一種硬接線搭建的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】一種硬接線搭建的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置。其主要由放置于機(jī)艙柜內(nèi)的第一安全繼電器和第二安全繼電器構(gòu)成。本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：安全保護(hù)裝置的輸入、輸出和復(fù)位完全依靠硬接線接入機(jī)艙柜的兩個(gè)專門(mén)用于安全回路的安全繼電器之中，使整個(gè)安全保護(hù)裝置分為兩個(gè)級(jí)別，其功能和控制回路完全與PLC控制系統(tǒng)獨(dú)立出來(lái)，在PLC死機(jī)、通訊中斷或無(wú)法正常運(yùn)行的情況仍可以保障機(jī)組的安全，具有失效保護(hù)功能，其各輸入接點(diǎn)和輸出接點(diǎn)信號(hào)同時(shí)以獨(dú)立的開(kāi)關(guān)量數(shù)字信號(hào)方式輸入給PLC，便于機(jī)組故障點(diǎn)的診斷，對(duì)PLC廠家和類型沒(méi)有要求，通用性強(qiáng)，只增加了兩個(gè)安全繼電器，信號(hào)線纜和若干輔助觸點(diǎn)，具有較高的成本優(yōu)勢(shì)。
【專利說(shuō)明】—種硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)カ發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及ー種硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能已成為當(dāng)前技術(shù)最成熟、最具備規(guī)模開(kāi)發(fā)條件的可再生潔凈能源。風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組是ー套自動(dòng)調(diào)節(jié)、無(wú)人值守的全自動(dòng)化設(shè)備，但是由于其一般所處的環(huán)境比較惡劣，因此在運(yùn)行過(guò)程中有可能出現(xiàn)超速，扭纜達(dá)到極限位置，振動(dòng)過(guò)大，控制系統(tǒng)意外死機(jī)，電網(wǎng)功率極端異常等情況，這將時(shí)刻威脅著設(shè)備和人員的安全，所以對(duì)運(yùn)行中的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全保護(hù)至關(guān)重要。
[0003]現(xiàn)有風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組的保護(hù)裝置基本有以下兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是在塔基和機(jī)艙內(nèi)設(shè)置安全處理模塊，其內(nèi)部可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算，進(jìn)而通過(guò)對(duì)輸入接點(diǎn)的運(yùn)算和判斷輸出控制信號(hào)，這種結(jié)構(gòu)一般是運(yùn)用軟件制作安全邏輯，可靠程度不如硬接線高，輸入點(diǎn)沒(méi)有根據(jù)信號(hào)的種類和重要程度進(jìn)行可靠地分類和排序，重要接點(diǎn)一般沒(méi)有進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。另外，這種保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)大致有兩種形式:1)安全處理模塊無(wú)法完全獨(dú)立于PLC控制器，甚至只是PLC的某些獨(dú)立運(yùn)算的模塊，其電源和通訊仍然要依賴于PLC，這樣在通訊鏈路失敗的情況下，既失去控制系統(tǒng)保護(hù)，也失去保護(hù)裝置保護(hù)，此種結(jié)構(gòu)通用性較差，更換PLC就需要同時(shí)重新設(shè)計(jì)安全保護(hù)裝置，成本也比較高；2)獨(dú)立的PLC安全處理模塊，但是這樣的模塊需要單獨(dú)增加通訊環(huán)節(jié)，成本將會(huì)更高。
[0004]另ー種結(jié)構(gòu)形式是將各保護(hù)常閉接點(diǎn)的狀態(tài)信息連接于主控PLC，并由主控PLC發(fā)出機(jī)組緊急停機(jī)指令，此種結(jié)構(gòu)形式有如下幾個(gè)問(wèn)題:1)如果PLC意外死機(jī)，就不能保證其觸發(fā)狀態(tài)，安全系統(tǒng)將全部失控，使機(jī)組處于十分危險(xiǎn)的狀態(tài)；2)此種結(jié)構(gòu)也有可靠性低的缺點(diǎn)，輸入點(diǎn)也無(wú)法根據(jù)信號(hào)的種類和重要程度進(jìn)行可靠地分類和排序，重要接點(diǎn)一般也沒(méi)有進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)；3)此種設(shè)計(jì)不符合相關(guān)行業(yè)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有將安全系統(tǒng)與控制系統(tǒng)獨(dú)立出來(lái)，如果PLC的相關(guān)模塊出現(xiàn)任何故障，都將使安全系統(tǒng)失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置主要由放置于機(jī)艙柜內(nèi)的第一安全繼電器JI和第二安全繼電器J2構(gòu)成,其中:第一安全繼電器Jl的兩個(gè)輸入回路由塔基主控柜急停按鈕S1、機(jī)艙主控柜急停按鈕S2、變頻器急停按鈕S3的常閉接點(diǎn)以兩路冗余的方式分別串接于第一安全繼電器Jl的兩個(gè)輸入端構(gòu)成；第一安全繼電器Jl的兩個(gè)復(fù)位輸入端同時(shí)與手動(dòng)復(fù)位按鈕S4的常開(kāi)接點(diǎn)和遠(yuǎn)端復(fù)位接點(diǎn)Kll兩端相連接，構(gòu)成第一安全繼電器Jl的復(fù)位回路；第一安全繼電器Jl的兩個(gè)主觸點(diǎn)輸入端分別與直流24V電源的正極+24VDC相連接；第一安全繼電器Jl的兩個(gè)主觸點(diǎn)輸出端，ー個(gè)與第二安全繼電器J2的正電源輸入端相連接，另ー個(gè)為PLC反饋信號(hào)端XI，與PLC相連接；第一安全繼電器Jl的正電源輸入端與直流24V電源的正極+24VDC相連接，負(fù)電源輸入端與直流24V電源的負(fù)極OVDC相連接；
[0007]第二安全繼電器J2的輸入回路由常閉接點(diǎn)Kl一KlO按照風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況排列串接于第二安全繼電器J2的輸入端所構(gòu)成；第二安全繼電器J2的復(fù)位輸入端同時(shí)與手動(dòng)復(fù)位按鈕S6的常開(kāi)接點(diǎn)和遠(yuǎn)端復(fù)位按鈕K12兩端相連接，構(gòu)成第二安全繼電器J2的復(fù)位回路；第二安全繼電器J2的四個(gè)主觸點(diǎn)輸入端分別與直流24V電源的正極+24VDC相連接；第二安全繼電器J2的四個(gè)主觸點(diǎn)輸出端分別為:緊急順槳信號(hào)端X2、風(fēng)電機(jī)組包括偏航電機(jī)等部分設(shè)備控制信號(hào)電源端X3、主軸抱閘信號(hào)端X4和PLC反饋信號(hào)端X5，其分別與相應(yīng)的執(zhí)行部件相連接；第二安全繼電器J2的負(fù)電源輸入端與直流24V電源的負(fù)極OVDC相連接。
[0008]所述的常閉接點(diǎn)Kl一KlO為功率超限報(bào)警接點(diǎn)Kl，塔基柜PLC死機(jī)接點(diǎn)K2，主軸超速I接點(diǎn)K3，順時(shí)針扭纜極限接點(diǎn)K4，逆時(shí)針扭攔極限接點(diǎn)K5，振動(dòng)過(guò)大報(bào)警接點(diǎn)K6，變槳系統(tǒng)死機(jī)接點(diǎn)K7，機(jī)艙柜PLC死機(jī)接點(diǎn)K8，主軸超速2接點(diǎn)K9，PLC控制斷開(kāi)接點(diǎn)K10。
[0009]本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:安全保護(hù)裝置的輸入、輸出和復(fù)位完全依靠硬接線接入機(jī)艙柜的兩個(gè)專門(mén)用于安全回路的安全繼電器之中，使整個(gè)安全保護(hù)裝置分為兩個(gè)級(jí)別，其中第一安全繼電器最高安全等級(jí)為4級(jí)，輸入信號(hào)為相對(duì)比較重要的各系統(tǒng)急停按鈕信號(hào)，這些信號(hào)同樣重要，不需排序，第二安全繼電器最高安全等級(jí)為2級(jí)，其他各保護(hù)信號(hào)按照風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況排列串接于第二安全繼電器的輸入端，其功能和控制回路完全與PLC控制系統(tǒng)獨(dú)立出來(lái)，在PLC死機(jī)、通訊中斷或無(wú)法正常運(yùn)行的情況仍可以保障機(jī)組的安全，具有失效保護(hù)功能，其各輸入接點(diǎn)和輸出接點(diǎn)信號(hào)同時(shí)以獨(dú)立的開(kāi)關(guān)量數(shù)字信號(hào)方式輸入給PLC，便于機(jī)組故障點(diǎn)的診斷，對(duì)PLC廠家和類型沒(méi)有要求，通用性強(qiáng)，只増加了兩個(gè)安全繼電器，信號(hào)線纜和若干輔助觸點(diǎn)，具有較高的成本優(yōu)勢(shì)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明提供的硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置的組成原理圖。
[0011]圖2為本發(fā)明提供的硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置的輸入保護(hù)信號(hào)的排序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明提供的硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置主要由放置于機(jī)艙柜內(nèi)的第一安全繼電器Jl和第二安全繼電器J2構(gòu)成，其中:第一安全繼電器Jl的兩個(gè)輸入回路由塔基主控柜急停按鈕S1、機(jī)艙主控柜急停按鈕S2、變頻器急停按鈕S3的常閉接點(diǎn)以兩路冗余的方式串接于第一安全繼電器Jl的兩個(gè)輸入端構(gòu)成，防止由于急停按鈕某個(gè)觸點(diǎn)的故障而使急停按鈕失效，這樣本地的急停操作更加可靠，上述三個(gè)接點(diǎn)同樣重要，不需排序，第一安全繼電器Jl最高安全等級(jí)為4級(jí)；
[0014]第一安全繼電器Jl的兩個(gè)復(fù)位輸入端同時(shí)與手動(dòng)復(fù)位按鈕S4的常開(kāi)接點(diǎn)和遠(yuǎn)端復(fù)位接點(diǎn)Kll兩端相連接，構(gòu)成第一安全繼電器Jl的復(fù)位回路；
[0015]第一安全繼電器Jl的兩個(gè)主觸點(diǎn)輸入端分別與直流24V電源的正極+24VDC相連接；第一安全繼電器Jl的兩個(gè)主觸點(diǎn)輸出端，ー個(gè)與第二安全繼電器J2的正電源輸入端相連接，另ー個(gè)為PLC反饋信號(hào)端XI，與PLC相連接；
[0016]第一安全繼電器Jl的正電源輸入端與直流24V電源的正極+24VDC相連接，負(fù)電源輸入端與直流24V電源的負(fù)極OVDC相連接。
[0017]第二安全繼電器J2的輸入回路由常閉接點(diǎn)Kl一KlO按照風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況排列串接于第二安全繼電器J2的輸入端所構(gòu)成，其排列原則考慮下列因素:
[0018]1.由于考慮到接點(diǎn)數(shù)量較多，有外來(lái)電源引入而引起誤動(dòng)作的可能，將相對(duì)重要的接點(diǎn)放在靠后的位置；
[0019]2.考慮可能由于ー種原因致使多個(gè)接點(diǎn)同時(shí)斷開(kāi)，近似可能同時(shí)報(bào)警的接點(diǎn)拉開(kāi)
距離靠?jī)啥耍?br> [0020]3.能導(dǎo)致其他接點(diǎn)動(dòng)作的接點(diǎn)靠前。
[0021]如圖1、圖2所示，第二安全繼電器J2的輸入回路的接點(diǎn)排列順序?yàn)?功率超限報(bào)警接點(diǎn)Kl，塔基柜PLC死機(jī)接點(diǎn)K2，主軸超速I接點(diǎn)K3，順時(shí)針扭纜極限接點(diǎn)K4，逆時(shí)針扭攔極限接點(diǎn)K5，振動(dòng)過(guò)大報(bào)警接點(diǎn)K6，變槳系統(tǒng)死機(jī)接點(diǎn)K7，機(jī)艙柜PLC死機(jī)接點(diǎn)K8，主軸超速2接點(diǎn)K9，PLC控制斷開(kāi)接點(diǎn)K10，上述常閉接點(diǎn)依次串聯(lián)后與第二安全繼電器J2的兩個(gè)輸入端子相連接，構(gòu)成輸入控制回路；
[0022]第二安全繼電器J2的復(fù)位輸入端同時(shí)與手動(dòng)復(fù)位按鈕S6的常開(kāi)接點(diǎn)和遠(yuǎn)端復(fù)位按鈕K12兩端相連接，構(gòu)成第二安全繼電器J2的復(fù)位回路；
[0023]第二安全繼電器J2的四個(gè)主觸點(diǎn)輸入端分別與直流24V電源的正極+24VDC相連接；第二安全繼電器J2的四個(gè)主觸點(diǎn)輸出端分別為:緊急順槳信號(hào)端X2、風(fēng)電機(jī)組包括偏航電機(jī)等部分設(shè)備控制信號(hào)電源端X3、主軸抱閘信號(hào)端X4和PLC反饋信號(hào)端X5，其分別與相應(yīng)的執(zhí)行部件相連接；
[0024]第二安全繼電器J2的負(fù)電源輸入端與直流24V電源的負(fù)極OVDC相連接。
[0025]所述的第二安全繼電器J2的最高安全等級(jí)為2級(jí)。
[0026]圖1中的A部分包括:塔基主控柜急停按鈕S1、功率超限報(bào)警接點(diǎn)Kl和塔基柜PLC死機(jī)接點(diǎn)K2，這部分設(shè)置在塔基主控柜內(nèi)，其它部件即圖1中的B部分，均設(shè)置在機(jī)艙主控柜中。
[0027]所述的第一安全繼電器Jl和第二安全繼電器J2均設(shè)置有復(fù)位功能，安全保護(hù)裝置報(bào)警會(huì)導(dǎo)致其輸入回路斷開(kāi)，當(dāng)報(bào)警消除，輸入回路恢復(fù)閉合后，需要通過(guò)按動(dòng)各自的手動(dòng)復(fù)位按鈕或遠(yuǎn)端復(fù)位按鈕，使得復(fù)位回路閉合后，才會(huì)解除安全保護(hù)裝置的報(bào)警；
[0028]所述的塔基主控柜中的各接點(diǎn)以信號(hào)電纜的方式連接入機(jī)艙主控柜內(nèi)，信號(hào)線屏蔽層合理接地，兩端接有信號(hào)防雷器。本裝置具有失效保護(hù)功能，各急停按鈕的常閉接點(diǎn)和其他機(jī)組安全報(bào)警接點(diǎn)同時(shí)以獨(dú)立的開(kāi)關(guān)量數(shù)字信號(hào)方式輸入給PLC，便于機(jī)組故障點(diǎn)的診斷。
[0029]本發(fā)明提供的硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置，其設(shè)計(jì)符合相關(guān)行業(yè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，獨(dú)立于控制系統(tǒng)，對(duì)PLC沒(méi)有要求，通用性強(qiáng)，成本較低，運(yùn)用可靠的硬件結(jié)構(gòu)作為保護(hù)機(jī)組正常運(yùn)行的保障。
【權(quán)利要求】
1.一種硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置，其特征在于:所述的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置主要由放置于機(jī)艙柜內(nèi)的第一安全繼電器Jl和第二安全繼電器J2構(gòu)成，其中:第一安全繼電器Jl的兩個(gè)輸入回路由塔基主控柜急停按鈕S1、機(jī)艙主控柜急停按鈕S2、變頻器急停按鈕S3的常閉接點(diǎn)以兩路冗余的方式分別串接于第一安全繼電器Jl的兩個(gè)輸入端構(gòu)成；第一安全繼電器Jl的兩個(gè)復(fù)位輸入端同時(shí)與手動(dòng)復(fù)位按鈕S4的常開(kāi)接點(diǎn)和遠(yuǎn)端復(fù)位接點(diǎn)Kll兩端相連接，構(gòu)成第一安全繼電器Jl的復(fù)位回路；第一安全繼電器Jl的兩個(gè)主觸點(diǎn)輸入端分別與直流24V電源的正極+24VDC相連接；第一安全繼電器Jl的兩個(gè)主觸點(diǎn)輸出端，ー個(gè)與第二安全繼電器J2的正電源輸入端相連接，另ー個(gè)為PLC反饋信號(hào)端XI，與PLC相連接；第一安全繼電器Jl的正電源輸入端與直流24V電源的正極+24VDC相連接，負(fù)電源輸入端與直流24V電源的負(fù)極OVDC相連接；第二安全繼電器J2的輸入回路由常閉接點(diǎn)Kl一KlO按照風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況排列串接于第二安全繼電器J2的輸入端所構(gòu)成；第二安全繼電器J2的復(fù)位輸入端同時(shí)與手動(dòng)復(fù)位按鈕S6的常開(kāi)接點(diǎn)和遠(yuǎn)端復(fù)位按鈕K12兩端相連接，構(gòu)成第二安全繼電器J2的復(fù)位回路；第二安全繼電器J2的四個(gè)主觸點(diǎn)輸入端分別與直流24V電源的正極+24VDC相連接；第二安全繼電器J2的四個(gè)主觸點(diǎn)輸出端分別為:緊急順槳信號(hào)端X2、風(fēng)電機(jī)組包括偏航電機(jī)等部分設(shè)備控制信號(hào)電源端X3、主軸抱閘信號(hào)端X4和PLC反饋信號(hào)端X5，其分別與相應(yīng)的執(zhí)行部件相連接；第二安全繼電器J2的負(fù)電源輸入端與直流24V電源的負(fù)極OVDC相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬接線搭建的風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)裝置，其特征在于:所述的常閉接點(diǎn)Kl一KlO為功率超限報(bào)警接點(diǎn)K1，塔基柜PLC死機(jī)接點(diǎn)K2，主軸超速I接點(diǎn)K3，順時(shí)針扭纜極限接點(diǎn)K4，逆時(shí)針扭攔極限接點(diǎn)K5，振動(dòng)過(guò)大報(bào)警接點(diǎn)K6，變槳系統(tǒng)死機(jī)接點(diǎn)K7，機(jī)艙柜PLC死機(jī)接點(diǎn)K8，主軸超速2接點(diǎn)K9，PLC控制斷開(kāi)接點(diǎn)K10。
【文檔編號(hào)】F03D7/00GK103557116SQ201310466162
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】徐耀, 劉超, 包天元 申請(qǐng)人:天津瑞能電氣有限公司