一种风电机组机舱全淹没自动消防系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及风电设备控制技术领域，特别涉及一种风电机组机舱全淹没自动消防系统及其控制方法。


背景技术：

2.风电机组机舱所处强气流、空间小、高低温、高振动、盐雾腐蚀、电磁干扰等特殊环境，一般的消防系统结构复杂，强电磁、高低温环境下消防系统不能稳定运行，极易失效。风电机组机舱内部易燃位置多，且所处强气流环境，一旦发生火灾，火势将在很短时间蔓延整个机舱。因此为了满足在风电机组机舱安全稳定运行，所以在风电机组机舱中迫切需求结构简单、功能实用、性能稳定、且免维护的消防系统。
3.目前风电机组机舱自动消防系统主要采用以下方案：一是被动式消防系统：系统简单，灭火装置由热敏线或磁发电装置启动，热敏线及磁发电装置作为火灾探测器和启动器使用；二是主动式消防系统：系统复杂，灭火装置由火灾报警控制器启动，配合感温、感烟火灾探测器进行火灾探测。综合分析这两种控制方式，存在如下不足：
4.1、热敏线启动受燃速影响，不能实现远距离消防联动，且热敏线传火过程不稳定，当使用多具灭火装置时，无法做到全淹没灭火。且无手动启/停消防系统的功能。
5.2、主动式消防系统采用火灾报警控制器启动，火灾报警控制器电源采用多节电池，易受电磁干扰，且使用寿命有限。感温、感烟探测器需要定期维护且不能再低温环境和强电磁环境中使用，容易发生误报现象。
6.中国专利cn 209848181 u公开了一种风力发电机组全自动灭火系统,其特点在于该系统包含感温、感烟火灾探测器、火灾报警控制器单元,其中感温、感烟火灾探测器需定期维护，火灾报警控制器不能在强电磁或低温环境下正常运行，且所用灭火装置为热气溶胶，无法阻止机组复燃。
7.中国专利cn 102716558 a公开了一种风力发电机机舱专用灭火系统,其特点在于该系统无紧急启停功能及延时启动功能，当机舱人员正在进行维护作业时，突遇火情，灭火装置不能按时触发，极易造成人员窒息死亡，且该系统灭火装置需定期维护，不能在超低温环境下运行，不能实现全淹没灭火功能。


技术实现要素：

8.本发明实施例的目的是提供一种风电机组机舱全淹没自动消防系统及其控制方法，通过磁发电灭火模块实现风电机组机舱的全淹没灭火功能，能够同时实现机舱内的所有灭火单元同时进行灭火，瞬时扑灭机舱内的全部火源，并阻止机舱内所有位置的复燃，提高了风电机组机舱内灭火装置的可靠性和安全性。
9.为解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种风电机组机舱全淹没自动消防系统，包括：时间继电器和若干个磁发电灭火模块；
10.所述磁发电灭火模块分别设置于风电机组机舱中，所述若干个磁发电灭火模块并
联连接后与所述时间继电器并联连接；
11.任一所述磁发电灭火模块在其温度达到第一预设温度值时启动灭火，并向所述时间继电器反馈灭火启动信号；
12.所述时间继电器接收所述灭火启动信号，并在预设延时时长后控制其余所述磁发电灭火模块同时启动灭火。
13.进一步地，所述磁发电灭火模块包括：一一对应的整流二极管、磁发电单元和灭火单元；
14.所述灭火单元的电启动端与所述磁发电单元的启动端连接，
15.所述灭火单元与磁发电单元正极的公共端与所述整流二极管的负极连接；
16.所述整流二极管的正极与所述时间继电器第一端口连接；
17.所有所述磁发电单元的负极与所述时间继电器第二端口连接，所有所述磁发电单元的反馈端分别与所述时间继电器的第三端口和第四端口连接；
18.所述灭火单元的反馈端串联后与主控消防启动反馈信号接收端口连接。
19.进一步地，所述磁发电灭火模块还包括：热敏线单元；
20.所述若干个磁发电灭火模块中的所述热敏线单元串联连接；
21.所述热敏线单元与所述灭火单元连接，其在温度达到第二预设温度值时引燃并启动所述灭火单元进行灭火。
22.进一步地，所述第二预设温度值为170℃。
23.进一步地，所述灭火单元为超细干粉灭火器。
24.进一步地，所述第一预设温度值为93℃。
25.进一步地，所述风电机组机舱全淹没自动消防系统还包括：紧急启停模块；
26.所述紧急启停模块与所述磁发电灭火模块的反馈端并联连接，依据外界手动控制指令由常开状态转变为闭合状态，导通所述时间继电器，进而控制所有所述磁发电灭火模块启动。
27.进一步地，所述若干个磁发电灭火模块分别设置于所述风电机组机舱中的高速轴制动器、液压站、发电机、动力电缆和/或齿轮箱的相应位置。
28.相应地，本发明实施例第二方面提供了一种风电机组机舱全淹没自动消防系统控制方法，包括如下步骤：
29.当风电机组机舱内温度达到第一预设温度值时，相应位置的磁发电灭火模块启动灭火，并向时间继电器发送灭火启动信号；
30.所述时间继电器依据所述灭火启动信号，控制其余所述磁发电灭火模块启动，对所述风电机组机舱进行全范围灭火。
31.进一步地，所述相应位置的磁发电灭火模块启动灭火之后，还包括：
32.向所述风电机组主控系统发送灭火启动信号；
33.控制所述风电机组主控系统关停机组运行，并关闭所述风电机组机舱的通风装置。
34.本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
35.通过磁发电灭火模块实现风电机组机舱的全淹没灭火功能，能够同时实现机舱内的所有灭火单元同时进行灭火，瞬时扑灭机舱内的全部火源，并阻止机舱内所有位置的复
燃，提高了风电机组机舱内灭火装置的可靠性和安全性。
附图说明
36.图1是本发明实施例提供的风电机组机舱全淹没自动消防系统原理图；
37.图2是本发明实施例提供的风电机组机舱全淹没自动消防系统控制方法逻辑图。
38.附图标记：
39.1、时间继电器，2、磁发电灭火模块，21、整流二极管，22、磁发电单元，23、灭火单元，24、热敏线单元，3、紧急启停模块。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
41.图1是本发明实施例提供的风电机组机舱全淹没自动消防系统原理图。
42.请参照图1，本发明实施例第一方面提供了一种风电机组机舱全淹没自动消防系统，包括：时间继电器1和若干个磁发电灭火模块2。磁发电灭火模块2分别设置于风电机组机舱中，若干个磁发电灭火模块2并联连接后与时间继电器1并联连接。任一磁发电灭火模块2在其温度达到第一预设温度值时启动灭火，并向时间继电器1反馈灭火启动信号。时间继电器1接收灭火启动信号，并在预设延时时长后控制其余磁发电灭火模块2同时启动灭火。
43.上述风电机组机舱全淹没自动消防系统解决了风电机组机舱自动消防系统使用寿命有限、需定期维护且易受电磁干扰影响的技术问题，适用风电机组所处强气流、空间小、高低温、高振动、盐雾腐蚀、电磁干扰等特殊环境，免维护且使用寿命长，还避免消防系统接线虚接、漏接、误接短路造成消防系统误喷或不喷的风险。
44.具体的，在本发明实施例第一个具体实施方式中，磁发电灭火模块2包括：一一对应的整流二极管21、磁发电单元22和灭火单元23。其中，灭火单元23的电启动端与磁发电单元22的启动端连接，灭火单元23与磁发电单元22正极的公共端与整流二极管21的负极连接；整流二极管21的正极与时间继电器1第一端口连接；所有磁发电单元22的负极与时间继电器1第二端口连接，所有磁发电单元22的反馈端分别与时间继电器1的第三端口和第四端口连接；灭火单元23的反馈端串联后与主控消防启动反馈信号接收端口连接。
45.可选的，第一预设温度值为93℃；灭火单元23为超细干粉灭火器。
46.进一步地，磁发电灭火模块2还包括：热敏线单元24；若干个磁发电灭火模块2中的热敏线单元24串联连接；热敏线单元24与灭火单元23连接，其在温度达到第二预设温度值时引燃并启动灭火单元23进行灭火。本技术方案解决了热敏线无法同时联动多具灭火装置进行全淹没灭火的问题。
47.可选的，第二预设温度值为170℃。
48.此外，风电机组机舱全淹没自动消防系统还包括：紧急启停模块3。
49.紧急启停模块3与磁发电灭火模块2的反馈端并联连接，依据外界手动控制指令由
常开状态转变为闭合状态，导通时间继电器1，进而控制所有磁发电灭火模块2启动。通过设置紧急启停模块3，解决了无法手动启/停灭火装置的问题，提高了现场运维人员在处置火情时的便利性，进一步提高了风电机组机舱的安全性。
50.具体的，若干个磁发电灭火模块2分别设置于风电机组机舱中的高速轴制动器、液压站、发电机、动力电缆和/或齿轮箱的相应位置。
51.下面以风电机组的双馈机组为例，灭火单元23可以安装于风电机组机舱高速轴制动器及附近上方、液压站及附近上方、发电机及附近上方、动力电缆及附近上方、齿轮箱及附近上方。灭火单元23为超细干粉灭火装置，触发后反馈信号由常闭转断开，磁发电单元22触发后反馈信号由常开转为闭合，紧急启停模块3触发后信号由常开转为闭合，热敏线单元24串联连接，灭火单元23电启动端与磁发电单元22启动端相连，灭火单元23与磁发电单元22正极的公共端连接整流二极管21的负极，所有整流二极管21的正极连接时间继电器1第一端口a，所有的磁发电单元22的负极连接时间继电器1第二端口b，所有的磁发电单元22的反馈端与紧急启停模块3端口并联后接入时间继电器1的第三端口c和第四端口d。时间继电器1的第五端口接风电机组主控系统的 24v供电，时间继电器1的第六端口f接风电机组主控系统的公共端，所有灭火单元23的接地端接地，所有的灭火单元23反馈端串联后接入主控消防启动反馈信号接收端口。
52.本发明的技术方案无需plc或其它控制器部件，能实现自动启动全淹没灭火功能、紧急启/停全淹没灭火功能、系统失效应急启动灭火功能和信号反馈联动功能。
53.具体的，自动启动全淹没灭火功能：当环境温度上升至93℃，磁发电单元22动作启动对应灭火单元23，磁发电单元22的启动反馈端口闭合，时间继电器1线圈得电，在预设延时时长过后吸合常开触点，其余所有灭火单元23同时得电触发。
54.紧急启/停全淹没灭火功能：当突遇火情，现场运维人员启动紧急按钮，时间继电器1线圈得电，在预设延时时长后吸合常开触点，所有灭火单元23同时得电触发。
55.系统失效应急启动灭火功能：遇极端情况且供电电路被烧毁无法供电时，当环境温度上升至170℃，热敏线单元24引燃并启动全部灭火单元23。
56.信号反馈联动功能：当任一灭火单元23启动后，并发出启动反馈信号至风电机组主控系统，主控系统接收启动反馈信号后紧急停机并关闭排风装置，并反馈信号至中控室，中控室报警。
57.接线错误报警功能：灭火启动反馈节点采用nc常闭节点，所有反馈节点与风电机组主控系统消防反馈端口串联连接，当任一线路发生断路，风电机组主控系统的plc模块di端口失电报警。
58.部件故障屏蔽功能：磁发电单元22反馈节点采用no常开节点，所有反馈节点与时间继电器1端口并联连接，当任一线路发生断路或磁发电装置损坏，消防系统自动屏蔽，不影响其它部件运行，消防系统不发生误触发。
59.图2是本发明实施例提供的风电机组机舱全淹没自动消防系统控制方法逻辑图。
60.相应地，请参照图2，本发明实施例第二方面提供了一种风电机组机舱全淹没自动消防系统控制方法，包括如下步骤：
61.s100，当风电机组机舱内温度达到第一预设温度值时，相应位置的磁发电灭火模块2启动灭火，并向时间继电器1发送灭火启动信号。
62.s200，时间继电器1依据灭火启动信号，控制其余磁发电灭火模块2启动，对风电机组机舱进行全范围灭火。
63.进一步地，相应位置的磁发电灭火模块2启动灭火之后，还包括：
64.s310，向风电机组主控系统发送灭火启动信号。
65.s320，控制风电机组主控系统关停机组运行，并关闭风电机组机舱的通风装置。
66.本发明实施例旨在保护一种风电机组机舱全淹没自动消防系统及其控制方法，其中自动消防系统包括：时间继电器和若干个磁发电灭火模块；磁发电灭火模块分别设置于风电机组机舱中，若干个磁发电灭火模块并联连接后与时间继电器并联连接；任一磁发电灭火模块在其温度达到第一预设温度值时启动灭火，并向时间继电器反馈灭火启动信号；时间继电器接收灭火启动信号，并在预设延时时长后控制其余磁发电灭火模块同时启动灭火。上述技术方案具备如下效果：
67.通过磁发电灭火模块实现风电机组机舱的全淹没灭火功能，能够同时实现机舱内的所有灭火单元同时进行灭火，瞬时扑灭机舱内的全部火源，并阻止机舱内所有位置的复燃，提高了风电机组机舱内灭火装置的可靠性和安全性。
68.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。