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皮尔磁:可编程控制器PNOZmulti2助力中国风电建设

供稿:皮尔磁工业自动化(上海)有限公司 2020/4/8 15:54:00

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2005年4月14日位于苏格兰的Cystal Rig Wind Farm风场刮起了一场特大风暴,通常这种情况下,为防止风机损毁,风场内所有风机应该进入停机状态。但是谁也没有料到,有一台风机却依然保持运行状态。结果由于超速运行,该风机的叶片发生了损毁。幸运的是,该事故未导致人员伤亡,但是该事件却导致该风机厂商的竞争者对其风电技术的安全性提出质疑,最终导致该公司无法继续在当地开发更多的风场。

 

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由此可见,风力发电机组需一套安全控制系统,保证其在长期暴露于复杂多样的天气和环境因素条件下,能够保证高效生产的同时,确保人员和设备的安全。风机受相关的国际标准和指令管制,如机械指令(2006/42/EC)和IEC61400。

 

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何为风力发电机组中的安全系统? 其实安全系统和控制系统属于两个不同的概念。控制系统是指根据接受到的风力发电机组信息和环境信息,调节风力发电机组,使其保持在正常运行范围内的系统。而安全系统是指在逻辑上优先于控制系统的一种系统,在超过有关安全的限值后,或者如控制系统不能使机组保持在正常运行范围内,则安全系统动作,使机组保持在安全状态。当控制系统和安全功能发生冲突之时,控制系统的功能应服从安全系统的要求。总之安全系统的意义就在于,当机组出现异常或故障时,确保其处于安全状态。

何为安全系统中的安全功能?由于风力发电机组的内部或外部发生故障,或监控的参数超过极限值而出现危险情况,或控制系统失效,风力发电机组不能保持在它的正常运行范围内,则应启动安全系统,使风力发电机组维持在安全状态。当出现如下情况时,安全系统应该被启动:控制系统功能失效、紧急停止按钮被触发、超速、过度振动、由于机舱偏航转动造成电缆的过度扭曲、发动机过载或出现故障(功率、短路、温度监控)、在电网失电或负载丢失时的关机失效。

安全系统一般分为3个安全级别,即人员级别、偏航级别和机组级别。人员级别针对人员进行安全保护,当人员级别被触发后,安全系统将触发变桨系统进入顺桨状态,停止偏航系统运行,断开电网和发电机侧断路器,触发风机转子刹车。当偏航级别被触发后,安全系统将触发变桨系统进入顺桨状态,停止偏航系统运行。当机组级别被触发后,安全系统通常将触发变桨系统进入顺桨状态,但偏航系统允许继续运行。综上所述,人员级别的安全等级最高,偏航级别安全等级次之,机组级别安全等级最低。

PNOZmulit2可编程控制系统可用于实施风机多重安全功能。包括监控所有安全相关的风机参数,转子和发电机轴超速监控,风向的安全监控、针对风向的机舱位置监控、绞缆监控和叶桨调整的安全监控、变桨驱动和变桨角度的监控、应急电源的监控、设备保护的信号监控,如油温或发动机温度的监控、压力、振动或电气变量,以便保护设备。

 

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通过PNOZmulit2可编程控制系统,可以满足GL Wind 风力涡轮机认证的指导方针中给出的关于风电机组的保护功能对应的性能等级。

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PAScal Safety Calculator 是一款确认功能安全的计算工具。通过它可以根据使用的风机组件计算风机安全系统的安全性能等级(Performance Level, PL)。运算的过程是基于安全标准EN ISO 13849-1。计算的结果与安全功能所要求的安全参数进行比较并以图形的方式显示。在PAScal数据库中不但有所有皮尔磁产品的安全相关的特点数据可进行调用,同时PAScal支持VDMA-66413与SISTEMA程序库格式。这能确保来自不同制造商的资料会以标准化格式显示。PAScal通过TÜV SÜD认证。

 

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皮尔磁在机械安全咨询服务领域具有多年的经验,是值得您信赖的专家。我们可提供专为风机定制的服务支持,这些服务包括风险评估、安全概念、安全验证和CE标志支持。

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审核编辑(王静)
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