專利名稱：風電機組交流回路檢測器及檢測方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及交流回路測試技術(shù)領域，涉及一種風電機組交流回路檢測系統(tǒng)及檢測方法。
背景技術(shù)：
風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)是國內(nèi)風電設備中薄弱環(huán)節(jié)，風力發(fā)電機組測試及質(zhì)量控制更是風電領域的難題，相關(guān)IEC標準未得到實際采用，行業(yè)內(nèi)無有效實用的測試工具，如大型風力發(fā)電機組2. (MW交流控制回路由導線，微斷開關(guān)、熔斷器、接觸器、CPU等組成，由 PLC開入模塊采集微斷接觸器等狀態(tài)，開出模塊控制相應接觸器、繼電器閉合與斷開，從而實現(xiàn)回路功能以及對其控制和故障識別等。
風電控制系統(tǒng)交流回路為擔負著整個風電機組設備的供電管理及控制，其中光風電機組主控系統(tǒng)的三項交流回路近三十路，單項交流回路近三十路，需要檢測的端子2百多個，若人工去檢測回路相序、回路是否虛接，一方面工作量(200多個端子)容易漏測和引入錯誤，回路本身的一些控制功能也測不到，另外無法檢測三項回路之間是否相序接錯，即使用三項電能質(zhì)量分析也不能保證。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種風電機組交流回路檢測系統(tǒng)及檢測方法，以解決現(xiàn)有的檢測方法工作量大、易引入人為錯誤，檢測存在遺漏項目的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的風電機組交流回路檢測方法步驟如下(1)將待測風電機組交流回路的電源線、控制回路通訊線和開入開出引出線分別連接到風電機組交流回路檢測系統(tǒng)的相應接口；(2)風電機組交流回路檢測系統(tǒng)的控制器控制接觸器給待測風電機組交流回路上電， 通過斷開、閉合相應微斷、接觸器來改變待測風電機組交流回路各項相電壓的有無，控制器根據(jù)采集信號來判斷保護開關(guān)、熔斷器是否正常，變位情況是否正確、順序是否正確，若有故障則判斷出具體哪個保護開關(guān)或熔斷器故障；(3)控制器通訊控制待測風電機組交流回路的相應信號輸出模塊，實現(xiàn)相應接觸器閉合或斷開，使對應回路斷電或供電；(4)控制器依次斷開和閉合風電機組交流回路測試系統(tǒng)的接觸器檢測待測風電機組交流回路的輸出電壓，判斷相序是否正確。
進一步的，所述步驟(2)中風電機組交流回路檢測系統(tǒng)的控制器通過斷開、閉合相應微斷、接觸器來改變待測風電機組交流回路各項相電壓的有無且是否大于設定門檻值來判斷是否虛接。
進一步的，若是第一次進行風電機組交流回路檢測，完成第(1)步后還需進行對待測風電機組交流回路進行上電前檢查。
本發(fā)明的風電機組交流回路檢測系統(tǒng)技術(shù)方案如下包括控制器，該控制器的信3號輸入端分別通過光耦與被測風電機組交流電源輸出端相連，用于采集被測風電機組交流回路電壓值，所述控制器控制連接有保護元件和接觸器，用于控制被測風電機組交流回路各項電源的通斷。
進一步的，所述光耦為門檻值可調(diào)光耦。
本發(fā)明的風電機組交流回路檢測系統(tǒng)及檢測方法，用控制器來控制接觸器給主控系統(tǒng)上電，通過斷開閉合風電機組控制系統(tǒng)相應微斷、接觸器等來改變風電機組控制系統(tǒng)交流回路各項相電壓的有無，由測試系統(tǒng)通過光隔、控制器檢測相應風電機組控制系統(tǒng)回路電壓的有無電壓、相序是否正確。采用控制器自動判斷，避免因回路多工作量大造成人為引入故障，漏測某些回路，且大量提高了測試效率和安全性，風電機組的主控系統(tǒng)輸出的交流回路都近百路，人為測試非常費時，也存在不安全隱患。回路的微斷既起到很好的動態(tài)保護效果，又可以避免故障擴大，增加了電路的可靠性，安全性；由于電路只采用很少的功率器件，從成本上看，該電路價格低廉，相對于整個驅(qū)動器來說，基本上不增加額外的成本，既經(jīng)濟又實用。


圖1為風電控制系統(tǒng)交流回路原理圖示例； 圖2為風電控制系統(tǒng)交流回路測試系統(tǒng)原理圖。
具體實施方式
本發(fā)明的風電機組交流回路檢測系統(tǒng)用控制器來控制接觸器Kl、K2、K3給主控系統(tǒng)上電，通過斷開閉合風電機組控制系統(tǒng)相應微斷、接觸器(通過通訊控制)等來改變風電機組控制系統(tǒng)交流回路各項相電壓的有無，由測試系統(tǒng)通過光隔、控制器檢測相應風電機組控制系統(tǒng)回路電壓的有無電壓、相序是否正確，觸點的動作情況是否與預期一致，從而檢測主控系統(tǒng)硬件回路、器件和接線有無虛接等。測試系統(tǒng)的微斷Fl、F2安裝在實驗人員便于操作的位置，一方面需實現(xiàn)由人可在測試柜體表面操作，便于人為控制和檢修，另一方面防止風電機組控制系統(tǒng)引接線等問題出現(xiàn)短路起保護作用。
以風電控制主控系統(tǒng)眾多交流回路中的變流器冷卻風扇控制回路為例，來說明如何對交流控制回路進行測試。如圖1為風電控制系統(tǒng)交流回路原理圖示例變流器冷卻風扇供電控制回路，藍色線條為導線，接引相電壓為AC230V電源；黃色5-11為主控系統(tǒng)對外接線端子，實現(xiàn)與其他系統(tǒng)連接；Q2. 3和Q2. 6為防過載短路保護開關(guān)；Q29. 3、Q29. 4、Q29. 5 為接觸器的觸點控制回路供電或切除電源；避雷器為防雷器件；紫色為PLC的I/O采集與控制點。
如圖2所示，風電機組交流回路檢測系統(tǒng)包括控制器PLC，該控制器的信號輸入端分別通過光耦與被測風電機組交流電源輸出端相連，用于采集被測風電機組交流回路電壓值，控制器控制連接有保護元件和接觸器，用于控制被測風電機組交流回路各項電源的通斷。L1-3為三項交流電源接入端；F1、F2為起保護作用的微斷或熔斷器，當被測回路或測試回路發(fā)生短路故障時起保護作用，另外安裝在實驗人員便于操作的位置便于對被測回路或測試回路電源控制，分析查找問題；K1、K2、K3為接觸器，可由控制器靈活控制給被檢測系統(tǒng)交流回路上電和斷電，被測系統(tǒng)的交流回路電壓值由檢測回路的光隔進行強弱電隔離，供測試回路的控制器采集，光隔通斷門檻值選用可調(diào)器件，便于根據(jù)測試需求設定門檻，根據(jù)現(xiàn)有測試經(jīng)驗和統(tǒng)計，對AC230V回路來說若回路中存在虛接則輸出電壓將小于200V，故在此設定光隔通斷門檻為200V，實際中可根據(jù)需要對其進行調(diào)整。
檢測系統(tǒng)中控制器通過控制接觸器控制被測系統(tǒng)各項電源的通斷，通過光隔隔離采集被測系統(tǒng)的交流回路的實際供電控制情況，并與被測系統(tǒng)通訊獲得被測系統(tǒng)的預期供電控制情況，通過控制器自動比對實際供電控制情況和預期供電控制情況，從而實現(xiàn)自動檢測主控系統(tǒng)交流回路、回路器件和接線虛接、相序等。
檢測方法具體步驟如下 1、接線確認F2處于斷開位置，連接風電控制系統(tǒng)的電源輸入了回路到系統(tǒng)對外的電源線、控制回路通訊線和開入開出等連接到測試系統(tǒng)的相應工裝接口上。
2、上電前檢查(本項需手動測試)檢測風電機組控制回路的熔斷器保護開關(guān)的熔斷值是否正確。
依次閉合風電機組控制柜的保護開關(guān)，用萬用表檢測風電機組控制系統(tǒng)(主控系統(tǒng)塔基柜底部的配電柜)電源接入口，各相相間電阻以及相對地和N的阻值，相間阻值約為 1兆多歐，單項對也約為幾百千歐，無異常合上測試測試系統(tǒng)的微斷F2，給風電機組控制系統(tǒng)上電，若阻值異常根據(jù)圖紙檢測風電控制系統(tǒng)交流回路，排除規(guī)章后才可上電。
3、測試程序的自動寫入上電后對風電機組主控系統(tǒng)進行寫入測試程序。并對系統(tǒng)進行初始化，既控制相應接觸器、繼電器閉合和斷開，使相應交流輸出回路可正常供電，檢測對應接觸器、微斷、繼電器所關(guān)聯(lián)的觸點是否正確，若不正常排除故障，替換器件或更改錯誤接線，為下一步自動測試做準備，使被測試交流回路按預期進行預期供電控制。
4、回路中保護開關(guān)、熔斷器功能檢查風電控制系統(tǒng)上電后，以其中主控系統(tǒng)為例，測試程序運行后，依次斷開和合上主控系統(tǒng)各個交流回路的保護開關(guān)、熔斷器如圖1為風電控制系統(tǒng)交流回路原理圖示例中的Q2. 3 和Q2. 6，一方面通過通訊把檢測到相應DI送到測試系統(tǒng)，測試系統(tǒng)判斷相應DI變位情況是否正確、順序是否正確，若有故障應判斷出具體哪個保護開關(guān)或熔斷器故障，另一方面測試系統(tǒng)檢測主控系統(tǒng)輸出電壓有無且是否大于某個門檻(200V)，由此判斷保護開關(guān)、熔斷器是否正常(熔斷器的安數(shù)需要人工檢測)，與通訊值比對，測試報告中記錄變位時間、電壓有無變化時間，以及此回路及其器件測試結(jié)果。測試系統(tǒng)應可以顯示變位信息與通訊信息，以便于局部故障時進行驗證。如圖1風電控制系統(tǒng)交流回路原理圖示例所示變流器冷卻風扇供電控制回路保護開關(guān)、熔斷器測試判斷如下(1)人為斷開Q2.3，K14. 1的DI6. 13的狀態(tài)為0，端子5，6，7無電壓，9，10, 11有電壓；(2)接下來斷開Q2.6，Κ14. 1的DI6. 14的狀態(tài)為0，端子5，6，7無電壓，9，10, 11無電壓；(3)然后閉合Q2.3，Κ14. 1的DI6. 13的狀態(tài)為1，端子5，6，7有電壓，9，10，11無電壓；(4)最后閉合Q2.6，K14.1的DI6. 14的狀態(tài)為1，端子5，6，7有電壓，9，10，11有電壓；符合以上描述回路正常，在報告中記錄以上信息，若有問題定位到相應回路具體器件; 其他交流電源回路依此開展測試。
5、風電控制系統(tǒng)對交流回路的控制風電控制系統(tǒng)對交流回路的控制，以圖1的主控系統(tǒng)變流器冷卻風扇供電控制回路為例，測試系統(tǒng)通過通信控制主控系統(tǒng)的相應DO模塊，控制其開出，從而實現(xiàn)相應接觸器閉合和斷開，使對應回路斷電和供電(測試系統(tǒng)檢測)，如圖1風電控制系統(tǒng)交流回路原理圖示例所示變流器冷卻風扇供電控制回路控制功能測試判斷如下(1)通過通訊控制主控系統(tǒng)K15.1的D07. 18，D07. 21為0，0，檢測通訊過來的K14. 1 的DI6. 17的狀態(tài)為0，DI6. 19的狀態(tài)為0，端子5，6，7無電壓，9，10, 11無電壓；(2)通過通訊控制主控系統(tǒng)K15.1的D07. 18，D07. 21為0，1，檢測通訊過來的K14. 1 的DI6. 17的狀態(tài)為1，DI6. 19的狀態(tài)為0，端子5，6，7電壓正常，9，10, 11無電壓；(3)通過通訊控制主控系統(tǒng)K15.1的D07. 18，D07. 21為1，0，檢測通訊過來的K14. 1 的DI6. 17的狀態(tài)為0，DI6. 19的狀態(tài)為0，端子5，6，7無電壓，9，10, 11無電壓；(4)通過通訊控制主控系統(tǒng)K15.1的D07. 18，D07. 21為1，1，檢測通訊過來的K14. 1 的DI6. 17的狀態(tài)為0，DI6. 19的狀態(tài)為1，端子5，6，7無電壓，9，10, 11電壓正常；符合以上描述回路正常，在報告中記錄以上信息，若有問題定位到相應回路具體器件； 其他交流電源回路依此開展測試。
6、相序測試風電控制系統(tǒng)交流回路相序測試，以圖1中的主控系統(tǒng)變流器冷卻風扇供電控制回路為例，控制測試系統(tǒng)依次斷開和閉合其接觸器ΚΙ、K2、K3檢測主控系統(tǒng)的對應相電壓為 230V回路的L1、L2、L3相的輸出，確認相序無錯誤，記錄信息。如圖1風電控制系統(tǒng)交流回路原理圖示例所示變流器冷卻風扇供電控制回路相序測試，依次操判斷作如下(1)斷開測試系統(tǒng)接觸器Kl，端子5，9無電壓，6，7，10，11有電壓；(2)斷開測試系統(tǒng)接觸器K2，端子5，6，9，10無電壓，7，11有電壓；(3)斷開測試系統(tǒng)接觸器K3，端子5，6，7，9，10,11全無電壓；(4)閉合測試系統(tǒng)接觸器Kl，端子5，9有電壓，6，7，10，11無電壓；(5)閉合測試系統(tǒng)接觸器K2，端子5，6，9，10有電壓，7，11無電壓；(6)閉合測試系統(tǒng)接觸器K3，端子5,6,7,9, 10，11全有電壓;符合以上描述回路正常，在報告中記錄以上信息，若有問題定位到相應回路具體器件; 其他交流電源回路依此開展測試。
7、除圖1所示的變流器冷卻風扇供電控制回路外，其他風電機組的交流控制回路的檢測依照回路原理圖開展4-6的檢測，1-3為測試第一個交流輸出回路時檢測一次就可。單相交流回路檢測也可照此檢測。
權(quán)利要求
1.一種風電機組交流回路檢測方法，其特征在于，該方法的步驟如下(1)將待測風電機組交流回路的電源線、控制回路通訊線和開入開出引出線分別連接到風電機組交流回路檢測系統(tǒng)的相應接口；(2)風電機組交流回路檢測系統(tǒng)的控制器控制接觸器給待測風電機組交流回路上電， 通過斷開、閉合相應微斷、接觸器來改變待測風電機組交流回路各項相電壓的有無，控制器根據(jù)采集信號來判斷保護開關(guān)、熔斷器是否正常，變位情況是否正確、順序是否正確，若有故障則判斷出具體哪個保護開關(guān)或熔斷器故障；(3)控制器通訊控制待測風電機組交流回路的相應信號輸出模塊，實現(xiàn)相應接觸器閉合或斷開，使對應回路斷電或供電；(4)控制器依次斷開和閉合風電機組交流回路測試系統(tǒng)的接觸器檢測待測風電機組交流回路的輸出電壓，判斷相序是否正確。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電機組交流回路檢測方法，其特征在于所述步驟(2)中風電機組交流回路檢測系統(tǒng)的控制器通過斷開、閉合相應微斷、接觸器來改變待測風電機組交流回路各項相電壓的有無且是否大于設定門檻值來判斷是否虛接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風電機組交流回路檢測方法，其特征在于若是第一次進行風電機組交流回路檢測，完成第(1)步后還需進行對待測風電機組交流回路進行上電前檢查。
4.一種風電機組交流回路檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器，該控制器的信號輸入端分別通過光耦與被測風電機組交流電源輸出端相連，用于采集被測風電機組交流回路電壓值，所述控制器控制連接有保護元件和接觸器，用于控制被測風電機組交流回路各項電源的通斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風電機組交流回路檢測系統(tǒng)，其特征在于所述光耦為門檻值可調(diào)光耦。
全文摘要
本發(fā)明涉及風電機組交流回路檢測系統(tǒng)及檢測方法，檢測方法通過控制接觸器給主控系統(tǒng)上電，通過控制器斷開閉合風電機組控制系統(tǒng)眾多交流回路的相應微斷、接觸器來控制風電機組控制系統(tǒng)相應交流回路各項相電壓的有無，由測試系統(tǒng)通過光隔、控制器檢測相應風電機組控制系統(tǒng)回路電壓的有無電壓、相序是否正確，觸點的動作情況是否與控制預期一致，從而檢測主控系統(tǒng)硬件回路、器件和接線有無虛接；本發(fā)明采用控制器自動判斷，避免因回路多工作量大造成人為引入故障，漏測某些回路，且大量提高了測試效率和安全性，風電機組的主控系統(tǒng)輸出的交流回路都近百路人為測試非常費時，易誤測和漏測，也存在不安全隱患。
文檔編號G01R31/02GK102520303SQ20111040597
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者周偉, 張舉良, 張聰, 李國杰, 桂黃宇, 王興安, 賈曉杰, 郭改霞, 陶學軍 申請人:許繼電氣股份有限公司, 許繼集團有限公司