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风力发电机组中的安全系统

安全生产是我国风电场管理的一项基本原则。而风电场则主要是

由风力发电机组组成，所以风力发电机组的运行安全是风电场最重要

的。控制系统是风力发电机的核心部件，是风力发电机组安全运行的

根本保证，所以为了提高风力发电机组的运行安全性，必须从控制系

统的安全性和可靠性设计开始，根据风力发电机组控制系统的发电、

输电、运行控制等不同环节的特点，在设备从安装到运行的全部过程

中，切实把好安全质量关，不断寻找提高风力发电机组安全可靠性的

途径和方法。

风力发电机组的安全生产是一项安全系统工程，而控制系统是风

力发电机组的重要组成部分，它的安全系统构成整个安全系统的一部

分，需要以系统论，信息论，控制论为基础，研究人、设备的生产管

理，研究事故、预防事故的一门科学。从系统的观点，纵向从设计、

制造、安装、试验、运行、检修进行全面分析，横向从元器件购买，

工艺、规程、标准、组织和管理等全面分析最后进行全面综合评价。

目的使风力发电系统各不安全因素减到最小，达到最佳安全状态生

产。

2.机组控制运行安全保护系统

(1).大风保护安全系统机组设计有切入风速Vg，停机风速Vt，一

般取10分钟25m/s的风速为停机风速；由于此时风的能量很大，系统

必须采取保护措施，在停机前对失速型风机，风轮叶片自动降低风能

的捕获，风力发电机组组的功率输出仍然保持在额定功率左右，而对

于变浆距风机必须调节叶变距角，实现功率输出的调节，限制最大功

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率的输出，保证发电机运行安全。当大风停机时，机组必须按照安全

程序停机。停机后，风力发电机组组必须90°对风控制。

(2).参数越限保护风力发电机组组运行中，有许多参数需要监

控，不同机组运行的现场，规定越限参数值不同，温度参数由计算机

采样值和实际工况计算确定上下限控制，压力参数的极限，采用压力

继电器，根据工况要求，确定和调整越限设定值，继电器输入触点开

关信号给计算机系统，控制系统自动辨别处理。电压和电流参数由电

量传感器转换送入计算机控制系统，根据工况要求和安全技术要求确

定越限电流电压控制的参数。

(3).电压保护指对电气装置元件遭到的瞬间高压冲击所进行的保

护，通常对控制系统交流电源进行隔离稳压保护，同时装置加高压瞬

态吸收元件，提高控制系统的耐高压能力。

(4).电流保护控制系统所有的电器电路(除安全链外)都必须加过

流保护器，如保险丝、空气开关。

(5).振动保护机组设有三级振动频率保护，振动球开关、振动频

率上限1、振动频率极限2，当开关动作时，系统将分级进行处理。

(6).开机保护设计机组开机正常顺序控制，对于定桨距失速异步

风力发电机组采取软切控制限制并网时对电网的电冲击；对于同步风

力发电机，采取同步、同相、同压并网控制，限制并网时的电流冲

击。

(7).关机保护风力发电机组组在小风、大风及故障时需要安全停

机，停机的顺序应先空气气动制动，然后，软切除脱网停机。软脱网

的顺序控制与软并网的控制基本一致。

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(8).紧急停机安全链保护紧急停机是机组安全保护的有效屏障，

当振动开关动作、转速超转速、电网中断、机组部件突然损坏或火灾

时，风力发电机组组紧急停机，系统的安全链动作，将有效的保护系

统各环节工况安全，控制系统在3秒钟左右，将机组平稳停止。电器

设备的任何部分与土壤间作良好的电器连接成为接地，与土壤直接接

触的金属体称为接地体。连接接地体与电器设备之间的金属导线称为

接地线.接地祥和接地体和称为接地装置。接地在正常情况或事故情况

下，为了保证电器设备的安全运行，必须将电控制系统一点进行接

地，如把变压器的中心点接地，称为工作接地。

B.保护接地

为了防止由于绝缘损坏而造成触电危险，把电器设备不带电的金

属外壳用导线和接地装置相连接，控制板、电动机外壳接地，称为保

护接地。

C.接地的作用

保护接地的作用电器设备的绝缘一旦击穿，可见其外壳对地电压

限制在安全电压以内，防止人身触电事故。

保护接零的作用电器设备的绝缘一旦击穿，会形成阻抗很小的短

路电路，产生很大的短路电流，促使熔体在允许时间内切断故障电

路，以免发生触电伤亡事