一、风力发电机组安全链的控制原理介绍

安全链是独立于机组PLC控制系统的硬件保护措施。采用反逻辑设计，将可能对风力机组造成严重损害的故障节点串联成一个回路：紧急停机按钮（塔底主控制柜）、发电机过速模块的1和2、扭缆开关、来自变桨系统安全链的信号、紧急停机按钮（机舱控制柜）、振动开关、到变桨系统的安全链信号、PLC急停信号。一旦其中一个节点动作，将引起整条回路断电，机组进入紧急停机过程，并使主控系统和变流系统处于闭锁状态。如果故障节点得不到恢复，那么整个机组的正常的运行操作都不能实现。同时，安全链也是整个机组的最后一道保护，它处于机组的软件保护之后。安全系统由符合国际安全标准的安全继电器和硬件开关节点组成，它的实施应用使机组更加安全可靠。

目前所有的风力发电机组都有这样一套安全链保护系统。

二、机组安全系统的结构

从上图我们可以看出，变桨系统通过每个变桨柜中的K4继电器的触点来影响主控系统的安全链，而主控系统的安全链是通过每个变桨柜中的K7继电器的线圈来影响变桨系统。变桨的安全链与主控的安全链相互独立而又相互影响。当主控系统的安全链上一个节点动作断开时，安全链到变桨的继电器-112K2线圈失电，其触点断开，每个变桨柜中的K7继电器的线圈失电触点断开，变桨系统进入到紧急停机的模式，迅速向90度顺桨。当变桨系统出现故障（如变桨变频器OK信号丢失、90度限位开关动作等）时，变桨系统切断K4 继电器上的电源，K4 继电器的触点断开，使安全链来自变桨的继电器-115K7 线圈失电，其触点断开，主控系统的整个安全链也断开。同时，安全链到变桨的继电器-112K2线圈失电，其触点断开，每个变桨柜中的K7继电器的线圈失电触点断开，变桨系统中没有出现故障的叶片的控制系统进入到紧急停机的模式，迅速向90度顺桨。这样的设计使安全链环环相扣，能最大限度的对机组起到保护作用。

三、安全链中的各个节点及其动作原理

3.1 扭缆开关

扭缆开关被安装在机舱中的偏航扭缆计数器（凸轮计数器）中。偏航扭缆计数器里面挂载凸轮微动开关，而且由凸轮与微动触点之间的距离可以计算出凸轮触动触点时机组的偏航行程，所以把偏航扭缆计数器凸轮微动开关串接到机组的安全链里作为机组的扭缆的最后一道安全保护。

3.2 振动开关

振动开关监测的是机组的机舱的振动摆幅，同时也是机组振动的最后一道保护，其开关触点被串接在机组的安全链回路里。常见的振动开关有摆锤式和链球式两种。1.5兆瓦机组中使用的是摆锤式振动开关。摆锤式振动开关由一个安装在微动开关上的摆针及重锤组成，重锤按照机组摆动幅度的保护数值被固定在摆针的合适位置上。当机组因振动出现较大幅度的摆动时，摆锤带动摆针晃动，使微动开关动作引起机组的紧急或安全停机。机组重新启动时，摆锤必须回到竖直位置。

3.3 发电机过速1和过速2

在1.5兆瓦风机过速保护上使用 Overspeed  模块判断电机转速是否超过设定保护值。若电机转速超过设定保护值，则模块将断开内部的保护触点。该触点信号在串联在系统安全链内，从而导致系统安全链动作机组保护停机，从而达到电机过速保护的目的。

短接点的设定连接

目前，77和82机组的过速设定值是21转，短接5、6、9三个点。可以通过多个组合连接设定保护值，范围是15～30.5rpm，最小区分度为0.5rpm。短接设定如下表。

3.4 紧急停机按钮

3.5安全继电器

菲尼克斯PRS-ESAM4型安全继电器的内部电路