CN105471178B - 水冷系统的泄漏保护装置及方法、风力发电机组水冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种水冷系统的泄漏保护装置及方法、风力发电机组水冷系统。其中,所述水冷系统的泄漏保护装置包括:泄漏检测电路,用于当所述水冷系统的压力数据在预定的增压时间内,和/或预定的液体体积变化量内小于设定压力阈值时,生成液体泄漏信号;开关组件,与所述泄漏检测电路连接,在接收到所述液体泄漏信号时,停止对所述水冷系统的增压操作。本发明的水冷系统的泄漏保护装置及方法、风力发电机组水冷系统,能够准确、快速地检测出水冷系统的泄漏故障,从而停止增压操作以进行泄漏保护。提高了安全性,且结构简单、可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及泄漏保护技术领域,尤其涉及一种水冷系统的泄漏保护装置及方法、风力发电机组水冷系统。
背景技术
通常,在密闭式循环冷却系统中,主要采用膨胀罐进行内部压力调节,由于膨胀罐内部采用气囊材质的制约,在长期运行后系统会失去压力调节的功能,会致使整个冷却系统不能正常工作。
以风力发电机组为例,风力发电机组的主要发热部件(如电机、变频器、变压器等)均采用水冷的方式进行冷却,进而密闭式水冷系统得到广泛使用。为了保证风力发电机组的正常发电,密闭式水冷系统压力需保持在一定范围内运行。
图1为风力发电机组密闭式水冷系统的压力调节装置的结构示意图,参照图1,该风力发电机组密闭式水冷系统包括:水箱、水泵、过滤器、节流阀、止回阀1、止回阀2、溢流阀、电磁阀、系统管路和接口。水冷系统未工作时,水泵和电磁阀均处于关闭状态。对水冷系统进行增压操作时需要启动水泵,电磁阀保持关闭,增压到设定压力值时关闭水泵。反之,对水冷系统进行减压操作时需要启动电磁阀,水泵保持关闭。然而,在水冷系统进行压力调节过程中易发生泄漏故障,如果不能及时检测故障加以控制,将导致水冷系统无法正常工作,降低冷却效果,从而影响风力发电机组的稳定运行。
发明内容
本发明实施例的目的在于,提供一种水冷系统的泄漏保护装置及方法、风力发电机组水冷系统,以实现准确、快速地检测出水冷系统的泄漏故障,从而停止增压操作并进行泄漏保护。
为实现上述发明目的,本发明的实施例提供了一种水冷系统的泄漏保护装置,所述装置包括:泄漏检测电路,用于当所述水冷系统的压力数据在预定的增压时间内,和/或预定的液体体积变化量内小于设定压力阈值时,生成液体泄漏信号;开关组件,与所述泄漏检测电路连接,在接收到所述液体泄漏信号时,停止对所述水冷系统的增压操作。
本发明的实施例还提供了一种风力发电机组水冷系统,所述水冷系统包括:水泵、电磁阀以及如前述实施例所述的水冷系统的泄漏保护装置,所述水冷系统的泄漏保护装置分别与所述水泵、所述电磁阀电气连接,所述水泵控制向所述风力发电机组水冷系统提供液体,所述电磁阀控制减少所述风力发电机组水冷系统内的液体。
本发明的实施例还提供了一种水冷系统的泄漏保护方法,所述方法包括:获取安装于所述水冷系统中的压力传感器的压力数据;当所述压力数据在预定的增压时间内,和/或预定的液体体积变化量内小于设定压力阈值时,生成液体泄漏信号;在接收到所述液体泄漏信号时,停止对所述水冷系统的增压操作。
本发明实施例提供的水冷系统的泄漏保护装置及方法、风力发电机组水冷系统,具有如下技术效果:
一方面,通过泄漏检测电路在水冷系统的压力在预定增压时长和/或预定的液体体积变化量内,未达到设定压力值时生成液体泄漏信号,从而准确、快速地检测出水冷系统的泄漏故障;
另一方面,通过与泄漏检测电路连接的开关组件,根据液体泄漏信号停止增压操作以进行泄漏保护,提高了安全性,保证了冷却系统正常工作;
再一方面,该泄漏保护装置结构简单、可靠性高,可利用现有的水冷系统的接口直接加装,无需增加其他器件,实用性强。
附图说明
图1为风力发电机组密闭式水冷系统的压力调节装置的结构示意图;
图2为本发明实施例一的水冷系统的泄漏保护装置的结构示意图;
图3为本发明实施例二的水冷系统的泄漏保护装置的结构示意图;
图4为本发明实施例三的水冷系统的泄漏保护方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例泄漏保护装置及方法、风力发电机组水冷系统进行详细描述。
实施例一
图2为本发明实施例一的水冷系统的泄漏保护装置的结构示意图,如图2所示,本发明实施例的水冷系统的泄漏保护装置包括:泄漏检测电路21用于当水冷系统的压力数据在预定的增压时间内,和/或预定的液体体积变化量内小于设定压力阈值时,生成液体泄漏信号;开关组件22与泄漏检测电路21连接,在接收到液体泄漏信号时,停止对水冷系统的增压操作。具体来说,将增压时间和/或液体体积变化量作为泄漏故障的判定依据,判定为泄漏故障时生成液体泄漏信号,依据液体泄漏信号执行相应的操作。
本发明实施例提供的水冷系统的泄漏保护装置,通过当水冷系统的压力在预定增压时长和/或预定的液体体积变化量内,未达到设定压力值时生成液体泄漏信号,进一步根据液体泄漏信号停止增压操作,从而准确、快速地检测出水冷系统的泄漏故障,并进行泄漏保护,提高了安全性,保证了冷却系统正常工作。
实施例二
图3为本发明实施例二的水冷系统的泄漏保护装置的结构示意图。可视为图2所示装置实施例的一种具体实现方式。参照图3,相比图2所示实施例的装置结构,图3中具体示出了泄漏检测电路的具体实现方式,以及开关组件的具体实现方式。
如图3所示,泄漏检测电路21可包括:压力传感器301用于实时采集水冷系统的压力数据,并将压力数据发送至控制器302;液位传感器303,用于实时采集水冷系统中液体的液位数据,并将液位数据发送至控制器302;控制器302,与压力传感器301连接,用于当水冷系统的压力数据在预定的增压时间内,和/或预定的液体体积变化量内小于设定压力阈值时,生成液体泄漏信号。这里,控制器302可以为可编程逻辑控制器(PLC),但不限于此。
通常,压力传感器301与如图1所示的止回阀1的出口连接,直接采集水冷系统压力。液位传感器303安装在水箱上,直接采集水箱中液体的液位数据。当水冷系统的压力接近设定的下限值1bar时,会进行增压操作。举例来说,假设在温度T=15℃时,将水冷系统的压力从P1增大到P2,理论计算所需的增压时间为Δt,水箱中液体(如冷却液)体积减少量为ΔV。控制器302在启动增压操作时开始计时,如果在Δt+3s(预定的增压时间为理论用时加时间偏差,可根据实际情况进行调整)内,和/或水箱中冷却液的体积减少量ΔV×120%内(预定的液体体积变化量为理论液体体积减少量乘以最大偏差,可根据实际情况进行调整),水冷系统压力仍未达到P2,则停止增压操作。
在本实施例中,开关组件22可以包括:第一中间继电器304、第二中间继电器305、第一接触器306和第二接触器307。
第一中间继电器304的一端与控制器302连接,第一中间继电器304的另一端与第一接触器306的一端连接,第一接触器306的另一端与水冷系统的水泵连接,第一接触器306用于在控制器302的控制下,为与其连接水冷系统启动增压和停止增压;
第二中间继电器305的一端与控制器302连接,第二中间继电器305的另一端与第二接触器307的一端连接,第二接触器307的另一端与水冷系统的电磁阀连接,第二接触器307用于在控制器302的控制下,为与其连接水冷系统启动减压和停止减压。
需要说明的是,中间继电器通常用于继电保护与控制电路中,以增加触点的数量及容量。在控制电路中作用是传递中间信号。中间继电器的结构和原理与接触器基本相同,与接触器的主要区别在于:接触器的主触头可以通过大电流,而中间继电器的触头只能通过小电流。因此,它适用于控制电路,一般是直流电源供电。
因此,在本实施例中,由于接触器的触点容量不足,因此,在控制器和接触器之间加入中间继电器。参照图3,第一接触器306连接水冷系统中的水泵,控制水泵的启停,第二接触器307连接水冷系统中的电磁阀,控制电磁阀的启停。第一中间继电器304、第二中间继电器305均接入控制器302,具体来说,第一中间继电器304、第二中间继电器305控制线圈均接入控制器302的I/O模块,直接由控制器302对其进行控制。第一中间继电器304的触点串入到第一接触器306的线圈中,第一接触器306的触点串入水泵和外接交流电源之间,同理,第二中间继电器305的触点串入到第二接触器307的线圈中,第二接触器307的触点串入电磁阀和外接交流电源之间。
在具体的实现方式中,水冷系统未工作时,水泵和电磁阀均处于关闭状态。对水冷系统进行增压操作时需要启动水泵,电磁阀保持关闭,增压到设定压力值时关闭水泵,相反地,如果是减压操作,则需要启动电磁阀,水泵保持关闭。下面以停止增压操作为例进行详细说明,控制器302发送液体泄漏信号(如低电平)给第一中间继电器304,第一中间继电器304传递该液体泄漏信号给第一接触器306,第一接触器306接收到液体泄漏信号,从而切断与其连接的水泵以实现停止增压操作。
为了在切断水泵以进行泄漏保护的同时,提示水冷系统发生了泄漏故障,相应地,泄漏保护装置还可以包括:报警设备(图中未示出)用于在接收到液体泄漏信号时发出报警灯光信号,和/或进行语音提示。
进一步地,泄漏保护装置还可包括:温度传感器308与控制器302相连,用于实时采集水冷系统中液体的温度数据,并将温度数据发送至控制器302。从而实现除前述提及的泄漏故障时停止增压外,还能够对水冷系统压力进行调节,使得压力保持在一个合理的范围内。
在具体的实现方式中,由于温度变化导致水冷系统压力变化频繁,如果不对温度进行采集,必然导致本装置频繁动作,降低器件寿命,影响装置运行稳定性。因此,加入温度传感器对水冷系统内冷却液温度进行实时采集。表1为冷却液温度与压力调整值对应关系表,如下:
表1
参照表1,根据冷却液温度处于不同的温度区间,选取相应的增压值,以达到通过最少的动作量来保证水冷系统压力稳定的目的。当水冷系统压力接近下限值1bar时(故障值为0.9bar),控制器会根据当前水冷系统冷却液温度选择适当的增压值。即冷却液温度较低时,控制器给出的增压值也较低;冷却液温度较高时,控制器给出的增压值会较高。
优选地,泄漏保护装置还可以包括:依次串联的第一开关309、开关电源310和第二开关311,第一开关309的另一端外接交流供电输入,第二开关311的另一端与控制器302连接。
具体地,第一开关309为整个泄漏保护装置的总开关,具有过流保护作用,参照图3,交流供电输入为230VAC,通过开关电源310将230V的交流电转换成24V的直流电,为控制器302、压力传感器301等多个器件供电,同样地,第二开关311为输出24V直流电的总开关,也具有过流保护作用。
本发明实施例提供的水冷系统的泄漏保护装置,在图2所示实施例的基础上,具有如下技术效果:
首先,通过压力传感器、液位传感器采集水冷系统的压力数据和液位数据,控制器基于采集的压力数据和液位数据,实现了准确、快速地检测出水冷系统的泄漏故障,并发出液体泄漏信号,使得由接触器和中间继电器组成的开关组件,依据接收到的液体泄漏信号停止增压操作以进行泄漏保护,提高了安全性。同时,通过报警的方式提示相关人员水冷系统发生了泄漏故障,以便及时进行检修。
其次,该电路结构简单、可靠性高,可利用现有的水冷系统的接口直接加装,无需增加其他器件,实用性强。此外,与膨胀罐压力调节方式相比,本发明实施例在不受使用时间限制的前提下,能够持续具有调节水冷系统压力的作用。
本发明还提供了一种风力发电机组水冷系统,该风力发电机组水冷系统包括:水泵、电磁阀以及如前实施例一或实施例二所述的水冷系统的泄漏保护装置,水冷系统的泄漏保护装置分别与水泵、电磁阀电气连接,水泵控制向风力发电机组水冷系统提供液体,电磁阀控制减少风力发电机组水冷系统内的液体。本发明的风力发电机组水冷系统,自动地对风力发电机组水冷系统的压力进行调节,使得水冷系统能够在合理的压力范围内正常工作,同时,通过泄漏保护装置极大地提高了风力发电机组水冷系统的安全性,从而使得风力发电机组运行更加稳定。
实施例三
图4为本发明实施例三的水冷系统的泄漏保护方法的流程示意图,如图4所示,水冷系统的泄漏保护方法包括:
步骤401:获取安装于水冷系统中的压力传感器的压力数据。
步骤402:当压力数据在预定的增压时间内,和/或预定的液体体积变化量内小于设定压力阈值时,生成液体泄漏信号。
步骤403:在接收到液体泄漏信号时,停止对水冷系统的增压操作。
根据本发明示例性实施例,步骤403中停止对水冷系统的增压操作的处理可包括:关闭设置在水冷系统中的水泵,以切断水冷系统的液体供应。
为了在切断水泵以进行泄漏保护的同时,提示水冷系统发生了泄漏故障,进一步地,该水冷系统的泄漏保护方法还可包括:在接收到液体泄漏信号时,进行报警提示。
为了使得水冷系统能够在合理的压力范围内正常工作,更进一步,该水冷系统的泄漏保护方法还可包括:当压力数据达到预设的减压阈值,生成减压信号;在接收到减压信号时,开启设置在水冷系统中的电磁阀,以减少水冷系统的液体。
在具体的实现方式中,参照前述表1,表1中的第二列即是减压操作中所需的降压值,这里,预设的减压阈值例如4.5bar,当压力数据达到4.5bar时,控制器就会发出减压信号,从而控制电磁阀启动,来减少水冷系统的冷却液。
本发明实施例提供的水冷系统的泄漏保护方法,通过当水冷系统的压力在预定增压时长和/或预定的液体体积变化量内,未达到设定压力值时生成液体泄漏信号,根据液体泄漏信号停止增压操作,从而准确、快速地检测出水冷系统的泄漏故障,并进行泄漏保护,提高了安全性,保证了冷却系统正常工作。此外,通过报警提示通知相关人员进行排查检修,进一步避免更为严重的事故发生。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种风力发电机组水冷系统的泄漏保护装置,其特征在于,包括泄漏检测电路、控制器和开关组件,其中:
所述泄漏检测电路包括压力传感器和液位传感器;
所述压力传感器用于实时采集所述水冷系统的压力数据,并将所述压力数据发送至所述控制器;
所述液位传感器用于实时采集所述水冷系统中液体的液位数据,并将所述液位数据发送至所述控制器;
所述控制器分别与所述压力传感器、所述液位传感器连接,用于当所述水冷系统的压力数据在预定的增压时间内,和/或预定的液体体积变化量内小于设定压力阈值时,生成液体泄漏信号,并且用于当所述压力数据达到预设的减压阈值时,生成减压信号;
所述开关组件与所述泄漏检测电路连接,所述开关组件用于在接收到所述液体泄漏信号时,停止对所述水冷系统的增压操作,并且用于在接收到所述减压信号时,对所述水冷系统执行减压操作;
所述开关组件包括:第一中间继电器、第二中间继电器、第一接触器和第二接触器,
所述第一中间继电器的一端与所述控制器连接,所述第一中间继电器的另一端与所述第一接触器的一端连接,所述第一接触器的另一端与所述水冷系统的水泵连接,所述第一接触器用于在所述控制器的控制下,为与其连接水冷系统启动增压和停止增压;
所述第二中间继电器的一端与所述控制器连接,所述第二中间继电器的另一端与所述第二接触器的一端连接,所述第二接触器的另一端与所述水冷系统的电磁阀连接,所述第二接触器用于在所述控制器的控制下,为与其连接水冷系统启动减压和停止减压。
2.根据权利要求1所述的泄漏保护装置,其特征在于,所述泄漏保护装置还包括:报警设备,用于在接收到所述液体泄漏信号时发出报警灯光信号,和/或进行语音提示。
3.根据权利要求1所述的泄漏保护装置,其特征在于,所述泄漏保护装置还包括:温度传感器,与所述控制器相连,用于实时采集所述水冷系统中液体的温度数据,并将所述温度数据发送至所述控制器。
4.根据权利要求1所述的泄漏保护装置,其特征在于,所述泄漏保护装置还包括:依次串联的第一开关、开关电源和第二开关,所述第一开关的另一端外接交流供电输入,所述第二开关的另一端与所述控制器连接。
5.根据权利要求1所述的泄漏保护装置,其特征在于,所述控制器为可编程逻辑控制器PLC。
6.一种风力发电机组水冷系统,其特征在于,包括:水泵、电磁阀以及如权利要求1~5中任一项所述的水冷系统的泄漏保护装置,所述水冷系统的泄漏保护装置分别与所述水泵、所述电磁阀电气连接,所述水泵控制向所述风力发电机组水冷系统提供液体,所述电磁阀控制减少所述风力发电机组水冷系统内的液体。
7.一种泄漏保护方法,所述泄漏 保护方法用于权利要求6所述的风力发电机组水冷系统,其特征在于,包括:
获取安装于所述水冷系统中的压力传感器的压力数据和液位传感器的液位数据;
当所述压力数据在预定的增压时间内,和/或预定的液体体积变化量内小于设定压力阈值时,生成液体泄漏信号;
当所述压力数据达到预设的减压阈值时,生成减压信号;
在接收到所述液体泄漏信号时,停止对所述水冷系统的增压操作;
在接收到所述减压信号时,对所述水冷系统执行减压操作。
8.根据权利要求7所述的泄漏保护方法,其特征在于,所述停止对所述水冷系统的增压操作包括:
关闭设置在所述水冷系统中的水泵,以切断所述水冷系统的液体供应。
9.根据权利要求7所述的泄漏保护方法,其特征在于,还包括:在接收到所述液体泄漏信号时,进行报警提示。
10.根据权利要求7所述的泄漏保护方法,其特征在于,所述对所述水冷系统执行减压操作包括:
开启设置在所述水冷系统中的电磁阀,以减少所述水冷系统的液体。
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