4.6. 多重保護安全系統
(1)安全系統硬件的實現
A、主電路保護
B、過壓、過流保護
C、瞬態保護
D、防雷保護系統
(2)微機控制器軟件的安全設計實現
(3)軟件安全設計
5.控制與安全系統的使用與維護
風力發電機組組安全運行的實現主要由控制系統和與之配合機械執行機構完成,所以必須經常進行使用維護,從電氣的角度考慮,主要進行使用和維護的電器裝置有伺服電動機、空氣開關、交流接觸器、繼電器、保險絲、微控制器和接地保護裝置。
5.1. 伺服三相異步電動機使用與維修
5.2. 熔斷器的使用與維修
5.4. 母線的使用與安裝
5.5. 低壓配電盤運行與維修
5.6. 中間繼電器的維修
5.7. 時間繼電器使用與維修
5.8. 交流接觸器運行與維修
6.控制與安全系統的常見故障
6.1. 故障來源
風力發電控制系統的故障表現形式,由于其構成的復雜性而千變萬化。但總起來講,一類故障是暫時的,而另一類則屬于永久性故障。例如,由于某種干擾使控制系統的程序“走飛”,脫離了用戶程序。這類故障必然使系統無法完成用戶所要求的功能。但系統復位之后,整個應用系統仍然能正確地運行用戶程序。還有,某硬件連線、插頭等接觸不良,時接觸時不接觸;某硬件電路性能變壞,接近失效而時好時壞、它們對系統的影響表現出來也是系統工作時好時壞,出現暫時性的故障。當然,另外一些情況就是硬件的永久性損壞或軟件錯誤,它們造成系統永久故障。
不管是暫時故障還是永久故障,作為控制系統設計者來說,在進行系統設計時就必須考慮使它們減到最小,達到用戶的可靠性指標的要求。造成故障的因素是多方面的,歸納起來主要有如下幾個方面。
(1)內部因素
產生故障的原因來自構成風力發電控制系統本身,是由構成系統的硬件或軟件所產生的故障。例如,硬件連線開路、短路;接插件接觸不良;焊接工藝不好;所用元器件失效;元器件經長期使用后性能變壞;軟件上的種種錯誤以及系統內部各部分之間的相互影響等等。
(2)環境因素
風力發電機所處的惡劣環境會對其控制系統施加更大的應力,使系統故障顯著增加。讀者會有這樣的經驗,當環境溫度很高或過低時,控制系統都容易發生故障。環境因素除環境溫度外,還有濕度、沖擊、振動、壓力、粉塵、鹽霧以及電網電壓的波動與干擾;周圍環境的電磁干擾等等。所有這些外部環境的影響在我們進行系統設計時都要認真加以考慮,力求克服它們造成的不利影響。
(3)人為因素
風力發電控制系統是由人來設計而后供人來使用的。因此,由于人為因素而使系統產生故障是客觀存在的。例如:在進行電路設計、結構設計、工藝設計以至于熱設計、防止電磁干擾設計中,設計人員考慮不周或疏忽大意,必然會給后來研制的系統帶來后患。在進行軟件設計時,設計人員忽視了某些條件,在調試時又沒有檢查出來,則在系統運行中一旦進入這部分軟件,必然會產生錯誤。
同樣,風力發電控制系統的操作人員在使用過程中也有可能按錯按鈕、輸入錯誤的參數、下達錯誤的命令等等,最終結果也是使系統出現錯誤。
以上這些是風力發電控制系統故障的原因,可直接使系統發生故障。
6.2. 控制與安全系統常出現的硬件故障
(1)硬件故障
構成風力發電控制系統的硬件包括各種部件。從主機到外設,除了集成電路芯片。電阻、電容、電感、晶體管、電機、繼電器等許多元器件外,還包括插頭、插座、印制電路板、按鍵、引線、焊點等。硬件的故障主要表現在這幾個方面。
A、機械故障
B、傳感器故障
C、人為故障
6.3. 控制與安全系統軟件設計中常見故障