的纽揽保护是由纽揽开关来实现,没一次偏航纽揽计数器都将计数并计算角度存入主控中。
当风机纽揽角度大于或是等于1000°时风机将停机强制解缆。
当风机纽揽角度大于或是等540°且风速小于3.0m/s时会停机并且自动解缆
 
11、风向保护
等主风向和机舱位置相差15°,风机将偏航,如果没有偏航风机就会报734(机舱和风向不一致)故障。累计报5次重复故障也将导致风机停机。
 
风力发电机组保护系统的设计一般要考虑下列要求:
a) 应确定触发保护系统的限制值,使得不超过设计基础的极限,而且不会对风力发电机组造成危险;
b)控制系统的功能应服从保护系统的要求;
c) 保护系统应有较高的优先权,至少应能启用两套刹车系统,一旦由于偏离正常使用值而触发保护系统时,保护系统应立即执行其功能,是风力发电机组保持在安全状态(通常是借助风力发电机组配置的所有刹车使风轮减速);
d) 如果保护系统已经启动过,则在每种情况下都要求排故。
风力发电机组的这些重要系统必须考虑适当的沉余
a )在方案中,保护系统应与控制系统完全分开;
b )保护系统应至少能启用两套各自完全独立的刹车系统;
c )在系统工程设计阶段应严格避免“共因故障”
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