[实用新型]大型风力发电机组的过转速保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组。 

背景技术

2012年我国风电新增装机1296万千瓦，约占全球总量的29%，累计装机容量7532万千瓦，约占全球总量的27%。风电已超越核电，成为继煤电和水电之后的第三大主力电源。随着风电新增装机容量的节节高升，风电事故也是接连不断，运行机组的安全性能得到了前所未有的关注。 

早期的定速定桨机组故障时，通过将小叶尖从工作位置甩出，在弹簧力和离心力作用下旋转74度，形成空气阻尼板减少风能吸收，使机组转速迅速下降到安全的范围。MW级变速恒频机组发生故障停机时，通过变桨系统控制叶片全桨叶转至顺桨位置，减少风载吸收来制动风力发电机组。变桨系统作为机组主要刹车和安全保护装置，若在机组故障停机时，不能及时将桨叶转至顺桨位置，机组转速将处于不可控状态，甚至引起机组风车等严重事故。 

变桨系统按驱动类型的不同分为液压变桨和电动变桨，电动变桨按驱动电机的不同分为直流变桨和交流变桨。交流电机由于其经济性和免维护性，在风力发电机组变桨系统中广泛使用。交流变桨通常采用“整流单元→直流母线（备用电源）→逆变单元→交流电机”的结构。通常情况下在变桨系统供电出现故障时，变桨系统由备用电源经逆变单元后驱动交流电机执行停机。然而，由于交流变桨的备用电源和交流电机之间存在逆变单元这一环节，当发生严重电网故障时，如高电 压、电网谐振等复杂工况下，而影响逆变单元的正常工作时，将严重影响机组的安全。另一方面，变桨系统和机组之间通过滑环连接，当机组发生故障时，通过滑环将信号传递给变桨系统执行停机。由于滑环是需要定期维护的旋转结构，使得变桨系统依据主控系统停机命令执行停机的可靠性大大降低。 

发明内容

为了克服已有大型风力发电机组的可靠性较差、安全性较低的不足,本实用新型提供了一种可靠性良好、安全性较高的大型风力发电机组的过转速保护装置。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种大型风力发电机组的过转速保护装置，包括偏航中间继电器、刹车中间继电器、延时继电器和转速监测模块，所述转速监测监测模块包括用以检测发电机转速的转速检测单元、用以当转速超过设定阈值时控制偏航中间继电器闭合的偏航启动控制单元、用以当偏航中间继电器闭合后启动延时继电器的延时控制单元和用以当转速低于安全转速时控制刹车中间继电器闭合的刹车启动控制单元，所述转速监测单元分别与所述偏航启动控制单元、刹车启动控制单元连接，所述刹车启动控制单元与刹车中间继电器连接，所述刹车中间继电器为机械刹车系统的启动开关，所述偏航启动控制单元与所述偏航中间继电器连接，所述偏差中间继电器为偏航系统的启动开关，所述偏航启动控制单元与所述延时控制单元连接，所述延时控制单元与所述延时继电器连接，所述延时继电器与所述偏航系统连接。 

本实用新型的技术构思为：通过监测发电机转速，触发机组90度侧风偏航功能，以一种纯粹硬件电路方式实现，提高了机组保护的 可靠性。尤其当故障停机已触发，桨叶仍然不能正常顺桨，机组处于转速不可控的危险状态时，只要转速检测模块检测到机组转速超过设定值，都能触发机组进行90度侧风偏航来减少风载吸收，将转速降至安全范围。采用偏航90度侧风的过转速保护方式基于原有机组的发电机转速信号，通过增加发电机转速监测模块控制原有偏航系统侧风偏航90度的方式，具有实现简单、实用性强的优点。偏航90度侧风装置是独立于机组安全链以外的更高级别最后一道安全保护，可广泛应用于采用主动偏航的定速定桨、双馈型和直驱型等MW级变速恒频机组中。 

本实用新型的有益效果主要表现在：可靠性良好、安全性较高。

附图说明 

图1为侧风偏航结构示意图。 

图2为侧风偏航90度流程图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。