风电变桨系统的安全链及风电变桨系统的制作方法

本发明涉及一种风电变桨系统的安全链及风电变桨系统。

背景技术：

变桨系统是风力发电机组的重要组成部分，主要功能是通过对叶片节距角的控制，实现最大风能捕获以及恒速运行。所以变桨系统的可靠运行关系着风电的安全性。现有技术的变桨安全链大多只考虑变桨系统与主控之间的安全性，例如专利200910025946.2，很少考虑变桨系统内部核心器件，如控制器、变频器等的安全保护。而变桨系统中器件的故障会引起变桨系统乃至整个风电的正常运行。另外，核心器件存在故障时需要对变桨系统进行停机检查，作业人员对变桨系统进行查修前需确保电机及叶片停止运行，稍有不慎会危及作业人员的人身安全。而变桨系统的停机是一个复杂及缓慢的过程，现有技术的变桨系统安全链大多没有考虑作业人员主动的触发安全模式，因此在安全性上仍有不足。

技术实现要素：

在发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的风电变桨系统的安全链没有考虑变桨系统的核心器件的安全保护的问题，提供一种风电变桨系统及其安全链。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种风电变桨系统的安全链，其特点在于，该安全链包括供电电源、变桨控制器、继电器、轴1维护开关、轴1急停按钮、轴1驱动器正常触点、轴2维护开关、轴2急停按钮、轴2驱动器正常触点、轴3维护开关、轴3急停按钮、轴3驱动器正常触点；该供电电源电源、该轴3急停按钮、该轴3维护开关、该轴2急停按钮、该轴2维护开关、该轴1维 护开关、该轴1急停按钮与该变桨控制器的第一安全触点串联的一路电路的两端接入该继电器；该轴1驱动器正常触点、该轴2驱动器正常触点、该轴3驱动器正常触点及该变桨控制器的第二安全触点依次串联的一路电路的两端接入该继电器。

较佳地，该轴1驱动器正常触点、该轴2驱动器正常触点、该轴3驱动器正常触点及该变桨控制器的第三安全触点依次串联的另一路电路的接入该继电器。驱动器属于高等级元器件，设置这样的双冗余通道可以确保驱动器故障时断开安全链路，若一路电路出现故障没有使驱动器立即停止运行，还有另一路电路来执行。

较佳地，该供电电源为24V直流电源。

24V直流电源的抗干扰能力比现场总线通信要强，且传输故障指令没有延时，使响应迅速，安全系数高。另外，24V直流电源可通过元器件内部的触点即可连接起来，不需要外加总线耦合器，降低了设备总成本。

较佳地，该轴1维护开关、该轴2维护开关、该轴3维护开关均为常开开关。

其中维护开关分别位于三个风机控制柜的柜体外部侧面，用于单轴维护。需对风机进行维护时，按下维护开关，当维护开关被按下，作业人员不能对变桨电机进行操作，避免了维修人员在对风机进行维修当中其他作业人员误开启风机而对维修人员进行的人身伤害。

较佳地，该轴1驱动器正常触点、该轴2驱动器正常触点、该轴3驱动器正常触点均为常开触点。

若驱动器出现故障，驱动器正常触点立即断开，致使驱动器立即停止运行。

较佳地，该轴1急停按钮、该轴2急停按钮、该轴3急停按钮均设有常闭接点。

急停按钮也可以称为“紧急停止按钮”，若遇紧急情况，如驱动器出现故障或风机危及到人身安全，此时需要作业人员按下急停按钮使驱动器立即 停止运行。

本发明还包括一种风电变桨系统，该风电变桨系统包括如上所述的风电变桨系统的安全链。

本发明的积极进步效果在于：本发明在安全链回路中增加了维护开关、急停按钮，可以保证变桨系统中器件遇到故障时能以最快的速度执行保护逻辑，还可以让作业人员主动的触发安全模式，设计思路处理保证设备的安全性以外，更加体现出对人员安全的保护理念。另外，双冗余通道的驱动器正常回路设置，可以确保需紧急停止驱动器的情况下快速切断驱动器正常回路，保证其他器件的安全。

附图说明

图1为本发明实施例1的风电变桨系统的安全链的电路示意图

图2为本发明实施例2的风电变桨系统的安全链的电路示意图

具体实施方式

下面举两个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

实施例1

如图1所示，一种风电变桨系统的安全链，该安全链包括24V直流供电电源1、变桨控制器2、继电器3、轴1维护开关41、轴1急停按钮51、轴1驱动器正常触点61、轴2维护开关42、轴2急停按钮52、轴2驱动器正常触点62、轴3维护开关43、轴3急停按钮53、轴3驱动器正常触点63。该供电电源1、该轴3急停按钮53、该轴3维护开关43、该轴2急停按钮52、该轴2维护开关42、该轴1维护开关41、该轴1急停按钮51与该变桨控制器2的第一安全触点21串联的一路电路的两端接入该继电器3，该回路构成了变桨安全链的内部回路。该轴1驱动器正常触点61、该轴2驱动器正常触点62、该轴3驱动器正常触点63及该变桨控制器2的第二安全触点22依次串联的一路电路的两端接入该继电器3，该回路构成 了变桨安全链的驱动器正常回路。

本实施例中，该轴1维护开关41、该轴2维护开关42、该轴3维护开关43均为常开开关；该轴1驱动器正常触点61、该轴2驱动器正常触点62、该轴3驱动器正常触点63均为常开触点；该轴1急停按钮51、该轴2急停按钮52、该轴3急停按钮53均设有常开接点。

变桨控制器2采用由B&R公司生产的芯片X20CP1585，变桨控制器2具有三个安全触点。变桨系统处于正常工作状态，各维护开关、急停按钮、驱动器正常触点及变桨控制器2的安全触点均处于闭合状态。

本方案的变桨安全链通过一个对外接口连接主控系统的安全链。若变桨控制器2发生故障，变桨控制器2的第一安全触点21断开，变桨安全链回路断开。以下是对本方案操作后风机系统的其他操作：变桨安全链回路断开致使本方案外的主控系统的安全链断开，变桨系统安全链断开触发主控系统安全链断开的同时，使风机的三个叶片全部向风暴位置处收桨，直到91度限位开关被压下。

若变桨系统中的驱动器出现故障或者风机危及人身安全需要紧急停止时，作业人员将所处轴的急停按钮按下，该急停按钮断开使变桨安全链回路断开，变桨安全链回路断开使继电器3动作，从而驱动器立即停止输出。

若驱动器发生故障，变桨控制器2的第二安全触点22断开使驱动器正常回路断开，引起继电器3动作，从而驱动器立即停止运行。

实施例2

实施例2的风电变桨系统的安全链与实施例1基本相同，不同之处在于该安全链的驱动器正常回路具有两个通道，如图2所示，该轴1驱动器正常触点61、该轴2驱动器正常触点62、该轴3驱动器正常触点63及该变桨控制器2的第三安全触点23依次串联的另一路电路的两端接入该继电器3，该回路构成变桨安全链的另一路驱动器正常回路。驱动器作为最终的执行设备，当一路驱动器正常回路出现故障未能立即停止驱动器，还有另一路驱动器故障电路来保证停止驱动器运行，故设置这样的双冗余通道，确保了当驱 动器出现故障能正确、快速地停止运行。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。