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摘要：本文以PILZ安全继电器为例，从安全链构成、安全继电器的工作原理、安全继电器在安全链电路中的作用、安全链的复位方式等几个方面分析了安全链电路，进而分享了风机安全链故障的处理指导思路[1]。
关键词：安全链;PILZ安全继电器;故障处理
一、前言
要提高风机的可利用率或实现风电场无人值守运行，最重要的工作是要确保风机安全稳定的自动运行。风机安全链是确保风机安全运行的核心控制电路[1]。风机安全链主要由主断路器反馈、机舱过振动、风轮过转速、机舱、塔基急停按钮组成的独立于风机主控制系统的硬件安全保障，安全继电器在安全链的保护电路中起到至关重要的作用。本文主要对运达2.0MW机组安全链电路中安全继电器为重点展开对安全链电路的介绍，并针对目前该机型实际运行中遇到安全链故障问题进行诊断分析及处理方法研究。
二、运达2.0MW风机安全链简述
（一）安全链的构成
所谓风机安全链就是由直流24 V供电，串联一系列常闭开关接点的继电器自锁回路。安全链中这个特殊的继电器叫安全继电器。风机正常时，安全继电器得电自锁闭合，遇到紧急状况时，对应故障的常闭开关接点断开，安全链断开，安全链继电器断开，处于紧急刹车状态，叶片通过后备电源快速收桨，风机高速轴刹车立即抱死。
（二）安全继电器的工作原理
运达2.0MW机组安全链采用PLIZ（皮尔兹）安全继电器，其主要功能可以通过急停按钮断开Pilz安全继电器内部控制单元1和2的供电，从而有效的切断安全链1供电电源，间接使安全链2断电。
运达2.0MW机组采用型号为Pilz PNOZ X2的安全继电器。通过其使用说明资料查得其内部原理图，如图1所示。
A1和A2为安全继电器供电电源（24VDC）;S11和S12、S21和S22分别串接塔上、塔下急停按钮，当按下任意急停按钮时，可以同时断开K1和K2两个继电器线圈电源，导致对应辅助触点开路，使得13与14、23与24对应电路开路，从而分别断开安全链1供电电源及690VAC相关设备总供电电源接触器（K49.1/K49.2）;S33和S34是安全继电器的复位电路。
（三）安全继电器在安全链电路中的作用。
结合Pilz内部原理图和运达2.0MW机型控制系统原理图，总结简化出一副看起来非常直观的电路拓扑图。
当急停按钮未触发状态时，Pilz安全继电器供电输入24VDC后，先看Start Unit1、Start Unit2两个启动单元，红线为启动单元的供电电路，蓝线为电路回路即负极。那么什么情况下情况下才能让Pilz安全继电器正常工作呢？首选要保证塔上、塔下的急停按钮处于未触发状态，即保证Start Unit1的负极回路接通（S21和S22蓝色线路）和Start Unit2的触发回路接通（S11和S12，绿色线路）。然后对pilz安全继电器进行复位操作，即连通S33和S34（黄色线路），从图2中可知，其复位电路的连通只是复位了Start Unit1。复位完成之后，Pilz安全继电器正常工作，K1和K2线圈使得对应的辅助触点均闭合，连通13和14、23和24两条电路。
根据实际工作经验发现，对于Start Unit2启动单元单纯只是通过触发电路（绿色电路）是不足以触发Start Unit2的，要想是K2线圈正常工作，Start Unit2必須收到Start Unit1信息，即通过复位电路（黄色电路）复位后方可实现Start Unit2的正常工作（Start Unit1和Start Unit2之间存在信息通道）Start Unit1正常工作后不需要复位电路（黄色电路）持续信号刺激，而Start Unit2正常工作后还需要触发电路（绿色电路）的持续刺激。
（四）PILZ安全继电器的复位方式
Pilz安全继电器的复位方式有两种：第一种为塔上、塔下控制柜上的硬件复位按钮，按下任意一个复位按钮后k62.3都会得电，也就是Pilz安全继电器都会进行点动复位动作，如果Pilz安全继电器复位完成后再对其进行复位操作便不会起到作用，因为复位电路已经被K49.1和K49.2的辅助常闭触点断开。第二种为K49.8时间延时继电器复位，此种复位必须为机组重新得电，并且为自动复位，复位次数为一次，简称为点动复位，One shot。其作用是线路停电后再次上电不需要我们每台机组亲自进行硬件复位。
Pilz安全继电器正常工作后，安全链1的供电产生，即13和14的电路接通。安全链1继电器得电后，会使得安全链2供电产生，安全链1正常工作是安全链2工作的必要条件，安全链继电器2得电后，才证明安全链复位完成;同时K49.1和49.2供电电源接通，继电器K49.1和K49.2线圈得电，导致对应的690VAC设备具备工作能力，他们分别是：偏航电机、齿轮箱冷却风扇、齿轮箱润滑泵、发电机冷却风扇、齿轮箱加热器、液压泵。
三、安全链故障处理分析
在遇到安全链故障时，很多检修人员会二仗和尚摸不着头脑，其主要是不知道如何判断其故障点，那么接下来我们来结合原理研究一下如何判断故障点。
当我们去处理故障时没有对急停和复位按钮操作时，发现：
1、CH1的指示灯亮，CH2的指示灯灭。
此种情况唯一的可能就是S11和S12的外部电路开路，即Start Unit2触发电路开路导致。
2、CH1的指示灯灭，CH2的指示灯亮。
此种情况唯一的一种可能就是S21和S22的外部电路开路，即Start Unit1负极电路开路导致。
3、CH1的指示灯和CH2的指示灯灭（此种情况少见）。
此种情况即为上述两种情况同时发生，概论较低（排除电源供电异常的情况）。
根据以上三种情况我们知道故障点就是外部急停串联电路，我们直接排查对应电路即可找到故障点，有时候故障点虚接，给排查带来难度，我们只能将对应电路所有连接点紧固一遍即可。
当我们去处理故障时对急停按钮进行操作后再复位，发现：
1、CH1的指示灯灭，CH2的指示灯灭。
此种情况涉及S21和S22电路、S11和S12电路和S33与S34电路，其都有可能存在断点，需分别检查（排除电源供电异常情况）。
2、并不是每次对PILZ安全继电器复位都会正常工作。
此种情况涉及S21和S22电路、S11和S12电路和S33和S34电路，其都有可能存在断点，情况为虚接，需分别检查（排除电源供电异常情况）。
四、结束语
本文分析了安全链电路的构成，对风机安全链故障诊断进行分析，对安全链故障处理方法提出了一些指导建议。
参考文献：
[1] 阳雄杰、徐文举。风机安全链电路分析及安全链控制策略的探讨[D].四川：东方电气风电有限按公司
[2] 运达WD2000控制系统原理图
作者简介：
田政（1991-），男，中电建贺州新能源有限公司，大桂山风电场，风电场运行维护。
关键词：安全链;PILZ安全继电器;故障处理
一、前言
要提高风机的可利用率或实现风电场无人值守运行，最重要的工作是要确保风机安全稳定的自动运行。风机安全链是确保风机安全运行的核心控制电路[1]。风机安全链主要由主断路器反馈、机舱过振动、风轮过转速、机舱、塔基急停按钮组成的独立于风机主控制系统的硬件安全保障，安全继电器在安全链的保护电路中起到至关重要的作用。本文主要对运达2.0MW机组安全链电路中安全继电器为重点展开对安全链电路的介绍，并针对目前该机型实际运行中遇到安全链故障问题进行诊断分析及处理方法研究。
二、运达2.0MW风机安全链简述
（一）安全链的构成
所谓风机安全链就是由直流24 V供电，串联一系列常闭开关接点的继电器自锁回路。安全链中这个特殊的继电器叫安全继电器。风机正常时，安全继电器得电自锁闭合，遇到紧急状况时，对应故障的常闭开关接点断开，安全链断开，安全链继电器断开，处于紧急刹车状态，叶片通过后备电源快速收桨，风机高速轴刹车立即抱死。
（二）安全继电器的工作原理
运达2.0MW机组安全链采用PLIZ（皮尔兹）安全继电器，其主要功能可以通过急停按钮断开Pilz安全继电器内部控制单元1和2的供电，从而有效的切断安全链1供电电源，间接使安全链2断电。
运达2.0MW机组采用型号为Pilz PNOZ X2的安全继电器。通过其使用说明资料查得其内部原理图，如图1所示。
A1和A2为安全继电器供电电源（24VDC）;S11和S12、S21和S22分别串接塔上、塔下急停按钮，当按下任意急停按钮时，可以同时断开K1和K2两个继电器线圈电源，导致对应辅助触点开路，使得13与14、23与24对应电路开路，从而分别断开安全链1供电电源及690VAC相关设备总供电电源接触器（K49.1/K49.2）;S33和S34是安全继电器的复位电路。
（三）安全继电器在安全链电路中的作用。
结合Pilz内部原理图和运达2.0MW机型控制系统原理图，总结简化出一副看起来非常直观的电路拓扑图。
当急停按钮未触发状态时，Pilz安全继电器供电输入24VDC后，先看Start Unit1、Start Unit2两个启动单元，红线为启动单元的供电电路，蓝线为电路回路即负极。那么什么情况下情况下才能让Pilz安全继电器正常工作呢？首选要保证塔上、塔下的急停按钮处于未触发状态，即保证Start Unit1的负极回路接通（S21和S22蓝色线路）和Start Unit2的触发回路接通（S11和S12，绿色线路）。然后对pilz安全继电器进行复位操作，即连通S33和S34（黄色线路），从图2中可知，其复位电路的连通只是复位了Start Unit1。复位完成之后，Pilz安全继电器正常工作，K1和K2线圈使得对应的辅助触点均闭合，连通13和14、23和24两条电路。
根据实际工作经验发现，对于Start Unit2启动单元单纯只是通过触发电路（绿色电路）是不足以触发Start Unit2的，要想是K2线圈正常工作，Start Unit2必須收到Start Unit1信息，即通过复位电路（黄色电路）复位后方可实现Start Unit2的正常工作（Start Unit1和Start Unit2之间存在信息通道）Start Unit1正常工作后不需要复位电路（黄色电路）持续信号刺激，而Start Unit2正常工作后还需要触发电路（绿色电路）的持续刺激。
（四）PILZ安全继电器的复位方式
Pilz安全继电器的复位方式有两种：第一种为塔上、塔下控制柜上的硬件复位按钮，按下任意一个复位按钮后k62.3都会得电，也就是Pilz安全继电器都会进行点动复位动作，如果Pilz安全继电器复位完成后再对其进行复位操作便不会起到作用，因为复位电路已经被K49.1和K49.2的辅助常闭触点断开。第二种为K49.8时间延时继电器复位，此种复位必须为机组重新得电，并且为自动复位，复位次数为一次，简称为点动复位，One shot。其作用是线路停电后再次上电不需要我们每台机组亲自进行硬件复位。
Pilz安全继电器正常工作后，安全链1的供电产生，即13和14的电路接通。安全链1继电器得电后，会使得安全链2供电产生，安全链1正常工作是安全链2工作的必要条件，安全链继电器2得电后，才证明安全链复位完成;同时K49.1和49.2供电电源接通，继电器K49.1和K49.2线圈得电，导致对应的690VAC设备具备工作能力，他们分别是：偏航电机、齿轮箱冷却风扇、齿轮箱润滑泵、发电机冷却风扇、齿轮箱加热器、液压泵。
三、安全链故障处理分析
在遇到安全链故障时，很多检修人员会二仗和尚摸不着头脑，其主要是不知道如何判断其故障点，那么接下来我们来结合原理研究一下如何判断故障点。
当我们去处理故障时没有对急停和复位按钮操作时，发现：
1、CH1的指示灯亮，CH2的指示灯灭。
此种情况唯一的可能就是S11和S12的外部电路开路，即Start Unit2触发电路开路导致。
2、CH1的指示灯灭，CH2的指示灯亮。
此种情况唯一的一种可能就是S21和S22的外部电路开路，即Start Unit1负极电路开路导致。
3、CH1的指示灯和CH2的指示灯灭（此种情况少见）。
此种情况即为上述两种情况同时发生，概论较低（排除电源供电异常的情况）。
根据以上三种情况我们知道故障点就是外部急停串联电路，我们直接排查对应电路即可找到故障点，有时候故障点虚接，给排查带来难度，我们只能将对应电路所有连接点紧固一遍即可。
当我们去处理故障时对急停按钮进行操作后再复位，发现：
1、CH1的指示灯灭，CH2的指示灯灭。
此种情况涉及S21和S22电路、S11和S12电路和S33与S34电路，其都有可能存在断点，需分别检查（排除电源供电异常情况）。
2、并不是每次对PILZ安全继电器复位都会正常工作。
此种情况涉及S21和S22电路、S11和S12电路和S33和S34电路，其都有可能存在断点，情况为虚接，需分别检查（排除电源供电异常情况）。
四、结束语
本文分析了安全链电路的构成，对风机安全链故障诊断进行分析，对安全链故障处理方法提出了一些指导建议。
参考文献：
[1] 阳雄杰、徐文举。风机安全链电路分析及安全链控制策略的探讨[D].四川：东方电气风电有限按公司
[2] 运达WD2000控制系统原理图
作者简介：
田政（1991-），男，中电建贺州新能源有限公司，大桂山风电场，风电场运行维护。