宇泰科技风电火灾系统通信解决方案

一、方案概况

随着全国乃至全球风电行业的快速发展，风机起火事件频见报端。2018年火灾占全球风机事故的14.86%。

2019年5月某日，大唐巴音塔拉风电场07号风机起火。

2020年4月某日，辽宁葫芦岛兴城市刘台子乡某村境内的风电机组起火。

2021年3月某日，内蒙古能源投资集团公主岭风电场26号风机发生机舱烧损事故。

2021年12月某日，山东威海环翠区逍遥村附近某风电项目突发一起风电机组着火事故，机组机舱及叶片均发生起火燃烧。

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风力发电厂一般工作于恶劣的环境下，其工作环境处于高海拔或者沿海地区，具有超高温、超低温、潮湿、酸碱、腐蚀、高尘、高电磁干扰等特征。而风力发电机需要在无人值守的情况下365天全天候运行，因此，为了保证风力发电设备的无故障运行，需要对其进行实时的监测和控制。在大型风力发电场，通常需要对几十台甚至上百台风力发电机进行集群监测控制，因此，更需要构建稳定可靠、快速实时的网络系统。

二、    解决方案

风力发电场往往延绵几十上百公里。风力发电机组散布于各处，且通常根据风向和气流交错排列。风机塔基与机舱分布距离过远，人工巡视不切实际也达不到监控要求。因此，在塔基和机舱配置各类传感器对内部进行各类指标参数（如温度、湿度、烟雾）、视频进行收集，通过工业通信网络构建实施通信系统，对塔基和机舱进行监测和控制至关重要，不合理的网络设计会大幅增加布线成本。正因如此，采用可靠的网络进行无间断网络通讯对降低未来维护成本至关重要。

（一）系统要求  

1、传输距离要求

n  适应海上/陆上风电场广阔的传输距离。

2、适应恶劣的环境

n  适应恶劣的EMC/EMI环境。

n  具备在沙尘、尘土、雨天潮湿，酸碱水气雾气以及振动环境下的防护能力。

n  在极低或极高温度下的启动能力。

3、满足可靠冗余要求

n  具备支持长距离传输且全年运行的可靠通讯。

n  能够在突发情况下具备冗余能力，极短时间内恢复运行。

（二）方案特点

产品应用示意

网络拓扑

（三）应用场景

1、机舱&塔基监控

机舱内，配置火警报警控制器、消防联动控制器、烟雾传感器、温度传感器、火焰探测器、摄像头建立起对舱内的监测和控制，通过工业交换机将传感器收集的数据传输至管理系统，达到舱内的监控。

2、风力发电机箱变监控

风力发电机箱变内部包含变压器、电缆接头、断路器铜排等设备，均需要及时监控其温度。在箱变内部设置荧光光纤测温仪器对内部温度实施监控，通过UT-277SM-SC（环路）工业通信设备将数据传输至控制中心。

风力发电机箱变

宇泰UT-277SM-SC（环路）安装在箱变

三、    应用案例（风电领域）

中车山东风电有限公司吉西项目、中车山东风电有限公司SCADA系统项目、华润北方大凉山风电场项目

四、    相关应用产品

（一）Modbus 网关  UT-6801S-GW

●采用金属外壳，多种安装方式设计，适合于工控现场的应用；

●宽电源输入（12~57.6VDC），适用不同现场供电方式；

●有1个RS232\RS485\RS422串口；

●支持较宽波特率范围300-921600bps,适用不同设备间的应用；

●支持多种操作模式:ModbusRTU Master /Slave,ModbusTCPMaster/Slave；

●支持升级Web固件升级,方便不同场合特殊应用

（二）6口百兆非网管型以太网交换机 UT-62204系列

● 支持全双工或半双工模式，并带有自动协商能力；

● 10Mbps与100Mbps自动适应；

● 网口支持全自动交叉识别，无需手动操作开关；

● 内带存储转发机制；

● 超宽工作温度：-40℃～85℃

● 超宽电压输入：12/24/48VDC (10.8~ 52 .8VDC)，支持反接保护；

● 通过Fail、继电器输出自动报警功能；

● 支持双直流冗余电源输入，过载保护。

（三）8口百兆非网管型以太网交换机 UT-62404系列

●支持全双工或半双工模式，并带有自动协商能力；

●10Mbps与100Mbps自动适应；

●网口支持全自动交叉识别，无须手动操作开关；

●内带存储转发机制，缓存1M，支持多种协议；

●超宽工作温度：-40℃～85℃

●超宽电压输入：12/24/48VDC(10.8~52 .8VDC)，支持反接保护；

●通过FAIL、继电器输出自动报警功能；

●支持冗余双直流电流输入过载保护。

（四）串口RS-232/485/422转光纤转换器  UT-277

● 支持点对点(点对多点)连接；

● 支持RS-232,RS-422,RS-485多种异步通信协议；

● 可同时混合使用RS-232,RS-422,RS-485接口；

● 支持2线(半双工)和4线(全双工) RS-485工作方式；

● 通信速率可达460Kbps；

● 可选SC、FC、ST接口；

● 支持主从工作模式；

● 从模式可作为中继器使用。