1 制動功能
        制動系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全保障的重要環(huán)節(jié)，在硬件上主要由葉尖氣動剎車和盤式高速剎車構(gòu)成，由液壓系統(tǒng)來支持工作。制動功能的設(shè)計(jì)一般按照失效保護(hù)的原則進(jìn)行，即失電時處于制動保護(hù)狀態(tài)。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障或由于其他原因需要停機(jī)時，控制器根據(jù)機(jī)組發(fā)生的故障種類判斷，分別發(fā)出控制指令進(jìn)行正常停機(jī)、安全停機(jī)以及緊急停機(jī)等處理，葉尖氣動剎車和盤式高速剎車先后投入使用，達(dá)到保護(hù)機(jī)組安全運(yùn)行的目的。
        2 獨(dú)立安全鏈
        系統(tǒng)的安全鏈?zhǔn)仟?dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件保護(hù)措施，即使控制系統(tǒng)發(fā)生異常，也不會影響安全鏈的正常動作。安全鏈采用反邏輯設(shè)計(jì)，將可能對風(fēng)力發(fā)電機(jī)造成致命傷害的超常故障串聯(lián)成一個回路，當(dāng)安全鏈動作后，將引起緊急停機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)失電，機(jī)組瞬間脫網(wǎng)，從而最大限度地保證機(jī)組的安全。發(fā)生下列故障時將觸發(fā)安全鏈：葉輪過速、看門狗、扭纜、24V電源失電、振動和緊急停機(jī)按鈕動作。
        3 防雷保護(hù)
        多數(shù)風(fēng)機(jī)都安裝在山谷的風(fēng)口處或海島的山頂上，易受雷擊，安裝在多雷雨區(qū)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組受雷擊的可能性更大，其控制系統(tǒng)最容易因雷電感應(yīng)造成過電壓損害，因此在600kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中專門做了防雷處理。使用避雷器吸收雷電波時，各相避雷器的吸收差異容易被忽視，雷電的侵入波一般是同時加在各相上的，如果各相的吸收特性差異較大，在相間形成的突波會經(jīng)過電源變壓器對控制系統(tǒng)產(chǎn)生危害。因此，為了保障各相間平衡，我們在一級防雷的設(shè)計(jì)中使用了3個吸收容量相同的避雷器，二、三級防雷的處理方法與此類同。控制系統(tǒng)的主要防雷擊保護(hù)：①主電路三相690V輸入端（即供給偏航電機(jī)、液壓泵等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的前段）做了一級防雷保護(hù)；②對控制系統(tǒng)中用到的兩相220V電壓輸出端（電磁閥、斷路器、接觸器和UPS電源等電子電路的輸入端）采取二級防雷措施；③在電量采集通信線路上安裝了通信避雷器加以保護(hù)；④在中心控制器的電源端口增加了三級防雷保護(hù)。
        4 硬件保護(hù)
        硬件本身的保護(hù)措施主要采取了3種方法：硬件互鎖電路、過電壓以及過電流保護(hù)。
        ①風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的左、右偏航電機(jī)和大、小發(fā)電機(jī)只有一個可以運(yùn)行，我們通過接觸器輔助觸點(diǎn)的互聯(lián)對其進(jìn)行了互鎖。例如：左右偏航電機(jī)接觸器正常情況下處于斷開狀態(tài)，其各自的輔助觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)。我們將左偏航電機(jī)的輔助觸點(diǎn)傳接到右偏航電機(jī)回路里，右偏航電機(jī)的輔助觸點(diǎn)串接到左偏航電機(jī)回路里；當(dāng)機(jī)組需要左偏航時，左偏航接觸器帶電，而串在右偏航電機(jī)回路里的左偏航接觸器輔助觸點(diǎn)斷開，從而保障了正確的偏航。當(dāng)由于誤動作引起左右偏航電機(jī)接觸器都帶電時，它們的輔助觸點(diǎn)都斷開，機(jī)組不進(jìn)行偏航，從而達(dá)到了保護(hù)機(jī)組安全運(yùn)行的目的。
        ②在設(shè)計(jì)時，對斷路器、接觸器等選件都進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算。選擇的原則：既留有裕量也不會使執(zhí)行機(jī)構(gòu)等受到?jīng)_擊，當(dāng)有瞬時沖擊電流通過電纜傳入控制柜時，控制系統(tǒng)具有自我保護(hù)的能力。
        ③通過將快速熔斷器、速斷保護(hù)的斷路器（根據(jù)各自的負(fù)荷計(jì)算允許通過的電流）等串在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的前端，防止了大電流流過回路，從而減少了不必要的損害。
        5 接地保護(hù)
        在整個控制系統(tǒng)中用了以下5種接地方式，來達(dá)到安全保護(hù)的目的。
        ①工作接地。變壓器的中性點(diǎn)設(shè)置接地。
        ②保護(hù)接地。為了防止控制系統(tǒng)的金屬外殼在絕緣被破壞時可能帶電，以致危及人身安全而設(shè)置的接地。
        ③防雷接地。避雷器的一端與控制系統(tǒng)中被保護(hù)的設(shè)備相連，另一端連接到地下，能把雷電流引入大地。
        ④防靜電接地。將控制系統(tǒng)中的金屬可導(dǎo)電部分在工作過程中產(chǎn)生的靜電電流引入大地。
        ⑤屏蔽接地。為防止外界磁場對流經(jīng)電纜的信號產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)時選用了屏蔽電纜，并將電纜屏蔽層接地。
        6 電網(wǎng)掉電保護(hù)UPS電源
        風(fēng)力發(fā)電機(jī)組離開電網(wǎng)的支持是無法工作的，一旦有突發(fā)故障而停電時，控制計(jì)算機(jī)由于失電會立即終止運(yùn)行，并失去對風(fēng)機(jī)的控制，控制葉尖氣動剎車和機(jī)械剎車的電磁閥就會立即打開，液壓系統(tǒng)會失去壓力，制動系統(tǒng)動作，執(zhí)行緊急停機(jī)。緊急停機(jī)意味著在極短的時間內(nèi)，風(fēng)機(jī)的制動系統(tǒng)將風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)數(shù)由運(yùn)行時的額定轉(zhuǎn)速變?yōu)榱恪４笮偷臋C(jī)組在極短的時間內(nèi)完成制動過程，將會對機(jī)組的控制系統(tǒng)、齒輪箱、主軸和葉片以及塔架產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊。緊急停機(jī)的設(shè)置是為了在出現(xiàn)緊急情況時保護(hù)風(fēng)電機(jī)組安全的。然而，電網(wǎng)故障無須緊急停機(jī)；突然停電往往出現(xiàn)在天氣惡劣、風(fēng)力較強(qiáng)時，緊急停機(jī)將會對風(fēng)機(jī)的壽命造成一定影響；風(fēng)機(jī)主控制計(jì)算機(jī)突然失電就無法將風(fēng)機(jī)停機(jī)前的各項(xiàng)狀態(tài)參數(shù)及時存儲下來，這樣就不利于迅速對風(fēng)機(jī)發(fā)生的故障作出判斷和處理。針對上述情況，對控制電路作了相應(yīng)的改進(jìn)。在控制系統(tǒng)電路中加設(shè)了一臺1kVA的在線UPS后備電源，這樣當(dāng)電網(wǎng)突然停電時，UPS機(jī)及時投入，為風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)提供足夠的動力，使風(fēng)機(jī)制動系統(tǒng)按正常程序完成停機(jī)過程。