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风力发电机在风场投入运行,要考虑哪些必要的保护措施?

问:风力发电机在风场投入运行,要考虑哪些必要的保护措施?

答:在方案设计阶段,应在风力发电机组的系统方案框架内建立其运行管理,以使系统运行最佳化,并且保证万一发生故障时,仍能使风力发电机组保持在安全状态。下图表示了控制系统和保护系统的相互关系。

风力发电机组运行保护主要有以下项目:

(1)风机过速保护系统:对风机因风速过大引起风机转速过高进行保护。风机过速保护系统包括硬件保护即继电器过速保护和软件保护即电子故障逻辑控制过速保护。

(2)主电网保护:包括三相相位、三相电流、三相电压的一致性,允许的最大差异及存在延时时间。电网频率及电网的最大电流允许的最大差异及存在延时时间。如果有一项没有达到要求值,风机就会因报电网故障而停机。

(3)发电机短路保护:a.过电压保护;b.过电流保护;c.过速保护(飞车保护);d.欠压保护;e.过载保护;f.短路保护 ;g.低速保护;

(4)振动保护系统:所有的机械运动都会有振动,风机也是如此。振动大于允许值风机会报警,延时25秒,风机就会因振动过大而停机。

(5)紧急停机保护:在风力发电机组机舱和塔底都设有紧停开关。紧停的作用就是在风机发生特大事故的时候,按下紧停开关8±2秒后风机停机。

(6)功率:当功率高于风机额定值5%时,风机也会自动停机。

(7)风速:当风速超过切入风速和切出风速区域,会自动报警并紧急停车。

(8)温度保护:风力发电机组中各个传动部件、冷却系统、控制部件如果超过正常工作额定温度值时也会使得风机停机。主要部件为:a、齿轮箱前轴承后轴承温度;b、发电机前轴承后轴承温度;c、液压油最低及最高温度;d、齿轮油最低及最高温度;e、发电机和齿轮箱冷却水温度;f、变频器冷却水温度;g、机舱内最低及最高温度;h、发电机定子温度;

(9)刹车压力保护:风力发电机组中刹车有偏航刹车、高速轴刹车。

(10)纽揽保护:风机的纽揽保护是由纽揽开关来实现。当风机纽揽角度大于或是等于设定值时风机将停机强制解缆。当风机纽揽角度大于或是等设定值且风速小于3.0m/s时会停机并且自动解缆。

(11)风向保护:主风向和机舱位置相差15°,风机将偏航。故障累计重复报5次风机停机。

(12)防雷保护:风力发电机组的单机容量越来越大,风机塔也越来越高,风机的高度和安装位置高度决定了它是雷击的首选通道。风机内部集中了大量电气、电子设备,一次雷击带来的损失将是非常大的。因此,必须安装完整的防雷保护系统。

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