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皮爾茲：應(yīng)用于風(fēng)電行業(yè)的安全控制技術(shù)
點擊次數(shù)：412 發(fā)布時間：2015-8-26
前言
風(fēng)力渦輪發(fā)電機在功能上是被定義為需要遵循機械指令（MD）的范疇內(nèi)，并且需
要聲明符合附錄 IIA 的要求。獨立的機械在被整合控制并進行整體運作時也將被作
為一臺機械進行看待。通過加施 CE 標記，制造商確認其機械符合相關(guān)歐洲指令（EU
指令）并且進行了所有必須的評估試驗。
CE 標志并不能認為是一個與質(zhì)量相關(guān)的評判標準。它也僅僅是一個制造商對于其
機械符合所有必需的針對于健康和安全防護的 EU 指令的表述。由于 EU 指令并不會及
時地自動加入相關(guān)的國家法令，因此歐盟地區(qū)成員國需要將其并入本國的法律中。以德
國為例，電磁兼容指令 2004/108/ EC 通過“電磁兼容法案 "(EMVG)，低電壓指令
2006/95/EC 通過設(shè)備和產(chǎn)品安全法案的*章（在一定電壓限制下電器設(shè)備對環(huán)境影
響的規(guī)范）(GSGV 1) ，MD 98/37/EC 通過設(shè)備和產(chǎn)品安全法案的第九章（機械規(guī)范）
(GSGV 9)來吸收入本國的法律。一旦 EU 指令被各個國家的法律所采納，它們在法律
上便受到約束并且必須被執(zhí)行。當然這同樣適用于新的機械指令 2006/42/EC ，這些條
款將從 2009 年 11 月 29 日起無過渡期地強制執(zhí)行。
別把安全拋到九霄云外
IEC61400 和 EN61400 分別是核歐洲針對風(fēng)力發(fā)電機組的標準，其中多個部
分提出了安全相關(guān)的標準。風(fēng)力發(fā)電機組需要考慮安全zui主要有兩點因素，*，根據(jù)
GL 出版的針對風(fēng)力發(fā)電機的認證標準中明確列出了關(guān)于在冗余和可靠性方面安全系統(tǒng)
的功能性要求；第二，安全自動化技術(shù)的使用也能夠提供經(jīng)濟上的利益，確保了高額的
投資成本不至于白白流失。
對于投資的回報
盡早地發(fā)現(xiàn)任何風(fēng)力渦輪機的故障是十分重要的。 所有故障中 80%都要歸于震動和
老化斷裂。所有這些都是運動鏈元件之間的不良相互作用所產(chǎn)生的，即使機械上個體元
件的尺寸都正確，這種情況也會發(fā)生。工程師們正在從軟件方面尋找解決方案，例如，
通過評估從老化材料上發(fā)出的具體信號再把相應(yīng)信息傳給操作元件。本質(zhì)上來說只可能
在事件發(fā)生后采取這一措施進行反應(yīng)。是能夠提前認識到風(fēng)力渦輪機的相互作用和
應(yīng)用極限，安全自動化技術(shù)能夠做到這一點，它能夠以恰當?shù)乃俣葘︼L(fēng)力渦輪機運行過
程中的許多因素做出反應(yīng)，由此延長風(fēng)力渦輪機的使用壽命。 應(yīng)用案例
W2E 公司的 W90風(fēng)機
控制柜內(nèi)的PNOZmulti 安全系統(tǒng)
皮爾磁安*方案在 W2E 風(fēng)機上的應(yīng)用
W2E Wind to Energy GmbH公司坐落于波羅的海羅斯托
克市，公司致力于開發(fā)完整的兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機。其 W90 的
風(fēng)力發(fā)電機組（2.5MW，槳葉半徑 90m，塔高 160m）采用了
完整的安全控制系統(tǒng)，安全系統(tǒng)是一個在邏輯上有優(yōu)先性并且
在概念上獨立的系統(tǒng)。W2E 的*步就是依照機械指令生成
一套基于風(fēng)險評估的安全理念，其風(fēng)險評估的zui終結(jié)果是：根
據(jù) EN954-1，安全控制系統(tǒng)必須達到 Cat. 3 或 Cat.2（對應(yīng)于
EN62061 的 SIL2 或 EN ISO13849 的 PLd） 。 皮爾磁為其 W90
的機型設(shè)計了以PNOZmulti為主要安全控制模塊的安*方
案。PNOZmulti 監(jiān)控幾個緊急停止按鈕、低壓主開關(guān)；對于
變壓器進行油壓保護和密封保護；監(jiān)控變槳邏輯控制單元，
同時 PNOZmulti 也監(jiān)控廣泛的限值，如有功功率、振動、發(fā)
電機速度、風(fēng)葉轉(zhuǎn)速和方向角位置、順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)；
同時 PNOZmulti 還評估來自火警保護系統(tǒng)的信號。 當風(fēng)力發(fā)
電機組的內(nèi)部或外部發(fā)生故障或安全信號被觸發(fā)，或監(jiān)控的
參數(shù)超過極限值而出現(xiàn)危險情況，甚至控制系統(tǒng)失效，從而
導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機組不能保持在它的正常運行范圍內(nèi)時，作為安全控制系統(tǒng)中的控制單元
PNOZmulti 可以有選擇性地響應(yīng)觸發(fā)裝置，使風(fēng)力發(fā)電機組維持在安全狀態(tài)。
W90 已被成功運用多年并且遵循以下標準并獲得了 GL 認證：
--風(fēng)力渦輪機證明方針
-- EN 61400-1, 風(fēng)力發(fā)電機部分 1：安全要求
-- DIBT，針對風(fēng)力發(fā)電機的塔和塔基的影響和安全證明
總結(jié)
投資風(fēng)力渦輪機的安全控制將帶來實實在在安全上和經(jīng)濟上的好處，大大降低了機
械損耗，節(jié)省了材料，降低了成本以及長達 20 多年的運行時間，所有這些從長遠看都
帶來積極的影響。