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[摘 要]目前，风电机组的维护一般都需要高空作业，而高空作业也需要采取必要的安全措施。随着我国风电技术的迅速发展，人们对风机维护作业中的安全问题也越来越重视。为了更好的保护人身安全，设置更完善的安全保护系统，文中阐述了风电塔筒免爬器与风机塔底维护回路之间的一种联锁方式，并对此联锁方式的实现作以简单的说明。
[关键词]免爬器；风电机组；联锁；维护回路
中图分类号：TU754 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）42-0308-01
0 引言
随着我国风电建设和风机制造技术的迅速发展，风电场规模化、风电机组大型化的趋势也越来越明显，传统的人力攀爬已经不能满足风机维护的需求。为降低风电场运维人员的工作强度，目前大多数风电场采用的是助爬器装置，并不能完全解决维护人员的劳动强度问题。免爬器的出现彻底解决了上述问题，并大大提高了维护人员的工作效率，但免爬器的安全使用问题却并没有引起足够的重视。
现阶段免爬器的安全防护基本上是体现在其自身上，并未考虑与风机设备的联锁，风机维护人员可以在任何情况下使用免爬器，并不能保证风机工作票上所列安全措施正确地执行。因此，风电塔筒免爬器与风机塔底维护开关之间的联锁是一个值得研究的问题。
本设计的目的在于防止运维人员在风机运行状态下使用免爬器违规操作，且此电气联锁是强制性的，装设电气联锁后，就可以保证运维人员按规定的操作顺序进行操作，否则就无法使用免爬器，从而更加有效地保证人员的生命安全。
1 设计思路
本设计以国电联合动力生产的UP3000/120风机和中际联合的CF-120D免爬器为例简要说明，其他型号的风机和免爬器可参照本设计。本设计是在风电机组和免爬器原有电气回路的基础上进行改装来实现的，对原有的电气回路改动较小，并不影响风机的正常运行。
该电气联锁主要体现在风电塔筒免爬器的使用上。当风机维护人员需要去机舱上进行维护作业时，维护人员需要在塔底控制柜上将维护开关切至维护位置，此时塔底维护指示灯亮，风机进入维护状态。本次设计主要是在风机塔底维护指示灯上并入一个24V带常开触点的继电器，将触点接入免爬器的控制回路中，从而保证风机只有在维护状态下，免爬器才可以正常使用。
2 电气联锁原理
免爬器与风机的电气联锁原理主要从免爬器电气控制系统、风机塔底维护控制回路及两者之间的联锁设计作简要介绍。
2.1 免爬器电气控制系统
免爬器的电气控制系统，主要由PLC控制器、变频器、小车控制单元、遥控控制单元、无线信号处理单元、驱动电机等构成。PLC控制器通过硬接线与变频器进行信号传递；小车控制单元和遥控控制单元通过无线传输技术与无线信号处理单元进行信号传递，再连接到PLC控制器，从而通过变频器控制电机运行。
2.2 风机塔底维护控制回路
风机塔底维护控制回路相对比较简单，主要由维护钥匙开关、PLC控制器、维护指示灯等构成。在塔底控制柜上将维护开关切至维护位置后，信号传入PLC控制器，然后PLC发指令风机进入维护状态，同时风机维护指示灯亮。
2.3 风机与免爬器控制回路的电气联锁设计
为了保证风机重要回路的正常运行，本设计将一个24V继电器并入风机的维护指示回路中。免爬器的控制回路较多，本次设计保留了免爬器的紧急召回功能，故将继电器的常开触点接入免爬器无线接收器的控制电源中，即风机进入维护狀态，维护指示灯亮，继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，免爬器无线接收器通电，然后免爬器才能够正常使用。该设计的工作原理如图1所示。
3 设计优势
免爬器在设计时，已经具备了一定的技术优势，但是其优势仅限于自身的优良设计，并未考虑与风电机组之间的联系。本设计则结合实际工作中常常遇到的问题，具有一定的设计优势。
3.1 优先级控制
为保障免爬器小车上作业人员的安全，一般将免爬器小车把手开关设定为最高等级，遥控器控制次之，电控箱控制等级最低。本次设计是在原来控制理念的基础上，增加了免爬器的使用限制功能，即免爬器只有在风机塔底控制柜上的维护开关切至维护位置时，才能够使用，否则就无法使用。
3.2 安全可靠
风机运维人员在进行高空作业时可以依靠工作票所列安全措施来保障人员按正确的程序操作，如果在操作过程中发生疏漏，则可以借助本设计有效的防止误操作，从而确保人身和设备的安全。本次设计不涉及风机重要的控制回路，而是通过对风机维护指示回路稍加改进，不影响风机的正常运行，从而保证风机的稳定运行。
3.3 规范运维人员的行为
风电场一般建在偏远的地区，且风电机组分布较分散，风电场值班人员不能对维护人员在工作中存在的风险进行有效管控，也不能保证其对工作票上所列的安全措施完全执行到位。本设计是将风机工作中必备的安全措施融入电气联锁回路中，只要维护人员要使用免爬器到机舱上工作，就必须将风机塔底控制柜维护开关切至维护位置。
3.4 简单经济，便于实施
目前风电场一般装机容量较大，风机台数多，对风机进行技术改造往往需要大量的资金支持，严重影响了新技术的推广应用。但本次设计简单易行，只需对原有风机和免爬器电气回路上稍加改动即可完成，并且所需元器件较少，成本低，便于推广实施。
4 结论
近年来随着国家及各公司对安全的重视程度越来越高，一些先进的安全联锁设计逐步被国内相关的设计领域所接受，极大地改善了生产现场的安全环境，避免了一些不必要的人身和财产的安全问题。全文基于风电机组在维护过程中碰到的关于免爬器的安全使用问题作以归纳，对风电塔筒免爬器与风机塔底维护开关之间的电气联锁设计提供了明确的思路，对风电行业的安全生产必将产生积极影响。
[关键词]免爬器；风电机组；联锁；维护回路
中图分类号：TU754 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）42-0308-01
0 引言
随着我国风电建设和风机制造技术的迅速发展，风电场规模化、风电机组大型化的趋势也越来越明显，传统的人力攀爬已经不能满足风机维护的需求。为降低风电场运维人员的工作强度，目前大多数风电场采用的是助爬器装置，并不能完全解决维护人员的劳动强度问题。免爬器的出现彻底解决了上述问题，并大大提高了维护人员的工作效率，但免爬器的安全使用问题却并没有引起足够的重视。
现阶段免爬器的安全防护基本上是体现在其自身上，并未考虑与风机设备的联锁，风机维护人员可以在任何情况下使用免爬器，并不能保证风机工作票上所列安全措施正确地执行。因此，风电塔筒免爬器与风机塔底维护开关之间的联锁是一个值得研究的问题。
本设计的目的在于防止运维人员在风机运行状态下使用免爬器违规操作，且此电气联锁是强制性的，装设电气联锁后，就可以保证运维人员按规定的操作顺序进行操作，否则就无法使用免爬器，从而更加有效地保证人员的生命安全。
1 设计思路
本设计以国电联合动力生产的UP3000/120风机和中际联合的CF-120D免爬器为例简要说明，其他型号的风机和免爬器可参照本设计。本设计是在风电机组和免爬器原有电气回路的基础上进行改装来实现的，对原有的电气回路改动较小，并不影响风机的正常运行。
该电气联锁主要体现在风电塔筒免爬器的使用上。当风机维护人员需要去机舱上进行维护作业时，维护人员需要在塔底控制柜上将维护开关切至维护位置，此时塔底维护指示灯亮，风机进入维护状态。本次设计主要是在风机塔底维护指示灯上并入一个24V带常开触点的继电器，将触点接入免爬器的控制回路中，从而保证风机只有在维护状态下，免爬器才可以正常使用。
2 电气联锁原理
免爬器与风机的电气联锁原理主要从免爬器电气控制系统、风机塔底维护控制回路及两者之间的联锁设计作简要介绍。
2.1 免爬器电气控制系统
免爬器的电气控制系统，主要由PLC控制器、变频器、小车控制单元、遥控控制单元、无线信号处理单元、驱动电机等构成。PLC控制器通过硬接线与变频器进行信号传递；小车控制单元和遥控控制单元通过无线传输技术与无线信号处理单元进行信号传递，再连接到PLC控制器，从而通过变频器控制电机运行。
2.2 风机塔底维护控制回路
风机塔底维护控制回路相对比较简单，主要由维护钥匙开关、PLC控制器、维护指示灯等构成。在塔底控制柜上将维护开关切至维护位置后，信号传入PLC控制器，然后PLC发指令风机进入维护状态，同时风机维护指示灯亮。
2.3 风机与免爬器控制回路的电气联锁设计
为了保证风机重要回路的正常运行，本设计将一个24V继电器并入风机的维护指示回路中。免爬器的控制回路较多，本次设计保留了免爬器的紧急召回功能，故将继电器的常开触点接入免爬器无线接收器的控制电源中，即风机进入维护狀态，维护指示灯亮，继电器线圈得电，继电器常开触点闭合，免爬器无线接收器通电，然后免爬器才能够正常使用。该设计的工作原理如图1所示。
3 设计优势
免爬器在设计时，已经具备了一定的技术优势，但是其优势仅限于自身的优良设计，并未考虑与风电机组之间的联系。本设计则结合实际工作中常常遇到的问题，具有一定的设计优势。
3.1 优先级控制
为保障免爬器小车上作业人员的安全，一般将免爬器小车把手开关设定为最高等级，遥控器控制次之，电控箱控制等级最低。本次设计是在原来控制理念的基础上，增加了免爬器的使用限制功能，即免爬器只有在风机塔底控制柜上的维护开关切至维护位置时，才能够使用，否则就无法使用。
3.2 安全可靠
风机运维人员在进行高空作业时可以依靠工作票所列安全措施来保障人员按正确的程序操作，如果在操作过程中发生疏漏，则可以借助本设计有效的防止误操作，从而确保人身和设备的安全。本次设计不涉及风机重要的控制回路，而是通过对风机维护指示回路稍加改进，不影响风机的正常运行，从而保证风机的稳定运行。
3.3 规范运维人员的行为
风电场一般建在偏远的地区，且风电机组分布较分散，风电场值班人员不能对维护人员在工作中存在的风险进行有效管控，也不能保证其对工作票上所列的安全措施完全执行到位。本设计是将风机工作中必备的安全措施融入电气联锁回路中，只要维护人员要使用免爬器到机舱上工作，就必须将风机塔底控制柜维护开关切至维护位置。
3.4 简单经济，便于实施
目前风电场一般装机容量较大，风机台数多，对风机进行技术改造往往需要大量的资金支持，严重影响了新技术的推广应用。但本次设计简单易行，只需对原有风机和免爬器电气回路上稍加改动即可完成，并且所需元器件较少，成本低，便于推广实施。
4 结论
近年来随着国家及各公司对安全的重视程度越来越高，一些先进的安全联锁设计逐步被国内相关的设计领域所接受，极大地改善了生产现场的安全环境，避免了一些不必要的人身和财产的安全问题。全文基于风电机组在维护过程中碰到的关于免爬器的安全使用问题作以归纳，对风电塔筒免爬器与风机塔底维护开关之间的电气联锁设计提供了明确的思路，对风电行业的安全生产必将产生积极影响。