风机急停系统筑起五重安全防线

原创 电子 [风光发电](javascript:void(0);)

急停机制是风力发电机组安全保护系统的核心，旨在紧急情况下快速、可靠地停止机组运行，防止设备损坏、人员伤亡或电网冲击。其设计遵循独立性、冗余性和硬件优先原则，确保在最恶劣工况下仍能有效执行。

一、急停机制的组成与原理

具有独立于主控系统的硬件回路，由继电器、硬接线和传感器构成，不依赖软件逻辑。采用“失效安全设计”（常闭回路），任何节点故障（如触点断开）直接触发急停。其优先级高于主控系统，急停指令可绕过主控直接执行。

由急停按钮（塔底和机舱均设置双触点急停按钮，防止单点失效）。超速传感器、振动传感器、电网监测模块等组成。

二、急停触发条件

1、发生机械超速，风轮转速≥120%额定转速，急停系统立即顺桨且进行机械制动。

2、 电网故障时， 电压跌落至20%额定值或频率偏差≥±2Hz， 强制脱网，顺桨停机。

3、变桨系统故障，电机过热（≥100℃）、编码器信号丢失≥500ms 切换备用电机，若仍失效则触发急停。

4、振动超限，机舱振动加速度≥5 m/s²（持续1秒）， 触发急停，停机检查。

5、火灾或烟雾报警，机舱消防系统检测到火情，顺桨停机，启动灭火装置 。

三、关键设计保障

1. 冗余执行机构

独立驱动：每个叶片配置独立变桨电机和控制器，单叶片故障不影响其余叶片顺桨。

双编码器：每个叶片安装两个绝对值编码器，通过多数表决机制排除错误信号。

2. 超级电容后备电源

低温适应性：内置加热模块，确保-40℃环境下容量衰减≤20%。

健康监测：实时监测电容内阻和电压，异常时提前预警。

3. 硬件优先原则

无软件依赖：安全链仅依赖继电器和硬接线，避免软件崩溃或通信延迟导致失效。

抗干扰设计：信号线采用屏蔽双绞线，接地电阻≤0.5Ω，防止电磁干扰误触发。

四、总结

急停机制通过硬件级冗余+独立安全链确保风力发电机组在极端工况下的本质安全。其核心价值在于：

零延迟响应：绕过主控直接动作，避免软件延迟或死机风险。

全工况覆盖：从电网故障到机械超速，覆盖所有潜在危险场景。

长寿命设计：超级电容与冗余电机保障20年生命周期内的可靠性。

通过严格遵循标准要求，并结合实际运维数据优化，急停机制可显著提升风电场的安全性与经济性。