CN102545370A - 风力发电机的控制系统供电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力发电机的控制系统供电装置，风力发电机发出的电能是通过风力发电机出口开关经过升压变压器升压，然后通过高压侧开关后接入电网；在风力发电机出口开关的前端有一个辅助变压器，辅助变压器为风机提供控制电源；其中控制电源通过UPS为控制系统供电；装置还包括一个PT线圈，在升压变压器的高压侧开关前端,将PT线圈的一个绕组和UPS控制电源连接起来，由UPS控制电源和PT线圈形成一个PT回路作为备用的控制电源供电回路。此装置克服了现在风机控制系统在升压变压器故障或维修时会失去控制电源的缺陷，保证风力发电设备的控制系统能够在升压变压器退出运行时仍能带电工作，并实现对风力发电设备的监控。

Description

风力发电机的控制系统供电装置
技术领域
本发明涉及一种辅助供电装置，特别涉及一种给风力发电机的控制系统提供辅助供电的装置。
背景技术
一般来说，如图1所示风力发电系统接线图，风力发电机发出的电能是通过风力发电机出口开关3后经过升压变压器2升到电网所需电压等级，然后通过高压侧开关1接入电网。在风力发电机出口开关3的前端会有一个辅助变压器5，UPS控制电源6通过辅助变压器5为整个系统提供控制辅助电源。
这一方案的缺点在于，当升压变压器因故不能带电（如变压器检修，或断路器检修）时，整个风机系统都会失去控制电源（一般的，UPS的电量只能支持十分钟到半小时），从而导致在远方监控中心不能得知风机的实时状态。 
另外，国内电网运营商开始要求风电设备能够远方开合变压器两侧断路器。而目前的接线方式（图1）很难满足这一要求——当变压器任意侧断路器断开时，风机控制系统会失去控制电源，继而不能响应远方操作命令。
实际上，上述控制电源或者辅助电源的问题在其他行业领域也有类似情况。目前一种方案就是采用PT二次线圈来给控制回路提供电源。参见“基于PT二次侧供电方式探讨”。
发明内容
本发明是针对目前风机控制系统在故障或维修时会失去控制电源的问题，提出了一种风力发电机的控制系统供电装置，该装置能够满足在风力发电机升压变压器断开（或者主回路断开）的情况下，依然能保证风力发电设备的控制系统能够长时间带电工作，并实现对风力发电设备的监控。
本发明的技术方案为：一种风力发电机的控制系统供电装置，风力发电机发出的电能是通过风力发电机出口开关后经过升压变压器升压，然后通过高压侧开关接入电网；在风力发电机出口开关的前端有一个辅助变压器，UPS控制电源通过辅助变压器为控制系统供电，同时辅助变压器还为其他辅助回路供电；其特征在于，装置还包括一个PT线圈，PT线圈位于升压变压器的高压侧开关前端和UPS控制电源输出端之间，PT线圈和UPS控制电源一起构成备用供电回路。
所述辅助变压器、PT线圈和控制系统之间可接电源切换回路，在辅助变压器两端并联继电器线圈，在辅助变压器和控制系统通路中接继电器的常开触点，在PT线圈到控制系统的通路中接继电器的常闭触点，保证辅助变压器和PT线圈供电回路二者不同时给控制系统供电。
本发明的有益效果在于：本发明风力发电机的控制系统供电装置，克服了现在风机控制系统在升压变压器故障或维修时会失去控制电源的缺陷，保证风力发电设备的控制系统能够长时间带电工作；同时，当前电网开始要求风机控制系统能够对升压变压器进行远方断开/闭合断路器操作。在现有的风机供电回路上，一旦风机控制系统远方断开升压变压器高（或低）压侧开关，那么风机控制系统会在UPS系统电池耗尽后失电停机，整个系统失去监控，也就无法远方闭合升压变压器高（或低）压侧开关。本发明解决了上述问题，在升压变压器一侧开关断开的情况下，风机控制系统依然能够通过备用回路，即PT回路保持控制电源带电工作。
附图说明
图1为现有技术风力发电系统接线图；
图2为本发明风力发电机的控制系统供电装置中PT回路辅助供电接线图；
图3为本发明风力发电机的控制系统供电装置中电源切换装置接线图；
图4为本发明风力发电机的控制系统供电装置实例——陆上风机应用接线图。
具体实施方式
如图2所示风力发电机的控制系统供电装置中PT回路辅助供电接线图，在升压变压器2的高压侧开关1前端装设一个PT线圈7，与UPS控制电源6一起构成控制回路的备用电源。在辅助变压器5因故不能正常供电时，该回路依然能够保证风机控制系统持续工作。
正常情况下，升压变压器2两侧开关——高压侧开关1和低压侧开关8、风机出口开关3均合闸，风机正常运行发电。此时风机的控制电源、照明电源、辅助电源均由辅助变压器5提供；
当升压变压器2退出运行或有一侧开关断开时，辅助变压器5不能提供电源，此时则由高压侧开关1的PT回路提供控制电源。
如前述，PT回路容量是足够控制回路运行；而且此时能够满足电网要求，由控制PLC完成远方分合变压器高低压侧开关。
目前市场上的这种可作为供电回路的PT容量可达300VA（如：JDZRW2-12W2），而一般一个风机控制系统(PLC, 24V 回路) 的耗电为50～200W，因此该方案是能够保证供电需求的。但是需要把控制系统的供电同其他辅助供电系统分开（如：照明，加热回路等）。
为更完善考虑，在PT供电回路和辅助配电变压器回路之间可以配置一个电源切换装置。图3所示为一典型电源切换回路，在辅助变压器两端并联继电器的线圈9，在辅助变压器和控制回路通路中接继电器9的常开触点，在PT回路到控制回路的通路中接继电器9的常闭触点，当辅助变压器供电时，继电器9得电，常开触点闭合，常闭触点断开，保证辅助变压器供电；当辅助变压器断电后，继电器9失电，常开触点断开，常闭触点闭合，PT回路供电。该回路可以保证辅助变压器和PT供电回路二者不会同时给控制回路供电。
如图4所示陆上风机应用接线图，35kV 的PT能够保证控制PLC控制器10的工作不受升压变两侧开关状态的影响。当35kV进线带电时，PT回路给PLC供电，然后PLC 能够响应远方监控指令，通过操作继电器11对升压变压器两侧开关进行分合操作。PT回路不用给照明或者加热器等辅助电源供电。
实际上，这一方案在海上风机也有很好的应用前景。目前，海上风机多是采用在高压侧并联一个相同电压等级的辅助配电变压器来解决辅助配电问题，由于辅助变压器电压等级高(35kV或10kV)，所以这一方案成本较高。另外也有一些海上风机是采用的高压UPS。
如将本发明方案用于海上风机，通过PT回路给控制PLC包括24V DC的传感器回路供电， 在海上风机变压器检修时，在变压器，主开关均断开的情况下，风机控制PLC以及24V DC的传感器依然由35kV侧PT供电，能够带电运行并监视风机运行的参数：如风速，风向，温度，机舱朝向等。相比于现有的接线方案，可以省去一个35kV辅助配电变压器的成本，经济上更为节省。

Claims (2)

1.一种风力发电机的控制系统供电装置，风力发电机发出的电能是通过风力发电机出口开关后经过升压变压器升压，然后通过高压侧开关接入电网；在风力发电机出口开关的前端有一个辅助变压器，UPS控制电源通过辅助变压器为控制系统供电，同时辅助变压器还为其他辅助回路供电；其特征在于，装置还包括一个PT线圈，PT线圈位于升压变压器的高压侧开关前端和UPS控制电源输出端之间，PT线圈和UPS控制电源一起构成备用供电回路。
2.根据权利要求1所述风力发电机的控制系统供电装置，其特征在于，所述辅助变压器、PT线圈和控制系统之间可接电源切换回路，在辅助变压器两端并联继电器线圈，在辅助变压器和控制系统通路中接继电器的常开触点，在PT线圈到控制系统的通路中接继电器的常闭触点，保证辅助变压器和PT线圈供电回路二者不同时给控制系统供电。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105610136A (zh) * 2015-09-21 2016-05-25 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种风电机组的双重化电气安全系统
CN110380344A (zh) * 2019-07-02 2019-10-25 海鸿电气有限公司 一种高压开关柜电源保障系统
CN110875594A (zh) * 2018-08-31 2020-03-10 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组及其备用冗余供电系统
CN112564262A (zh) * 2020-11-27 2021-03-26 中广核工程有限公司 海上风电风机的控制回路供电系统及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5483463A (en) * 1993-07-30 1996-01-09 Controlled Power Company Uninterruptible power supply (UPS) and method
CN101950973A (zh) * 2010-09-29 2011-01-19 上海电力学院 双馈风力发电机组控制系统及稳定控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5483463A (en) * 1993-07-30 1996-01-09 Controlled Power Company Uninterruptible power supply (UPS) and method
CN101950973A (zh) * 2010-09-29 2011-01-19 上海电力学院 双馈风力发电机组控制系统及稳定控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨峰: "配电系统二次电源配置方案", 《低压电器》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105610136A (zh) * 2015-09-21 2016-05-25 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种风电机组的双重化电气安全系统
CN105610136B (zh) * 2015-09-21 2018-11-30 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种风电机组的双重化电气安全系统
CN110875594A (zh) * 2018-08-31 2020-03-10 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组及其备用冗余供电系统
CN110380344A (zh) * 2019-07-02 2019-10-25 海鸿电气有限公司 一种高压开关柜电源保障系统
CN112564262A (zh) * 2020-11-27 2021-03-26 中广核工程有限公司 海上风电风机的控制回路供电系统及方法
CN112564262B (zh) * 2020-11-27 2024-03-19 中广核工程有限公司 海上风电风机的控制回路供电系统及方法

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