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风电机组智能超速保护测试装置

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项目概况

若风轮超速保护系统的安全环节失效,则可能导致风机飞车,造成无可挽回的经济损失。而风机的风轮速度是独立安全链系统中需要精确测量的参数,为确保这个环节的可靠有效和必要的灵敏度,各风机厂家均配置了独立于风机运行控制系统的超速保护系统,增强风机的安全性与可靠性,当风轮转速超过设定值时,超速保护系统动作启动风机制动系统,风力发电机组停机。 2010年,中国大唐集团发布了《中国大唐集团公司防止风力发电生产重大事故六项重点要求实施细则》,对防范风机叶轮超速(倒塔)等风电机组重大事故提出了工作要求,其中风电机组超速保护测试为必须开展的年度检查项目,但由于传统超速保护对测试气象条件的苛刻性和存在对风电机组造成损伤的可能性,这项要求未得到真正落实,规范开展此项工作的风电场不超过20%。近年来,包括中国大唐集团在内的风电企业均发生过因风机飞车超速保护未动作发生的风机倒塔的重大事故,落实相关测试要求非常必要。在2015年修编的《中国大唐集团新能源股份有限公司防止电力生产事故的十八项重点要求》中,对风电机组超速保护测试要求进行进一步规范,明确除传统测试方法外,可以采用专用工具进行测试,但目前国内尚无适合风电机组专用测试工具。 传统的超速保护测试对测试环境要求较高的要求,通常是要求在风速为3至6米之间,按风电机组主控测试界面进行操作,让风机自由旋转至转带达到超速保护定值,风机安全链动作,风机紧急刹车,测试完成。传统测试过程中,风机会因为超速保护系统启动进行急停,每次急停过程中气动刹车以及刹车抱死对正在高速运转的机械部件造成剧烈的冲击,当冲击较大时可能造成风机损害。另外定检时可能因风速条件不满足无法开展或缺乏相应的无损超速保护测试技术手段,绝大部分风电公司目前未按要求开展测试,给风机运行造成重大隐患。 为了实现对风机超速保护系统的无损检测,确保风机运行安全,该项目利用STM32单片机设计研发了适用于不同主流机型(如VESTAS、GAMESA、华锐、金风等)的风机超速保护系统检测装置,通过对当前主流机型的超速保护原理和实现方法进行研究,利用先进的嵌入式系统开发平台,研发适用于主流机型的专用风机超速保护测试装置,避免风机定检中因超速保护测试造成对风机传动部件的损伤,实现对风机超速保护的无损测试,确保风机运行安全。通过功能扩展,该装置还可能用于对传动系统中霍尔传感器、编码器等转速传感器的校核工具。