CN102520303A - 风电机组交流回路检测器及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风电机组交流回路检测系统及检测方法，检测方法通过控制接触器给主控系统上电，通过控制器断开闭合风电机组控制系统众多交流回路的相应微断、接触器来控制风电机组控制系统相应交流回路各项相电压的有无，由测试系统通过光隔、控制器检测相应风电机组控制系统回路电压的有无电压、相序是否正确，触点的动作情况是否与控制预期一致，从而检测主控系统硬件回路、器件和接线有无虚接；本发明采用控制器自动判断，避免因回路多工作量大造成人为引入故障，漏测某些回路，且大量提高了测试效率和安全性，风电机组的主控系统输出的交流回路都近百路人为测试非常费时，易误测和漏测，也存在不安全隐患。

Description

风电机组交流回路检测器及检测方法

技术领域

本发明涉及交流回路测试技术领域，涉及一种风电机组交流回路检测系统及检测方法。 

背景技术

风力发电机组控制系统是国内风电设备中薄弱环节，风力发电机组测试及质量控制更是风电领域的难题，相关IEC标准未得到实际采用，行业内无有效实用的测试工具，如大型风力发电机组2.0MW交流控制回路由导线，微断开关、熔断器、接触器、CPU等组成，由PLC开入模块采集微断接触器等状态，开出模块控制相应接触器、继电器闭合与断开，从而实现回路功能以及对其控制和故障识别等。 

风电控制系统交流回路为担负着整个风电机组设备的供电管理及控制，其中光风电机组主控系统的三项交流回路近三十路，单项交流回路近三十路，需要检测的端子2百多个，若人工去检测回路相序、回路是否虚接，一方面工作量（200多个端子）容易漏测和引入错误，回路本身的一些控制功能也测不到，另外无法检测三项回路之间是否相序接错，即使用三项电能质量分析也不能保证。 

发明内容

本发明的目的是提供一种风电机组交流回路检测系统及检测方法，以解决现有的检测方法工作量大、易引入人为错误，检测存在遗漏项目的问题。 

为实现上述目的，本发明的风电机组交流回路检测方法步骤如下： 

（1）将待测风电机组交流回路的电源线、控制回路通讯线和开入开出引出线分别连接到风电机组交流回路检测系统的相应接口；

（2）风电机组交流回路检测系统的控制器控制接触器给待测风电机组交流回路上电，通过断开、闭合相应微断、接触器来改变待测风电机组交流回路各项相电压的有无，控制器根据采集信号来判断保护开关、熔断器是否正常，变位情况是否正确、顺序是否正确，若有故障则判断出具体哪个保护开关或熔断器故障；

（3）控制器通讯控制待测风电机组交流回路的相应信号输出模块，实现相应接触器闭合或断开，使对应回路断电或供电；

（4）控制器依次断开和闭合风电机组交流回路测试系统的接触器检测待测风电机组交流回路的输出电压，判断相序是否正确。

进一步的，所述步骤（2）中风电机组交流回路检测系统的控制器通过断开、闭合相应微断、接触器来改变待测风电机组交流回路各项相电压的有无且是否大于设定门槛值来判断是否虚接。 

进一步的，若是第一次进行风电机组交流回路检测，完成第（1）步后还需进行对待测风电机组交流回路进行上电前检查。 

本发明的风电机组交流回路检测系统技术方案如下：包括控制器，该控制器的信号输入端分别通过光耦与被测风电机组交流电源输出端相连，用于采集被测风电机组交流回路电压值，所述控制器控制连接有保护元件和接触器，用于控制被测风电机组交流回路各项电源的通断。 

进一步的，所述光耦为门槛值可调光耦。 

本发明的风电机组交流回路检测系统及检测方法，用控制器来控制接触器给主控系统上电，通过断开闭合风电机组控制系统相应微断、接触器等来改变风电机组控制系统交流回路各项相电压的有无，由测试系统通过光隔、控制器检测相应风电机组控制系统回路电压的有无电压、相序是否正确。采用控制器自动判断，避免因回路多工作量大造成人为引入故障，漏测某些回路，且大量提高了测试效率和安全性，风电机组的主控系统输出的交流回路都近百路，人为测试非常费时，也存在不安全隐患。回路的微断既起到很好的动态保护效果，又可以避免故障扩大，增加了电路的可靠性，安全性；由于电路只采用很少的功率器件，从成本上看，该电路价格低廉，相对于整个驱动器来说，基本上不增加额外的成本，既经济又实用。 

附图说明

图1为风电控制系统交流回路原理图示例； 

图2为风电控制系统交流回路测试系统原理图。

具体实施方式

本发明的风电机组交流回路检测系统用控制器来控制接触器K1、K2、K3给主控系统上电，通过断开闭合风电机组控制系统相应微断、接触器（通过通讯控制）等来改变风电机组控制系统交流回路各项相电压的有无，由测试系统通过光隔、控制器检测相应风电机组控制系统回路电压的有无电压、相序是否正确，触点的动作情况是否与预期一致，从而检测主控系统硬件回路、器件和接线有无虚接等。测试系统的微断F1、 F2安装在实验人员便于操作的位置，一方面需实现由人可在测试柜体表面操作，便于人为控制和检修，另一方面防止风电机组控制系统引接线等问题出现短路起保护作用。 

以风电控制主控系统众多交流回路中的变流器冷却风扇控制回路为例，来说明如何对交流控制回路进行测试。如图1为风电控制系统交流回路原理图示例：变流器冷却风扇供电控制回路，蓝色线条为导线，接引相电压为AC230V电源；黄色5-11为主控系统对外接线端子，实现与其他系统连接；Q2.3和Q2.6为防过载短路保护开关；Q29.3、Q29.4、Q29.5为接触器的触点控制回路供电或切除电源；避雷器为防雷器件；紫色为PLC的I/O采集与控制点。 

如图2所示,风电机组交流回路检测系统包括控制器PLC，该控制器的信号输入端分别通过光耦与被测风电机组交流电源输出端相连，用于采集被测风电机组交流回路电压值，控制器控制连接有保护元件和接触器，用于控制被测风电机组交流回路各项电源的通断。L1-3为三项交流电源接入端；F1、F2为起保护作用的微断或熔断器，当被测回路或测试回路发生短路故障时起保护作用，另外安装在实验人员便于操作的位置便于对被测回路或测试回路电源控制，分析查找问题； K1、K2、K3为接触器，可由控制器灵活控制给被检测系统交流回路上电和断电，被测系统的交流回路电压值由检测回路的光隔进行强弱电隔离，供测试回路的控制器采集，光隔通断门槛值选用可调器件，便于根据测试需求设定门槛，根据现有测试经验和统计，对AC230V回路来说若回路中存在虚接则输出电压将小于200V，故在此设定光隔通断门槛为200V，实际中可根据需要对其进行调整。 

检测系统中控制器通过控制接触器控制被测系统各项电源的通断，通过光隔隔离采集被测系统的交流回路的实际供电控制情况，并与被测系统通讯获得被测系统的预期供电控制情况,通过控制器自动比对实际供电控制情况和预期供电控制情况，从而实现自动检测主控系统交流回路、回路器件和接线虚接、相序等。 

检测方法具体步骤如下： 

1、接线

确认F2处于断开位置，连接风电控制系统的电源输入了回路到系统对外的电源线、控制回路通讯线和开入开出等连接到测试系统的相应工装接口上。

2、上电前检查（本项需手动测试） 

检测风电机组控制回路的熔断器保护开关的熔断值是否正确。

依次闭合风电机组控制柜的保护开关，用万用表检测风电机组控制系统（主控系统塔基柜底部的配电柜）电源接入口，各相相间电阻以及相对地和N的阻值，相间阻值约为1兆多欧，单项对也约为几百千欧，无异常合上测试测试系统的微断F2，给风电机组控制系统上电，若阻值异常根据图纸检测风电控制系统交流回路，排除规章后才可上电。 

3、测试程序的自动写入 

上电后对风电机组主控系统进行写入测试程序。并对系统进行初始化，既控制相应接触器、继电器闭合和断开，使相应交流输出回路可正常供电，检测对应接触器、微断、继电器所关联的触点是否正确，若不正常排除故障，替换器件或更改错误接线，为下一步自动测试做准备,使被测试交流回路按预期进行预期供电控制。

4、回路中保护开关、熔断器功能检查 

风电控制系统上电后，以其中主控系统为例，测试程序运行后，依次断开和合上主控系统各个交流回路的保护开关、熔断器如图1为风电控制系统交流回路原理图示例中的Q2.3和Q2.6，一方面通过通讯把检测到相应DI送到测试系统，测试系统判断相应DI变位情况是否正确、顺序是否正确，若有故障应判断出具体哪个保护开关或熔断器故障，另一方面测试系统检测主控系统输出电压有无且是否大于某个门槛（200V），由此判断保护开关、熔断器是否正常（熔断器的安数需要人工检测），与通讯值比对，测试报告中记录变位时间、电压有无变化时间，以及此回路及其器件测试结果。测试系统应可以显示变位信息与通讯信息，以便于局部故障时进行验证。如图1风电控制系统交流回路原理图示例所示：变流器冷却风扇供电控制回路保护开关、熔断器测试判断如下：

（1）人为断开Q2.3，K14.1的DI6.13的状态为0，端子5,6,7无电压，9,10,11有电压；

（2） 接下来断开Q2.6，K14.1的DI6.14的状态为0，端子5,6,7无电压，9,10,11无电压；

（3）然后闭合Q2.3，K14.1的DI6.13的状态为1，端子5,6,7有电压，9,10,11无电压；

（4）最后闭合Q2.6，K14.1的DI6.14的状态为1，端子5,6,7有电压，9,10,11有电压；

符合以上描述回路正常，在报告中记录以上信息，若有问题定位到相应回路具体器件；其他交流电源回路依此开展测试。

5、风电控制系统对交流回路的控制 

风电控制系统对交流回路的控制，以图1的主控系统变流器冷却风扇供电控制回路为例，测试系统通过通信控制主控系统的相应DO模块，控制其开出，从而实现相应接触器闭合和断开，使对应回路断电和供电（测试系统检测），如图1风电控制系统交流回路原理图示例所示：变流器冷却风扇供电控制回路控制功能测试判断如下：

（1）通过通讯控制主控系统K15.1的DO7.18， DO7.21为0，0，检测通讯过来的K14.1的DI6.17的状态为0，DI6.19的状态为0，端子5,6,7无电压，9,10,11无电压；

（2）通过通讯控制主控系统K15.1的DO7.18， DO7.21为0，1，检测通讯过来的K14.1的DI6.17的状态为1，DI6.19的状态为0，端子5,6,7电压正常，9,10,11无电压；

（3）通过通讯控制主控系统K15.1的DO7.18， DO7.21为1，0，检测通讯过来的K14.1的DI6.17的状态为0，DI6.19的状态为0，端子5,6,7无电压，9,10,11无电压；

（4）通过通讯控制主控系统K15.1的DO7.18， DO7.21为1，1，检测通讯过来的K14.1的DI6.17的状态为0，DI6.19的状态为1，端子5,6,7无电压，9,10,11电压正常；

符合以上描述回路正常，在报告中记录以上信息，若有问题定位到相应回路具体器件；其他交流电源回路依此开展测试。

6、相序测试 

风电控制系统交流回路相序测试，以图1中的主控系统变流器冷却风扇供电控制回路为例，控制测试系统依次断开和闭合其接触器K1、K2、K3检测主控系统的对应相电压为230V回路的L1、L2、L3相的输出，确认相序无错误，记录信息。如图1风电控制系统交流回路原理图示例所示：变流器冷却风扇供电控制回路相序测试，依次操判断作如下：

（1）断开测试系统接触器K1，端子5,9无电压，6,7, 10,11有电压；

（2）断开测试系统接触器K2，端子5, 6,9,10无电压，7, 11有电压；

（3）断开测试系统接触器K3，端子5,6,7,9,10,11全无电压；

（4）闭合测试系统接触器K1，端子5,9有电压，6,7, 10,11无电压；

（5）闭合测试系统接触器K2，端子5, 6,9,10有电压，7, 11无电压；

（6）闭合测试系统接触器K3，端子5,6,7,9,10,11全有电压；

符合以上描述回路正常，在报告中记录以上信息，若有问题定位到相应回路具体器件；其他交流电源回路依此开展测试。

7、 除图1所示的变流器冷却风扇供电控制回路外，其他风电机组的交流控制回路的检测依照回路原理图开展4-6的检测，1-3为测试第一个交流输出回路时检测一次就可。单相交流回路检测也可照此检测。 

Claims (5)

1. 一种风电机组交流回路检测方法，其特征在于，该方法的步骤如下：

（1）将待测风电机组交流回路的电源线、控制回路通讯线和开入开出引出线分别连接到风电机组交流回路检测系统的相应接口；

（2）风电机组交流回路检测系统的控制器控制接触器给待测风电机组交流回路上电，通过断开、闭合相应微断、接触器来改变待测风电机组交流回路各项相电压的有无，控制器根据采集信号来判断保护开关、熔断器是否正常，变位情况是否正确、顺序是否正确，若有故障则判断出具体哪个保护开关或熔断器故障；

（3）控制器通讯控制待测风电机组交流回路的相应信号输出模块，实现相应接触器闭合或断开，使对应回路断电或供电；

（4）控制器依次断开和闭合风电机组交流回路测试系统的接触器检测待测风电机组交流回路的输出电压，判断相序是否正确。

2. 根据权利要求1所述的风电机组交流回路检测方法，其特征在于：所述步骤（2）中风电机组交流回路检测系统的控制器通过断开、闭合相应微断、接触器来改变待测风电机组交流回路各项相电压的有无且是否大于设定门槛值来判断是否虚接。

3. 根据权利要求1或2所述的风电机组交流回路检测方法，其特征在于：若是第一次进行风电机组交流回路检测，完成第（1）步后还需进行对待测风电机组交流回路进行上电前检查。

4. 一种风电机组交流回路检测系统，其特征在于，包括控制器，该控制器的信号输入端分别通过光耦与被测风电机组交流电源输出端相连，用于采集被测风电机组交流回路电压值，所述控制器控制连接有保护元件和接触器，用于控制被测风电机组交流回路各项电源的通断。

5. 根据权利要求4所述的风电机组交流回路检测系统，其特征在于：所述光耦为门槛值可调光耦。