风力发电机组安全保护技术研究

风力发电机组安全保护技术研究

韩,磊

大唐集团辽宁分公司新能源事业部  辽宁省 沈阳市  110000

摘要：在风力发电应用过程中，周围环境和项目的运行都需要进行实时的检查、审核。并且对材料也有了更为严格的要求，借助相应的发电设计规范完善对电器的控制，由此降低不同外部因素所造成的不利影响，保障发电机能够处于安全运行的状态，但是当风力发电机运行时，仍然会有一些问题针对这些问题为了能够实现有效的防止，应该从安全技术入手保障发电机的使用效率。

关键词：风力发电；机组安全；保护技术

中图分类号：TK517.42    文献标识码：A

1概述

我国目前的电力输出主要来自火电和水电。逐年增加能源供应的困难、水资源短缺和地区间的不平衡严重制约了我国传统电力的发展。因此，预计风能、太阳能等新能源发电技术。自从19世纪末第一台风力涡轮机在丹麦诞生以来，风力发电一直在各种评论中发展。中国风能资源十分丰富，国家也十分重视风力发电。迄今为止，风力发电已经在发电行业占有一席之地，但由于运行效率低、安全事故多等问题，仍然制约着风力发电的稳步发展[1]。

2风力发电机组运行安全性的现实分析

2.1风机的设计

变桨距技术应用于风力发电机组的运行，可以有效地降低风力发电机组运行过程中的承载能力。同时，在无风的环境下也可以实现自动调节。在风力资源发生时，能够保证风机运行的稳定和安全。在风机系统控制过程中，可以采用不同的独立叶片结构，以保证机组运行的稳定性。即使在极端的环境条件下，发电机也能有效地防止损坏。记住通过风扇的制动和制动系统确保风扇叶片的正确使用。同时，当风机运行时，其动载荷将超过静载荷。所以在恶劣的天气条件下，工作人员需要提前保护风扇，以确保发电机设备的安全[2]。

2.2风力发电机组的安全保护系统

在风力发电机组运行经过里，有必要采取相应的保护措施，发电机可以在无人值守的环境中自动运行，并配有适当的自动化控制系统，并且对操作系统的数据展开相应的监控还有分析。还有，在风力发电机组自动控制经过里，可编程序的控制器为核心原件，通常会关联到plc技术等，借助相应的传感器从而科学地展开数据采集并上传到控制中心。接着则是借助科学的计算分析，由此保障风力发电系统能够处于相对平稳的状态。

2.3运行环境恶劣

风力发电机组运行的经过里，因为设备长时间处于露天状态，整体工作环境十分恶劣。并且由于自然因素通常表现的不可控，所以在一些极端天气条件下，会遇到风力过大的情况那么风力发电机的安全便可能由于周边环境的作用，为了保证发电机的质量，有必要加强对发电机的科学实验分析。通过对发电机材料的高温、低温和耐腐蚀性能的合理分析，保证了发电机的使用寿命和安全性[3]。

3风力发电机组安全保护技术探究

3.1短路保护

短路保护，通常短路整定值为2500a，当三相电流最大时，可达2500a，并且过流时间达到设定值0.06秒时，保护器判断: 有“短路”故障，发出“跳闸”指令和一般报警信号，此时故障立即动作，同时数字显示跳闸电流值和闪烁电流指示器。延迟设定时间实现，出故障状态时，自动取消报警新数。过电压保护，通常过电压保护整定值为690v，当过电压时间达到0.05秒的整定值时，判断该保护器为“过电压”故障，并发出“跳闸”指令和一般报警信号，此时故障继电器立即动作，同时数字显示跳闸电压值和闪烁电流指示灯。延迟设定时间实现，出故障状态时，自动取消报警新数。当发电机频率超过设定值75．0Hz 时，则保护器判断为“飞车”；并网后，当发电机频率超过设定范围(50.5-55.0赫兹)时，保护器判断为“超速”故障，发出跳闸、报警等信号。延迟后自动退出故障状态。当发电机接入电网时，三相电流最大一相达到2500a，延迟时间达到0.05秒，保护器被判定为”过载”故障，其后的运行基本上与短路保护一致。

3.2震动保护

风机里装有震动传感器，通常设定两层保护值，振动值达到 0．06G，时长达到 25 秒，则控制器会触发报警；当震动值达到 0.09G，时长达到 10秒，则风机会立即做停机处理[4]。

3.3 刹车保护

在风力发电机组中设置制动器，分为偏航制动器和高速轴制动器两种。正常压力为60-80bar，当压力小于20bar或大于100bar时，当风扇保护停止时，达到设定值10秒即触发偏航制动，正常高速轴制动压力为系统压力135bar，当压力小于80bar，延迟时间为10秒时，将导致风机保护关闭。

3.4扭缆保护

风机的纽揽保护是由纽揽开关来实现，基于每一次偏航，纽揽计数器都将计数，当风机纽揽角度≧1000°时风机将停机强制解缆；当风速小于 3．0m ／ s，且风机纽揽角度≧540°时会停机并且自动解缆。

3.5消防保护

风力发电机容易发生火灾，机舱内部发电机、液压系统、制动系统、偏航传动、控制柜、轮传动电机、蓄电池柜、塔底变流器、变压器等。这些部件由于长时间处于工作状态，如果维修不及时或部件老化，极易发生火灾现象。针对这种情况，有必要配置一个独立的火灾探测器来及时探测火灾，这些传感器实时监测风机舱内各部件的温度、烟气浓度和火焰，以确保快速准确地收集和反馈现场信息。

4保障风力发电机组安全运行技术的应用措施

4.1加强设备巡检管理

在风力发电系统运行经过里，其对应的状态往往会被系统硬件所制约。在风力发电机组的运行过程中，工作人员需要密切监测各机组的室内设备，并且要科学地展开相关运行参数的有效记录，定期进行现场检查，以保证风力发电机组叶片的正常运行。此外，在平时工作里还应包括对软件系统展开对应的检查，以达成对软件系统的有效维护作业。借助主动的维修能够促使设备失效的情况降低，促使整体的运行的稳定性得以提升。

4.2提高风力发电机组安装质量

在风力发电机组投产前，必须合理安装风力发电机组，保证安装质量，从而促使机组运行的可靠性大大增加，从而提高风力发电机组的整体经济效益。一般来说，风力发电机往往会被加置在一些相对偏僻的区域，这就对安装作业造成相当程度的困难。在安装过程中，要严格控制各个元件，确保连接点的安全，特别是一些联合检查加强电缆。如果接头连接不够紧密，便会造成安全问题的出现，甚至出现短路、火灾现象，造成严重的火灾问题。并且，也会给整个电力系统的安全运行造成极为严重的危害，导致出现相对更高的经济损失。针对这种问题，进行风力发电机组安装的经过里，有必要提升对各部位的查验，较好地把控施工工艺。按照国家标准，保证安装质量，防止安全问题的出现[5]。

4.3制定紧急状况的应对措施

一般而言，风力发电机组往往会被设置在室外环境里，一旦发生自然灾害，将对设备的运行构成严重威胁。因此，有必要借助科学的对策提升对机组电压的保护，特别是雷电接导系统的应用。同时，应采取相应的处理政策，确保电位连接合理，第一时间展开接地系统的检查作业，防止发生由雷电引起的发电机故障。另外，

设备运行的经过里往往会被风速所影响，过大的风量会导致发电机失灵。此外，如若是在潮湿环境、低温环境下，也会造成机组停机。这便对相应的工作人员提出了要求，在机组运行前必须展开绝缘性方面的科学检查，以确保设备的运行能够满足规范条件[6]。

5结束语

随着我国社会经济的发展，对电能的需求逐渐增加，各种发电方式不断涌现，其中风力发电的应用效率非常高。与其他发电方式相比，风力发电不会对环境造成更大的危害，而风能是一种可再生的节能资源，是我国实施的节能环保工程。但是，由于风力发电机组的运行过程会受到许多因素的影响，造成各种安全问题。因此，有必要加强风力发电机组的安全防护，保证发电机组的稳定运行，为电能的生产打下良好的基础。

参考文献：

[1]邢晓松,孙二涛.浅析风力发电机组的安全保护技术[J].电气传动自动化,2020,42(05):61-63.

[2]王超.风力发电机组安全保护技术探究[J].科学技术创新,2020(19):170-171.

[3]乔建旺.风力发电机组运行安全及控制措施的探索[J].商品与质量，2018( 14) :174．

[4]李鑫泉，胡建华，薛鹏，等.风力发电机组安全运行控制措施探析[J].中国高新区，2017，11: 102．

[5]王超.风力发电机组安全保护技术探究[J].科学技术创新，2020（19）：170－171．

[6]项峰,施展旺,张伟,郑鹏鹏,帅丽兰. 风力发电机组扭缆保护系统的设计及应用[C]. 中国农业机械工业协会风力机械分会.第七届中国风电后市场交流合作大会论文集.中国农业机械工业协会风力机械分会:中国农业机械工业协会风力机械分会,2020:267-272.