專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功率監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)壽命20年，而且維護(hù)成本高，確保其處于良好的運(yùn)行狀態(tài)
至關(guān)重要的。現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)中普遍未采用功率監(jiān)測措施，即不監(jiān)測主控供電回路的電流或功率的具體數(shù)值，僅有過壓、欠壓和過流等保護(hù)等措施；當(dāng)主控系統(tǒng)中PLC實(shí) 施一個(gè)控制動作時(shí)，只能通過相應(yīng)執(zhí)行器的狀態(tài)來反饋控制動作是否正確實(shí)施，對于被控對象是否真正按控制的期望運(yùn)行，PLC無法監(jiān)測。而且在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，都是采用遠(yuǎn)程監(jiān)控，監(jiān)控人員是無法看到現(xiàn)場的情況。例如控制一個(gè)冷卻風(fēng)扇電機(jī)的啟動PLC控制輸出模塊輸出控制信號,控制相應(yīng)的繼電器吸合，PLC通過讀取繼電器輔助觸點(diǎn)的狀態(tài)得知繼電器的確已經(jīng)吸合，控制動作正確實(shí)施；但是對于電機(jī)是否啟動，PLC是無法判斷的。如果由于某種原因，如與繼電器主觸點(diǎn)連接的冷卻風(fēng)扇電機(jī)供電回路接線不可靠、虛接等，導(dǎo)致繼電器吸合后電機(jī)因不得電或者缺相從而不正常工作時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仍將在風(fēng)扇故障狀態(tài)下運(yùn)行直到過溫報(bào)警，這對機(jī)組將是很不利的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)。該技術(shù)方案用于傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)，能對主控系統(tǒng)器件運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，具有及時(shí)發(fā)現(xiàn)器件故障，以及對器件的功率做長期監(jiān)測，監(jiān)控其變化趨勢，故障預(yù)警，避免由此而引發(fā)更大的事故。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)，它包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)中的控制單元，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)中還設(shè)置功率檢測單元；所述功率檢測單元包括功率測量模塊以及至少一個(gè)電壓測量元件和至少一個(gè)電流測量元件，所述至少一個(gè)電壓測量元件和至少一個(gè)電流測量元件與功率測量模塊輸入端連接，所述功率測量模塊通過控制單元通訊接口與其通訊。所述控制單元為PLC控制器。所述電壓測量元件包括安裝在主控系統(tǒng)供電回路中的電壓互感器。所述電流測量元件包括安裝在主控系統(tǒng)供電回路中的電流傳感器。所述功率測量模塊包括計(jì)算單元和通訊單元，計(jì)算單元和通訊單元連接。所述計(jì)算單元包括單片機(jī)；所述通訊單元包括串行通信模塊，所述單片機(jī)與串行通信模塊連接，所述串行通信模塊與PLC控制器的通訊接口通訊。[0013]本實(shí)用新型控制工作原理一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)，所述控制單元包括PLC控制器，該P(yáng)LC控制器亦是主控系統(tǒng)的PLC控制器，即把功率監(jiān)測系統(tǒng)嵌入主控系統(tǒng)的控制中；所述至少一個(gè)電壓測量元件和至少一個(gè)電流測量元件與功率測量模塊連接作為功率測量模塊的輸入，所述功率測量模塊通過通訊接口向PLC控制器傳輸電壓、電流和功率等數(shù)據(jù)。所述電壓測量元件包括電壓互感器，可將被測電壓轉(zhuǎn)換成功率測量模塊量程內(nèi)的信號;所述電流測量元件包括電流傳感器，可將被測電流轉(zhuǎn)換成功率測量模塊量程內(nèi)的信號;所述功率測量模塊包括計(jì)算單元和通訊單元，所述計(jì)算單元具有根據(jù)測量單元傳 輸過來的信號計(jì)算出被測電壓、被測電流以及被測回路的功率的功能；所述通訊單元具有與PLC控制器通訊的功能，實(shí)現(xiàn)被測電壓、被測電流以及被測功率等數(shù)據(jù)向PLC控制器傳輸。在實(shí)際運(yùn)行中，該系統(tǒng)采用(I)核定檢測回路中各器件的良好狀態(tài)下，啟動前和穩(wěn)定運(yùn)行后的功率變化值Δ P，并確定其合理變化的閾值。(2)在程序中加入ΛΡ判斷語句，ΛΡ未超出閾值則說明運(yùn)行正常，超出時(shí)報(bào)故障。在判斷中考慮ΛΡ對應(yīng)的At，在At內(nèi)檢測回路內(nèi)的其他器件有啟停變化時(shí)，需疊加處理。(3)在主控監(jiān)控軟件界面實(shí)時(shí)顯示功率變化曲線和事件。監(jiān)控人員可實(shí)時(shí)觀察控制事件和功率變化情況，同時(shí)可作為故障診斷的依據(jù)。(4)對于需要長期監(jiān)測的器件，定期記錄啟停功率變化曲線，并作分析比較。如監(jiān)測偏航電機(jī)，在軟件中設(shè)置工作時(shí)自動記錄、保存功率曲線等信息，監(jiān)控人員通過定期對t匕，監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)是否良好，做出故障預(yù)警。將功率監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于主控控制回路中，用于控制反饋和故障預(yù)警。其結(jié)構(gòu)和硬件組成，除功率等級比較小之外，與市面上傳統(tǒng)的功率測量模塊區(qū)別不大。本實(shí)用新型有益效果是本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過增加功率檢測單元，嵌入到主控PLC控制，監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電組上的偏航電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)、加熱器等大功率器件的實(shí)際通電運(yùn)行情況，能第一時(shí)間監(jiān)測到傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所檢測不到的器件故障，防止故障放大造成事故；同時(shí)對這些大功率部件進(jìn)行長期監(jiān)測，可觀察其變化趨勢，做出故障預(yù)警；還可以作為一種故障診斷手段，提高故障處理效率。本實(shí)用新型填補(bǔ)了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)對器件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的空白，及時(shí)發(fā)現(xiàn)器件故障，避免因此帶來的連鎖故障，確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在良好狀態(tài)，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組壽命；對器件的功率做長期監(jiān)測，監(jiān)控其變化趨勢，故障預(yù)警，避免由此而引發(fā)更大的事故。將本實(shí)用新型應(yīng)用于數(shù)臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，能很好的監(jiān)測發(fā)電機(jī)風(fēng)扇、偏航電機(jī)、齒輪箱風(fēng)扇等器件的運(yùn)行情況；并在對偏航電機(jī)的監(jiān)測中，發(fā)現(xiàn)了因制動盤沾油導(dǎo)致偏航制動力不足的安全隱患。
圖I為本實(shí)用新型電氣原理示意框圖。圖中I、電壓互感器，2、電流傳感器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖I中，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)，它包括控制單元， 系統(tǒng)內(nèi)增加功率檢測單元；所述控制單元包括PLC控制器，該P(yáng)LC控制器亦是主控系統(tǒng)的PLC控制器，即把功率監(jiān)測系統(tǒng)嵌入主控系統(tǒng)的控制中；所述功率檢測單元包括功率測量模塊以及至少一個(gè)電壓測量元件和至少一個(gè)電流測量元件，所述至少一個(gè)電壓測量元件和至少一個(gè)電流測量元件與功率測量模塊連接作為功率測量模塊的輸入，所述功率測量模塊通過通訊接口向PLC控制器傳輸電壓、電流和功率等數(shù)據(jù)。對所述功率測量模塊可以采用市場上所見的GPU-3 REC或系列產(chǎn)品中的其他型號進(jìn)行選購。所述電壓測量元件包括安裝在主控系統(tǒng)供電回路中的電壓互感器1，將被測電壓轉(zhuǎn)換成功率測量模塊量程內(nèi)的信號；所述電流測量元件包括安裝在主控系統(tǒng)供電回路中的電流傳感器2，將被測變流轉(zhuǎn)換成功率測量模塊量程內(nèi)的信號；所述功率測量模塊包括計(jì)算單元和通訊單元，計(jì)算單元和通訊單元連接。計(jì)算單元包括單片機(jī)；通訊單元包括串行通信模塊，所述計(jì)算單元具有根據(jù)測量元件傳輸過來的信號計(jì)算出被測電壓、被測電流以及被測回路的功率的功能；所述通訊單元具有與PLC控制器通訊的功能，實(shí)現(xiàn)被測電壓、被測電流以及被測功率等數(shù)據(jù)向PLC控制器傳輸。本實(shí)用新型專利包括功率監(jiān)測技術(shù)及以功率監(jiān)測技術(shù)為基礎(chǔ)的故障檢測、故障預(yù)警技術(shù)。說明(I)設(shè)在相線上的電壓互感器1，共3個(gè)，如果功率測量模塊輸入電壓范圍滿足，可省去電壓測量元件，直接測取電壓；(2)設(shè)在相線上的電流傳感器2，共3個(gè)。注測量元件、功率測量模塊的型號、量程依主控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而定。實(shí)施方案采用(I)在柜內(nèi)主控系統(tǒng)的主回路或僅在需要監(jiān)測的支路安裝電壓、電流測量元件。(2)安裝功率測量模塊，將電壓、電流測量元件與功率測量模塊連接，并通過通訊線將功率測量模塊于主控PLC連接。上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)，它包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)中的控制單元，其特征是，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)中還設(shè)置功率檢測單元；所述功率檢測單元包括功率測量模塊以及至少一個(gè)電壓測量元件和至少一個(gè)電流測量元件，所述至少一個(gè)電壓測量元件和至少一個(gè)電流測量元件與功率測量模塊輸入端連接，所述功率測量模塊通過控制單元通訊接口與其通訊。
2.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述控制單元為PLC控制器。
3.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述電壓測量元件包括安裝在主控系統(tǒng)供電回路中的電壓互感器。
4.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述電流測量元件包括安裝在主控系統(tǒng)供電回路中的電流傳感器。
5.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述功率測量模塊包括計(jì)算單元和通訊單元，計(jì)算單元和通訊單元連接。
6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述計(jì)算單元包括單片機(jī)；所述通訊單元包括串行通信模塊，所述單片機(jī)與串行通信模塊連接，所述串行通信模塊與PLC控制器的通訊接口通訊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)的功率監(jiān)測系統(tǒng),它包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)中的控制單元，其特征是，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)中還設(shè)置功率檢測單元；所述功率檢測單元包括功率測量模塊以及至少一個(gè)電壓測量元件和至少一個(gè)電流測量元件，所述至少一個(gè)電壓測量元件和至少一個(gè)電流測量元件與功率測量模塊輸入端連接，所述功率測量模塊通過控制單元通訊接口與其通訊。本實(shí)用新型的有益效果是，能第一時(shí)間監(jiān)測到傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所檢測不到的器件故障，防止故障放大造成事故；同時(shí)對這些大功率部件進(jìn)行長期監(jiān)測，可觀察其變化趨勢，做出故障預(yù)警；還可以作為一種故障診斷手段，提高故障處理效率。
文檔編號G01R31/34GK202676882SQ20122017998
公開日2013年1月16日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者李廣偉, 譚啟勝, 曹叔強(qiáng), 宋鵬 申請人:北車風(fēng)電有限公司