DLC 设计载荷状态
ECD 方向变化的极端相干阵风 ECG 极端相干阵风 EDC 极端风向变化 EOG 极端工作阵风
EWM 极端风速模型 EWS 极端风速切变 Subscript 以年计发生一次的机会 NTM 正常湍流模型 NWP 正常风廓线模型 F 疲劳 U 最大
N 正常的和极端的 A 非正常的 T 运输和安装 * 疲劳安全系数
6 控制和保护系统相关安全要求
WTGS的工作和安全性受控于控制系统和保护系统。 6.1控制和保护系统应满足的基本要求
1)电控系统的硬件设备及元器件应符合相应的标准及IEC60204-1的有关规定。可编程控制器应符合IEC61131-1和IEC61131-2的标准。
2)手动或自动的介入。应不损害保护系统功能。允许手动介入的装置在必要处应有清晰可辨的相应标记。
3)控制和保护系统的复位应能自由进行,不受干扰。
4)控制系统承受件或活动件中任何一件单独失效不应引起保护系统误动作。 5)可导致风力发电机组关机的紧急关机按钮应优先与自动控制系统的功能,并应安装在每个主要的工作地点。
6)当控制功能和安全功能发生冲突时,控制系统的功能应服从安全保护系统的要求。
7)由于内部故障或危机风力发电机组安全的跳闸关机时,风力发电机组应不能自动重新启动。
8)与安全保护系统功能有关的单个元器件的失效,应不会导致安全保护系统失效。
9)安全保护系统应至少能启用两套相互完全独立的制动系统。 6.2风力机控制
WTGS的控制系统通过主动的或被动的方式控制WTGS的运行,并使运行参数保持在它们的正常范围内。控制方式的选择要认真考虑。例如对维修而言,除了紧急停机按钮外,它的每种控制方式都应超越其他控制。控制方式的选择由选择器操纵,它可以被锁定在相应单独控制方式的每个位置上。当某些控制是数字时,要提供选择相应功能的数字码。
控制系统可控制的功能或参数如下:
6.3风力机安全保护
由于控制系统失效或内部及外部损伤或当发生危险导致WTGS不能保持正常工作时,保护系统应起作用。
保护系统在下列情况下应起作用:
保护系统按具有自动防止故障的功能来设计,通常能够在系统内电源或无安全寿命零件单独失效或故障情况下对WTGS进行保护。
如果两个或多个失效相互关联或共同起作用,可将它们按单一失效处理。 保护系统的非冗余零件必须分析最大强度、疲劳破坏和最大载荷,并且满足6.3的要求。
6.4监控和安全处理
监控装置应具有对风力发电机组运行状态和运行参数的检测功能。检测参数包括风速、风向、风轮或发电机转速、电气参数(频率、电压、电流、功率、功率因数、发电量等)、和温度(发电机绕组温度、轴承温度、齿轮箱油温、控制柜温度、外部环境温度)等;状态检测包括振动、电缆扭曲、电网失效、发电机短路、制动闸块的磨损、控制系统和偏航系统的运作情况以及机械零部件的故障和传感器的状态等。 1)转速:
转速信号应由两个独立的系统分别采集。应至少向控制系统提供两个转速信号,向安全保护系统提供一个转速信号。
风轮叶尖制动系统的任何触发均应提交控制系统和安全系统。
2)功率
功率测量设备应能采集平均值和短时功率峰值
如果功率超过过载功率PT,控制系统应自动启动相应保护措施,降低功率或关机。
如果瞬时功率超过临介功率PA,安全保护系统应自动启动相应保护措施。具体措施根据设计定,但无论如何,风力发电机组均应关机。
通常过载功率PT不应大于额定功率Pr的1.25倍,临介功率PA不应大于额定功率Pr的1.5倍.
如果由于过载功率PT而导致的风力发电机组关机,并且系统中没有故障,则该风力发电机组无需排除故障即可自动重启。 3)风速
作为控制系统出入参数的测量风速,应尽量考虑将轮毂高度未受干扰的风速作为相关测量参数
当风速超出切出风速VOUT时,风力发电机组应通过控制系统立即关机。 当风速超出短时切出风速VA时,风力发电机组应通过控制系统立即关机。 如果由于超出切出风速VOUT或短时切出风速VA而导致的风力发电机组关机,并且系统中没有故障,则该风力发电机组无需排除故障即可自动重启。 如果控制系统检测出风速测量装置有故障,则风力发电机组应关机。 4)振动
振动系指由于不平衡和运动在固有频率附近而引起的风力发电机组的强迫振动。不平衡可能时由于损伤、故障或其他原因导致
应连续的测量振动并将其振幅与极限值比较。如果实际测量的振动超过预先设定的极限值,关闭机组。 5)发电机短路及温度监控
风力发电机组应配备适当的短路保护装置,保护装置检测出短路后随时作出响应,并触发安全保护系统。
如检测到发电机绕组温度超过容许温度值,则控制系统应降低发电机的功率输出,以给其一个冷却的机会。若超过最大容许极限值时,风力发电机组安全保护系统作出响应。 6)电缆扭曲
电缆扭曲应满足下列要求:
6.5控制和保护的系统功能要求
保护系统应有一个或多个能使风轮由任意工作状态转入停止或空转状态的装置(机械的、电动的或气动的)。它们之中至少应有一个必须作用在低速轴上或WTGS的风轮上。须提供使风轮在小于Ve1的任意风速下由危险的空转状态转为完全静止状态的方法。按紧急停机按钮后,解除要求应有恰当的动作。紧急停机的解除不能导致机组重新启动,启动须单独进行。
应经常进行检查,以减少潜在的失效造成的危险。无安全寿命期的零件或装