CN104459414A - 一种变桨系统中变桨充电器ucc的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变桨系统中变桨充电器UCC的检测方法，包括：输入性能检测、输出性能检测、连续充电功能检测以及自动充电功能检测。本发明还提供一种应用上述检测方法的检测装置。本发明模拟风力发电机组中SSB变桨系统的运行环境和在实际运行过程中出现的一般情况和特殊情况，对变桨充电器UCC的输入、输出性能以及连续充电和自动充电功能进行全方面的检测，通过触发信号与反馈信号显示充电器的工作状态，并通过电压/电流表测量的数据与工控机检测到的变桨充电器UCC状态数据对比，检测充电器的电气特性，进而排除隐患，提高产品的维修质量。

Description

一种变桨系统中变桨充电器UCC的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及风电机组中电控器件检测领域，特别是涉及一种风电机组变桨系统中变桨充电器UCC的检测方法及装置。

背景技术

随着绿色能源的倡导，风电行业迅速发展起来，风电企业也得到了迅猛的发展。现如今市场上主流的风力发电机组都采用变桨变速控制方式，因为这种控制方式优点在于：额定风速以下通过控制发电机的转速使其跟踪风速，跟踪最优风能利用系数Cp；额定风速以上通过扭矩控制器及变桨变频器共同作用，使得功率、扭矩相对平稳，功率曲线较好。这样就需要变桨控制系统应用到风机中，如SSB变桨系统。SSB变桨系统作为风力发电机组一个重要核心组成，可以控制桨叶角的位置，保证风力发电机组安全运行。又由于风电机组大多都处于整个电网的末端，且电网质量较差，造成变桨系统器件失效的数量较多，为了节约成本，需将失效的SSB变桨系统内的核心器件变桨充电器UCC进行维修二次利用，但是返修后的器件性能如何检测，并且检测结果是否满足使用参数要求，这将是衡量维修后产品是否合格的重要指标。

目前现有的对失效的SSB变桨系统内的变桨充电器UCC检测没有一个系统化的检测平台，只是在变桨充电器UCC输出端连接一个大功率的电阻，针对变桨充电器UCC的输出特性进行检测，如额定电流、额定电压的基本检测，而没有长时间的带载运行，这样的检测方式检测内容形式单一，不能对变桨充电器UCC性能进行完整性的检测，会留下很多隐患，进而造成修复率较低，返修率较高。

由此可见，上述现有的对维修后变桨充电器UCC的检测在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种对风电机组SSB变桨系统中变桨充电器UCC的完整性检测的新的检测方法及装置，成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对变桨系统中变桨充电器UCC进行完整性检测的检测方法，从而克服现有的对维修后变桨充电器UCC的检测技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种变桨系统中变桨充电器UCC的检测方法，包括：

输入性能检测：为所述变桨充电器UCC充电，测量其充电电路的电流和电压，同时利用工控机检测所述变桨充电器UCC的参数与状态数据，将直接测量到的电流和电压值与所述工控机检测到的数据进行对比，一致则判定变桨充电器UCC的输入性能合格，否则其输入性能不合格；

输出性能检测：所述变桨充电器UCC为超级电容组输出电能，测量该输出电路的电流和电压，同时利用工控机检测所述变桨充电器UCC的参数与状态数据，将直接测量得到的电流和电压值与所述工控机检测到的数据进行对比，一致则判定变桨充电器UCC的输出性能合格，否则其输出性能不合格。

作为本发明进一步改进，还包括在所述变桨充电器UCC输出性能合格的基础上，为所述超级电容组连接放电电阻形成电容放电回路，进行变桨充电器UCC的连续充电功能检测以及自动充电功能检测：

所述连续充电功能检测，是在所述变桨充电器UCC处于充电且输出电能的状态下，根据其连续充电能力，判定变桨充电器UCC的连续充电功能是否正常；

所述自动充电功能检测，是在所述变桨充电器UCC处于充电结束的状态下，根据其低于额定电压后是否自动开始充电，判定变桨充电器UCC的自动充电功能是否正常。

进一步改进，在连续充电功能检测以及自动充电功能检测过程中，在所述电容放电回路中串联放电接触器，所述放电接触器由24V电源控制其闭合，且放电接触器还连接有电容放电反馈灯。

进一步改进，所述检测方法还包括：在所述变桨充电器UCC处于充电状态下，分别观察与变桨充电器UCC连接的UC OK状态反馈灯与Ready反馈灯是否亮起，进而判定变桨充电器UCC的充电状态：若UC OK状态反馈灯亮起，判定变桨充电器UCC充电状态正常，否则不正常；若Ready反馈灯亮起，判定变桨充电器UCC已充电达到额定电压，否则未达到额定电压。

进一步改进，在所述变桨充电器UCC的充电电路中串联主空开吸合接触器和熔断器，所述主空开吸合接触器由24V电源控制其吸合，且主空开吸合接触器还连接有主空开吸合反馈灯。

进一步改进，在所述变桨充电器UCC的输出电路中串联输出接触器，所述输出接触器由24V电源控制其吸合。

进一步改进，所述工控机内置有ParaTEC-UCC上位机软件，并连接有触控显示器。

本发明还提供一种应用上述检测方法的检测装置，所述检测装置包括主机壳体和位于主机壳体上的操作与显示面板，所述主机壳体上设置有用于放置所述变桨充电器UCC的凹槽，所述主机壳体内部设有用于与变桨充电器UCC的不同端口连接的工控机、超级电容组、用于串联在变桨充电器UCC充电电路中的交流电流表和交流电压表、用于串联在变桨充电器UCC输出电路中的直流电流表和直流电压表以及电源连接开关，

其中，所述工控机还与显示装置连接，所述显示装置的显示屏位于主机壳体上，所述交流电流表、交流电压表、直流电流表、直流电压表和电源连接开关均集成在操作与显示面板上。

进一步改进，所述凹槽内的底部和四周粘贴绝缘胶垫，并在凹槽上方加装PVC材质的防护盖板。

进一步改进，所述主机壳体内部还设有与超级电容组连接的放电接触器和放电电阻，以及与放电接触器连接的电容放电反馈灯；串联于变桨充电器UCC充电电路中的主空开接触器和熔断器，以及主空开吸合接触器连接的主空开吸合反馈灯；串联于变桨充电器UCC输出电路中的输出接触器；与变桨充电器UCC连接的UC OK状态反馈灯与Ready反馈灯。

采用上述的技术方案，本发明至少具有以下优点：

本发明检测方法模拟风力发电机组中SSB变桨系统在实际运行过程中出现的一般情况和特殊情况，对变桨充电器UCC的输入、输出性能以及连续充电和自动充电功能进行全方面的检测，通过触发信号与反馈信号显示充电器的工作状态，并通过电压/电流表测量的数据与工控机检测到的变桨充电器UCC状态数据对比，检测充电器的电气特性，进而排除隐患，提高产品的维修质量。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明检测方法的电气原理图；

图2是本发明检测方法的部分电气原理图；

图3是本发明检测装置的主视图；

图4是本发明检测装置的侧视图。

具体实施方式

本发明针对风电机组SSB变桨系统中变桨充电器UCC的检测方法可以完全模拟风电机组中SSB变桨系统的应用环境，实现对SSB变桨系统中变桨充电器UCC的完整性测试，包括输入性能测试、输出性能测试和器件本身报警功能检测，如过压，欠压，故障反馈等，以及实现变桨充电器UCC自动充电检测和连续充电能力检测。下面对本发明的具体实施方式进行详细叙述，不应理解为对本发明的任何限制。

参照附图1和2所示，本发明检测方法包括：针对SSB变桨系统中变桨充电器UCC1A1的输入性能检测、输出性能检测、自动充电检测和连续充电能力检测。

首先，将变桨充电器UCC 1A1的X10端子通过编程电缆与工控机2A2连接，工控机2A2内置有ParaTEC-UCC上位机软件，并通过VGA视频线和15pin串口线与显示装置连接，如触控显示器2A1。触控显示器2A1的作用：一是能对工控机2A2上位机软件测试到的变桨充电器UCC1A1的测试内容直观的显示，二是外界可以进行指令输入、参数给定和功能调节等操作。

然后进行下述检测：

输入性能检测是在变桨充电器UCC1A1的充电电路中分别串联和并联数显交流电流表1U1与数显交流电压表1U2，用于实时监测变桨充电器UCC 1A1的输入电流与输入电压。且在该充电电路中串联主空开吸合接触器1K1，主空开吸合接触器1K1的输出端与变桨充电器UCC1A1的X1端子相连，该主空开吸合接触器1K1还与主空开吸合反馈灯1L1连接，并通过主空开吸合开关1F2与24V电源连接，则该输入性能检测用弱电控制强电，起安全保护作用，实现给变桨充电器UCC1A1的充电控制功能。另外，在该充电电路中，在主空开接触器1K1的输入端还连接熔断器1FU1。

检测时：闭合主空开吸合开关1F2，主空开吸合接触器1K1吸合，观察主空开吸合反馈灯1L1是否亮起，判断变桨充电器UCC1A1是否开始充电，如亮起，判定变桨充电器UCC1A1开始充电，此时读取数显交流电流表1U1与数显交流电压表1U2的输入电流值与输入电压值，同时利用工控机检测变桨充电器UCC1A1的参数与状态数据，将直接读取到的电流和电压值与工控机检测到的数据进行对比，若一致则判定变桨充电器UCC1A1的输入性能合格，否则其输入性能不合格。

输出性能检测是将变桨充电器UCC1A1的直流输出端X2与超级电容组连接形成输出电路，由变桨充电器UCC1A1对超级电容组进行充电，超级电容组进行储能，在该输出电路中分别串联和并联数显直流电流表1U3和数显直流电压表1U4，用于实时监测变桨充电器UCC 1A1的输出电流值与输出电压值。且在该输出电路中串联输出接触器1K2，该输出接触器1K2通过输出控制开关1F3与24V电源连接。其中，超级电容组在选型时要与变桨充电器UCC1A1的输出特性相匹配，该实施例中超级电容组采用3组容量为24F/75V的电容模块串联组成，如超级电容1C1、超级电容1C2和超级电容1C3，且超级电容1C1、超级电容1C2和超级电容1C3还分别与变桨充电器UCC1A1的X4、X5、X6端口连接，用于检测超级电容的过压信号、极性信号以及温度信号，并反馈给变桨充电器UCC1A1。

检测时：闭合输出控制开关1F3，输出接触器1K2吸合，变桨充电器UCC1A1为超级电容组输出电能，读取数显直流电流表1U3与数显直流电压表1U4的输出电流值与输出电压值，同时利用工控机2A2检测变桨充电器UCC1A1的参数与状态数据，将读取得到的电流和电压值与工控机检测到的数据进行对比，若一致则判定变桨充电器UCC1A1的输出性能合格，否则其输出性能不合格。

本发明检测方法在变桨充电器UCC1A1的输出性能合格的基础上，还可以进行变桨充电器UCC1A1的连续充电功能检测以及自动充电功能检测：先将超级电容组通过电缆与放电接触器1K3的2、4触点连接，放电接触器1K3的1、3触点与放电电阻1R1连接，放电电阻1R1主要由三只大功率绕线电阻组成，用于泄放超级电容组的能量，同时放电接触器1K3的43、44触点和电容放电反馈灯1L2连接，电容放电反馈灯1L2用于超级电容组的放电反馈，并且放电接触器1K3通过电容放电开关1F4与24V电源连接。

连续充电功能检测时：在变桨充电器UCC1A1处于充电且输出电能的状态下，闭合电容放电开关1F4，放电接触器1K3闭合，超级电容组为放电电阻1R1泄放电能，在电容放电反馈灯1L2持续亮起的情况下，观察变桨充电器UCC1A1的连续充电能力，进而判定变桨充电器UCC1A1的连续充电能力是否正常。

自动充电功能检测时：在变桨充电器UCC1A1处于充电结束的状态下，闭合电容放电开关1F4，放电接触器1K3闭合，超级电容组为放电电阻1R1泄放电能，观察变桨充电器UCC1A1在低于额定电压后是否自动开始充电，且输出性能是否正常，进而判定变桨充电器UCC1A1的自动充电功能是否正常。

另外，变桨充电器UCC 1A1的X3端口分别与UC OK状态反馈灯1L4与Ready反馈灯1L5连接，用于反馈变桨充电器UCC1A1的充电状态。在所述变桨充电器UCC处于充电状态下，观察分别与变桨充电器UCC 1A1连接的UC OK状态反馈灯1L4与Ready反馈灯1L5是否亮起，进而判定变桨充电器UCC1A1的充电状态：若UC OK状态反馈灯1L4亮起，判定变桨充电器UCC1A1充电状态正常；若Ready反馈灯1L5亮起，判定变桨充电器UCC1A1已充电达到额定电压。

该超级电容组还通过电缆与变频器供电接触器1K4的1、3触点连接，用于给变桨变频器提供直流输入电压，同时变频器供电接触器1K4的43、44触点与用于超级电容组对变频器供电反馈的变频器供电反馈灯1L3连接，变频器供电接触器1K4通过变频器供电开关1F5与24V电源连接。

参照附图3和4所示，本发明SSB变桨系统中变桨充电器UCC1A1的检测装置，包括主机壳体和位于主机壳体上的操作与显示面板1，主机壳体上设置有用于放置变桨充电器UCC1A1的凹槽2，该凹槽2内底衬和四周粘贴绝缘胶垫，并在凹槽2上方加装PVC材质的防护盖板，该凹槽2的作用为：一是将待检备件与其它器件有效隔离；二是在测试时，测试人员不会与待检备件直接接触，防止触电；三是若测试时待检备件炸裂，因有防护盖板的保护，可以有效避免测试人员受伤。另外为了操作与显示面板1的美观和实用，将操作与显示面板1设置成与其前方的水平桌面成95度角。

该主机壳体内部根据上述检测方法的需要布置有：

用于检测和显示变桨充电器UCC1A1参数和状态数据的部件：工控机2A2和触控显示器2A1；

用于输入性能检测的部件：串联在变桨充电器UCC1A1充电电路中的主空开吸合接触器1K1、交流电流表1U1和熔断器1FU1，并联在此电路中的交流电压表1U2，以及与主空开吸合接触器1K1连接的主空开吸合反馈灯1L1和主空开吸合开关1F2；

用于输出性能检测的部件：超级电容1C1、超级电容1C2、超级电容1C3、串联在变桨充电器UCC1A1输出电路中的输出接触器1K2和直流电流表1U3、并联在变桨充电器UCC1A1输出电路中的直流电压表1U4，以及与输出接触器1K2连接的输出控制开关1F3；

用于连续充电及自动充电功能检测的部件：放电电阻1R1、放电接触器1K3和与其连接的电容放电开关1F4和电容放电反馈灯1L2；

用于检测充电状态的部件：UC OK状态反馈灯1L4与Ready反馈灯1L5；

供电单元部件：400V电源接口、24V电源模块1T1、12V电源模块2T1和24V电源开关1F1。本发明400V交流电源为本装置提供三条回路，第一条回路是通过电缆与24V电源模块1T1连接，24V电源模块1T1与24V电源开关1F1相连，为检测装置中的工控机2A2、12V电源模块2T1、继电器、接触器和状态指示灯提供24V工作电压；第二条回路是为变桨充电器UCC 1A1提供工作电压；第三条回路是为检测装置中的智能数显电表提供工作电压。12V电源模块2T1为触控显示器2A1提供12V工作电压。

另外，还包括用于与变频器连接的变频器供电接触器1K4、及与变频器供电接触器1K4连接的变频器供电反馈灯1L3和变频器供电开关1F5。还包括备用开关1F6。

其中，上述各电表、各指示灯及各电源开关均集成在操作与显示面板1上，可将变桨充电器UCC1A1的内部控制信号、反馈信号以及状态信号进行实时清晰的反馈，并根据数显电表显示的数据，衡量变桨充电器UCC的性能，不仅操作方便，而且更加直观、清晰的显示出变桨充电器UCC的各种参数和状态。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种变桨系统中变桨充电器UCC的检测方法，其特征在于包括：

输入性能检测：为所述变桨充电器UCC充电，测量其充电电路的电流和电压，同时利用工控机检测所述变桨充电器UCC的参数与状态数据，将直接测量到的电流和电压值与所述工控机检测到的数据进行对比，一致则判定变桨充电器UCC的输入性能合格，否则其输入性能不合格；

输出性能检测：所述变桨充电器UCC为超级电容组输出电能，测量该输出电路的电流和电压，同时利用工控机检测所述变桨充电器UCC的参数与状态数据，将直接测量得到的电流和电压值与所述工控机检测到的数据进行对比，一致则判定变桨充电器UCC的输出性能合格，否则其输出性能不合格。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，还包括在所述变桨充电器UCC输出性能合格的基础上，为所述超级电容组连接放电电阻形成电容放电回路，进行变桨充电器UCC的连续充电功能检测以及自动充电功能检测：

所述连续充电功能检测，是在所述变桨充电器UCC处于充电且输出电能的状态下，根据其连续充电能力，判定变桨充电器UCC的连续充电功能是否正常；

所述自动充电功能检测，是在所述变桨充电器UCC处于充电结束的状态下，根据其低于额定电压后是否自动开始充电，判定变桨充电器UCC的自动充电功能是否正常。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，在连续充电功能检测以及自动充电功能检测过程中，在所述电容放电回路中串联放电接触器，所述放电接触器由24V电源控制其闭合，且放电接触器还连接有电容放电反馈灯。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：在所述变桨充电器UCC处于充电状态下，分别观察与变桨充电器UCC连接的UC OK状态反馈灯与Ready反馈灯是否亮起，进而判定变桨充电器UCC的充电状态：若UC OK状态反馈灯亮起，判定变桨充电器UCC充电状态正常，否则不正常；若Ready反馈灯亮起，判定变桨充电器UCC已充电达到额定电压，否则未达到额定电压。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述变桨充电器UCC的充电电路中串联主空开吸合接触器和熔断器，所述主空开吸合接触器由24V电源控制其吸合，且主空开吸合接触器还连接有主空开吸合反馈灯。

6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述变桨充电器UCC的输出电路中串联输出接触器，所述输出接触器由24V电源控制其吸合。

7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述工控机内置有ParaTEC-UCC上位机软件，并连接有触控显示器。

8.一种应用如权利要求1-7任一项所述的检测方法的检测装置，所述检测装置包括主机壳体和位于主机壳体上的操作与显示面板，其特征在于，所述主机壳体上设置有用于放置所述变桨充电器UCC的凹槽，所述主机壳体内部设有用于与变桨充电器UCC的不同端口连接的工控机、超级电容组、用于串联在变桨充电器UCC充电电路中的交流电流表和交流电压表、用于串联在变桨充电器UCC输出电路中的直流电流表和直流电压表以及电源连接开关，

其中，所述工控机还与显示装置连接，所述显示装置的显示屏位于主机壳体上，所述交流电流表、交流电压表、直流电流表、直流电压表和电源连接开关均集成在操作与显示面板上。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述凹槽内的底部和四周粘贴绝缘胶垫，并在凹槽上方加装PVC材质的防护盖板。

10.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述主机壳体内部还设有与超级电容组连接的放电接触器和放电电阻，以及与放电接触器连接的电容放电反馈灯；串联于变桨充电器UCC充电电路中的主空开接触器和熔断器，以及主空开吸合接触器连接的主空开吸合反馈灯；串联于变桨充电器UCC输出电路中的输出接触器；与变桨充电器UCC连接的UC OK状态反馈灯与Ready反馈灯。