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皮爾茲：應用于風電行業的安全控制技術
點擊次數：398 發布時間：2015-8-26
前言
風力渦輪發電機在功能上是被定義為需要遵循機械指令（MD）的范疇內，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量相關的評判標準。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
時地自動加入相關的國家法令，因此歐盟地區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 通過設備和產品安全法案的*章（在一定電壓限制下電器設備對環境影
響的規范）(GSGV 1) ，MD 98/37/EC 通過設備和產品安全法案的第九章（機械規范）
(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行。
別把安全拋到九霄云外
IEC61400 和 EN61400 分別是核歐洲針對風力發電機組的標準，其中多個部
分提出了安全相關的標準。風力發電機組需要考慮安全zui主要有兩點因素，*，根據
GL 出版的針對風力發電機的認證標準中明確列出了關于在冗余和可靠性方面安全系統
的功能性要求；第二，安全自動化技術的使用也能夠提供經濟上的利益，確保了高額的
投資成本不至于白白流失。
對于投資的回報
盡早地發現任何風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生的，即使機械上個體元
件的尺寸都正確，這種情況也會發生。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出的具體信號再把相應信息傳給操作元件。本質上來說只可能
在事件發生后采取這一措施進行反應。是能夠提前認識到風力渦輪機的相互作用和
應用極限，安全自動化技術能夠做到這一點，它能夠以恰當的速度對風力渦輪機運行過
程中的許多因素做出反應，由此延長風力渦輪機的使用壽命。 應用案例
W2E 公司的 W90風機
控制柜內的PNOZmulti 安全系統
皮爾磁安*方案在 W2E 風機上的應用
W2E Wind to Energy GmbH公司坐落于波羅的海羅斯托
克市，公司致力于開發完整的兆瓦級風力發電機。其 W90 的
風力發電機組（2.5MW，槳葉半徑 90m，塔高 160m）采用了
完整的安全控制系統，安全系統是一個在邏輯上有優先性并且
在概念上獨立的系統。W2E 的*步就是依照機械指令生成
一套基于風險評估的安全理念，其風險評估的zui終結果是：根
據 EN954-1，安全控制系統必須達到 Cat. 3 或 Cat.2（對應于
EN62061 的 SIL2 或 EN ISO13849 的 PLd） 。 皮爾磁為其 W90
的機型設計了以PNOZmulti為主要安全控制模塊的安*方
案。PNOZmulti 監控幾個緊急停止按鈕、低壓主開關；對于
變壓器進行油壓保護和密封保護；監控變槳邏輯控制單元，
同時 PNOZmulti 也監控廣泛的限值，如有功功率、振動、發
電機速度、風葉轉速和方向角位置、順時針和逆時針旋轉；
同時 PNOZmulti 還評估來自火警保護系統的信號。 當風力發
電機組的內部或外部發生故障或安全信號被觸發，或監控的
參數超過極限值而出現危險情況，甚至控制系統失效，從而
導致風力發電機組不能保持在它的正常運行范圍內時，作為安全控制系統中的控制單元
PNOZmulti 可以有選擇性地響應觸發裝置，使風力發電機組維持在安全狀態。
W90 已被成功運用多年并且遵循以下標準并獲得了 GL 認證：
--風力渦輪機證明方針
-- EN 61400-1, 風力發電機部分 1：安全要求
-- DIBT，針對風力發電機的塔和塔基的影響和安全證明
總結
投資風力渦輪機的安全控制將帶來實實在在安全上和經濟上的好處，大大降低了機
械損耗，節省了材料，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。