宇泰科技風電火災系統通信解決方案
一、方案概況
隨著全國乃至全球風電行業(yè)的快速發(fā)展，風機起火事件頻見報端。2018年火災占全球風機事故的14.86%。
2019年5月某日，大唐巴音塔拉風電場07號風機起火。
2020年4月某日，遼寧葫蘆島興城市劉臺子鄉(xiāng)某村境內的風電機組起火。
2021年3月某日，內蒙古能源投資集團公主嶺風電場26號風機發(fā)生機艙燒損事故。
2021年12月某日，山東威海環(huán)翠區(qū)逍遙村附近某風電項目突發(fā)一起風電機組著火事故，機組機艙及葉片均發(fā)生起火燃燒。
……
風力發(fā)電廠一般工作于惡劣的環(huán)境下，其工作環(huán)境處于高海拔或者沿海地區(qū)，具有超高溫、超低溫、潮濕、酸堿、腐蝕、高塵、高電磁干擾等特征。而風力發(fā)電機需要在無人值守的情況下365天全天候運行，因此，為了保證風力發(fā)電設備的無故障運行，需要對其進行實時的監(jiān)測和控制。在大型風力發(fā)電場，通常需要對幾十臺甚至上百臺風力發(fā)電機進行集群監(jiān)測控制，因此，更需要構建穩(wěn)定可靠、快速實時的網絡系統。
二、 解決方案
風力發(fā)電場往往延綿幾十上百公里。風力發(fā)電機組散布于各處，且通常根據風向和氣流交錯排列。風機塔基與機艙分布距離過遠，人工巡視不切實際也達不到監(jiān)控要求。因此，在塔基和機艙配置各類傳感器對內部進行各類指標參數（如溫度、濕度、煙霧）、視頻進行收集，通過工業(yè)通信網絡構建實施通信系統，對塔基和機艙進行監(jiān)測和控制至關重要，不合理的網絡設計會大幅增加布線成本。正因如此，采用可靠的網絡進行無間斷網絡通訊對降低未來維護成本至關重要。
（一）系統要求
1、傳輸距離要求
n 適應海上/陸上風電場廣闊的傳輸距離。
2、適應惡劣的環(huán)境
n 適應惡劣的EMC/EMI環(huán)境。
n 具備在沙塵、塵土、雨天潮濕，酸堿水氣霧氣以及振動環(huán)境下的防護能力。
n 在極低或極高溫度下的啟動能力。
3、滿足可靠冗余要求
n 具備支持長距離傳輸且全年運行的可靠通訊。
n 能夠在突發(fā)情況下具備冗余能力，極短時間內恢復運行。
（二）方案特點
產品應用示意
網絡拓撲
（三）應用場景
1、機艙&塔基監(jiān)控
機艙內，配置火警報警控制器、消防聯動控制器、煙霧傳感器、溫度傳感器、火焰探測器、攝像頭建立起對艙內的監(jiān)測和控制，通過工業(yè)交換機將傳感器收集的數據傳輸至管理系統，達到艙內的監(jiān)控。
2、風力發(fā)電機箱變監(jiān)控
風力發(fā)電機箱變內部包含變壓器、電纜接頭、斷路器銅排等設備，均需要及時監(jiān)控其溫度。在箱變內部設置熒光光纖測溫儀器對內部溫度實施監(jiān)控，通過UT-277SM-SC（環(huán)路）工業(yè)通信設備將數據傳輸至控制中心。
風力發(fā)電機箱變
宇泰UT-277SM-SC（環(huán)路）安裝在箱變
三、 應用案例（風電領域）
中車山東風電有限公司吉西項目、中車山東風電有限公司SCADA系統項目、華潤北方大涼山風電場項目
四、 相關應用產品
（一）Modbus 網關 UT-6801S-GW
●采用金屬外殼，多種安裝方式設計，適合于工控現場的應用；
●寬電源輸入（12~57.6VDC），適用不同現場供電方式；
●有1個RS232\RS485\RS422串口；
●支持較寬波特率范圍300-921600bps,適用不同設備間的應用；
●支持多種操作模式:ModbusRTU Master /Slave,ModbusTCPMaster/Slave；
●支持升級Web固件升級,方便不同場合特殊應用
（二）6口百兆非網管型以太網交換機 UT-62204系列
● 支持全雙工或半雙工模式，并帶有自動協商能力；
● 10Mbps與100Mbps自動適應；
● 網口支持全自動交叉識別，無需手動操作開關；
● 內帶存儲轉發(fā)機制；
● 超寬工作溫度：-40℃～85℃
● 超寬電壓輸入：12/24/48VDC (10.8~ 52 .8VDC)，支持反接保護；
● 通過Fail、繼電器輸出自動報警功能；
● 支持雙直流冗余電源輸入，過載保護。
（三）8口百兆非網管型以太網交換機 UT-62404系列
●支持全雙工或半雙工模式，并帶有自動協商能力；
●10Mbps與100Mbps自動適應；
●網口支持全自動交叉識別，無須手動操作開關；
●內帶存儲轉發(fā)機制，緩存1M，支持多種協議；
●超寬工作溫度：-40℃～85℃
●超寬電壓輸入：12/24/48VDC(10.8~52 .8VDC)，支持反接保護；
●通過FAIL、繼電器輸出自動報警功能；
●支持冗余雙直流電流輸入過載保護。
（四）串口RS-232/485/422轉光纖轉換器 UT-277
● 支持點對點(點對多點)連接；
● 支持RS-232,RS-422,RS-485多種異步通信協議；
● 可同時混合使用RS-232,RS-422,RS-485接口；
● 支持2線(半雙工)和4線(全雙工) RS-485工作方式；
● 通信速率可達460Kbps；
● 可選SC、FC、ST接口；
● 支持主從工作模式；
● 從模式可作為中繼器使用。
