风力发电机组的安全保护最终由风力机制动系统这一重要环节来实现。
10.1.3.1 制动方式
以采用定桨距风轮、叶尖扰流器气动刹车以及两部盘式机械刹车的机组为例，说明制动过程的三种不同情况。
1.正常停机的制动程序
控制气动刹车的电磁阀失电，释放气动刹车液压缸液压油，叶尖扰流器在离心力作用下滑出。
若机组正处于并网发电状态，须待发电机转速降低至同步转速，发电机主接触器动作使发电机与电网脱离后，第一部机械刹车投入；若发电机未并网，则待风轮转速低于设定值时，及时将第一部机械刹车投入动作。
以上两步动作执行后若转速继续上升，则第二部机械刹车立即投入运行。停机后叶尖扰流器收回。
2.安全停机程序
从机组的满负荷工作状态刹车时，若叶尖扰流器释放2s后发电机转速超速5%，或15s后风轮转速仍未降至设计额定值，视为情况反常，执行安全停机。在叶尖扰流器已释放的基础上第一部、第二部刹车相继投入，停机后叶尖扰流器不收回。
3.紧急停机
紧急停机指令由控制系统计算机发出。另一条发出指令的通道是独立于控制系统的紧急安全链，是风力发电机组的最后一级保护措施，采用反逻辑设计，将可能对风力发电机组造成致命伤害的故障节点串联成一个回路，一旦其中一个动作，将引起紧急停机反应。一般将如下传感器的信号串联在紧急安全链中：手动紧急停机按钮、控制器看门狗、叶尖扰流器液压缸液压油压力传感器、机械刹车液压缸油压传感器、电缆缠绕传感器、风轮转速传感器、风轮轴振动传感器、控制器24V直流电源失电传感器。
紧急停机步骤如下：所有的继电器、接触器失电；叶尖扰流器和两部机械刹车同时投入，发电机同时与电网脱离。
10.1.3.2 安全保护项目(www.xing528.com)
1.超速和振动超标保护
当转速传感器检测到风轮或发电机转速超过其额定转速值的110%时，控制器将给出正常停机指令。位于风轮轴上的振动测量传感器，不但能测出风轮转子的振幅，也以测得的振动主频用作转速传感器测量结果的校验值。振动值超标，风力机发电机将按指令正常停机。
2.风轮超速紧急停机保护
依据重要保护必须有两套不同系统保全执行的原则，风力发电机组另设有一个完全独立于控制系统、直接作用于液压油路、在风轮超速时引起叶尖扰流器动作的紧急停机系统。其主要执行机构是在叶尖扰流器液压缸与油箱之间并联的一个受压力控制可突然开启的突开阀。由于作用于叶尖扰流器上的离心力与风轮转速的平方成正比，风轮超转速时，叶尖扰流器液压缸中的油压迅速升高，达到设定值时，突开阀打开，压力油短路泄回油箱，叶尖扰流器迅速脱离叶片主体，旋转90°成为气动阻尼板，使机组在控制、转速检测系统或叶尖扰流器油路电池阀失效的情况下得以安全停机。
3.电网失电保护
一旦风力发电机失去电网来电，控制叶尖扰流器和机械刹车的电磁阀就会立即打开，其各自的液压系统失去压力，使制动系统全部动作，这与执行紧急停机的程序相当。停电后，机舱内和塔架内的照明可以维持15～20min时间。对由于电网停电引起的停机，控制系统将在电网恢复正常供电数分钟后，自动恢复正常运行。
4.电器保护
首先是系统的雷击保护功能，必须使机组所有部件保持电位平衡，并提供便捷的接地通道以释放雷电，避免高能雷电的积累。由于机舱底座是钢结构，机舱底座通过电缆与塔架连接，塔架与地面控制柜通过电缆与埋入基础内的接地系统相联，这就为机舱内机械提供了基本的接地保护，机舱壳体后部若安装避雷针，高度应在风速风向仪之上；叶片的雷击保护是通过安装在叶尖上的雷电接收器并借助于叶尖气动刹车机构的传导系统实现电荷传输；而从风轮到机舱底座，则是通过电刷和集电环来连接。
其次是发电机的过热、过载以及单相保护；控制器等电器设备的过电压保护；晶闸管和计算机的瞬时过电压屏蔽以及所有传感器输入信号线和通信电缆的屏蔽隔离。
5.电缆与润滑、液压系统保护
超过容许的电缆缠绕、润滑油温超标及润滑油箱液位过低、液压油温超标及液压油箱液位过低等故障产生时，控制系统执行安全停机。
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