[实用新型]风力发电机组的安全链系统和风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组的安全领域，尤其涉及风力发电机组的安全链系统和风力发电机组。

背景技术

风能作为一种清洁可再生能源，已经成为当前重点发展的能源。风力发电技术是将风能转换为机械能，进而再将机械能转化为电能的技术。随着风力发电技术不断发展，风力发电机组得到了越来越多的应用。

常见的风力发电机组包括塔筒、机舱、轮毂、转子叶片、发电机以及变桨系统、刹车系统、变流器等。塔筒设置于地基上，机舱设置于塔顶，发电机设置于机舱，转子叶片通过轮毂连接在一起，轮毂与发电机连接。这样当风力发电机组运转进行发电时，转子叶片被风力带动旋转，进而带动发电机进行发电。

为了确保安全运行，风力发电机组通常配置安全链系统。安全链系统可对风力发电机组起保护作用，用于当风力发电机组控制功能失效、内外部损伤或危险事件导致风力发电机组不能保持正常运行时，安全链系统可使风力发电机组安全停机，以实现对风力发电机组的保护。安全链作为风力发电机组安全运行的最后一道保障，是风力发电机组的一个重要组成部分。

目前常见的风力发电机组的安全链系统有以下两种设计方案：

1.安全链保护点硬连线串联模式

它是由24V直流电源以及关键设备的检测保护点串联构成的安全链回路。正常情况下，安全链回路上的所有检测保护点均处于闭合状态。安全链回路上任意一个安全保护点断开，该回路将会失电，安全链系统通过收桨和机械刹车等实现风力发电机组停机。

2.安全链保护点安全继电器(安全CPU)串联模式

使用安全继电器(安全CPU)实现对风力发电机组重要设备的保护监控。安全继电器(安全CPU)具有多路接点输入和输出功能。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种快速识别故障的风力发电机组的安全链系统和风力发电机组。

本实用新型的一个方面提供了风力发电机组的安全链系统，包括：一个主控制器；一个塔底急停按钮；一个机舱柜急停按钮；一个机舱操作盒急停按钮；一个轮毂超速检测模块；至少一个变桨系统检测模块；和

与主控制器电连接的复数个分布式安全型输入输出模块，包括：

一个位于塔底的第一安全型输入输出模块，包括：

一个第一安全型输入模块，与塔底急停按钮电连接；和

一个第一安全型输出模块，用于控制风力发电机组执行安全操作；

一个位于机舱的第二安全型输入输出模块，包括：

一个第二安全型输入模块，与机舱柜急停按钮和机舱操作盒急停按钮电连接；和

一个第二安全型输出模块，用于控制风力发电机组执行安全操作；以及，

一个位于轮毂的第三安全型输入输出模块，包括：

一个第三安全型输入模块，与轮毂超速检测模块和至少一变桨系统检测模块电连接；和

一个第三安全型输出模块，用于控制风力发电机组执行安全操作。

采用分布式安全型输入输出模块作为安全信号的输入和输出，能够快速识别故障。

在风力发电机组的安全链系统的另一种示意性的实施方式中，还包括：一个位于塔底的第一安全链复位按钮，与第一安全型输入模块电连接；和一个位于机舱的第二安全链复位按钮，与第二安全型输入模块电连接。分别在塔底和机舱设置安全链复位按钮能够很方便地实现安全链复位。

在风力发电机组的安全链系统的再一种示意性的实施方式中，还包括下列中的一个或复数个：变流器检测模块，与第一安全型输入模块电连接；扭缆检测模块，与第二安全型输入模块电连接；和振动检测模块，与第二安全型输入模块电连接。对变流器、扭缆、振动其中的一个或复数个进行安全保护。

在风力发电机组的安全链系统的又一种示意性的实施方式中，第一安全型输出模块与机舱电源开关和变流器电连接，分别用于控制机舱电源开关的通断，和控制变流器执行安全操作；第二安全型输出模块与偏航系统电连接，用于控制偏航系统执行安全操作；第三安全型输出模块与变桨系统电连接，用于控制变桨系统执行安全操作。第一安全输出模块、第二安全输出模块、第三安全输出模块分别控制不同的安全执行机构进行安全操作，可并行操作、效率高，相互不影响、安全性高。

在风力发电机组的安全链系统的又一种示意性的实施方式中，变桨系统检测模块有三个，三个变桨系统检测模块串联后接入第三安全型输入模块。三个变桨系统检测模块串联，任何一个检测到故障都会使得安全链起作用，更好地保护变桨系统。