CN105572535B - 升压变压器的监测方法、监测装置及监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种升压变压器的监测方法、监测装置及监测系统，其中升压变压器的监测方法包括：获取所述升压变压器低压侧的电气参数；当所述电气参数满足跌落条件时，确定所述升压变压器的跌落保险损坏。采用本发明提供的升压变压器的监测方法，可以在发电过程中监测到升压变压器的跌落保险单相断开的情况以便及时处理，相比较现有技术，可以增加升压变压器系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，尤其涉及一种升压变压器的监测方法、监测装置及监测系统。
背景技术
随着科技的发展，风力发电、太阳能发电等新能源发电技术逐渐成熟。风力发电机和太阳能电站都安装在户外，环境比较恶劣，而输入逆变器的电能的电压状态会影响逆变器的工作状态，因此，一般会在升压变压器的高压侧安装跌落保险，如果跌落保险有两相或者三相同时断开，逆变器和控制系统可以检测到电压异常，并控制风力发电机组停机检修。
但是，在风力发电机或者太阳能电站处于发电过程中时，如果跌落保险只有一相断开，由于风机或者太阳能电站内部的逆变器能够维持输出端电压保持不变，因此，发电系统内部检测到的电压都正常，风力发电机或者太阳能电站会继续运行，但发电效率会降低，系统可靠性会降低，只有风速增加到一定阶段后，实际功率与理论功率的差值逐渐增加后，系统才能检测到异常，才会进行停机检修。
如果能够检测到跌落保险只有一相断开的情况并进行处理，可以避免可利用的能量的损失，增加系统可靠性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种升压变压器的监测方法及监测装置，以及时发现跌落保险单相断开的情况，提高升压变压器系统的的可靠性。
根据本发明的一方面，本发明提供一种升压变压器的监测方法，所述方法包括：
获取所述升压变压器低压侧的电气参数；
当所述电气参数满足跌落条件时，确定所述升压变压器的跌落保险损坏。
优选地，所述获取所述升压变压器低压侧的电气参数包括：
获取所述升压变压器的低压侧的三相电流的幅值和相位；
所述当所述电气参数满足跌落条件时，确定所述升压变压器的跌落保险损坏的步骤包括：
当所述三相电流的幅值和相位满足跌落条件时，确定所述升压变压器的跌落保险损坏。
优选地，所述跌落条件为：
I1>Ki*I2且I1>Ki*I3，和/或，|θ1-θ2|>60-Kθ且|θ2-θ3|>120-Kθ，其中，
I1、I2和I3分别为所述三相电流的幅值，θ1、θ2和θ3分别为所述三相电流的相位；Ki及Kθ为设定值。
优选地，所述Ki为1.8，所述Kθ为20。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种升压变压器的监测装置，该监测装置包括电气参数获取模块，用于获取所述升压变压器低压侧的电气参数；
以及控制器，用于当所述电气参数满足跌落条件时，确定所述升压变压器的跌落保险损坏。
优选地，所述电气参数获取模块为电流传感器，所述电流传感器用于获取所述升压变压器的低压侧的三相电流的幅值和相位；
所述控制器用于当所述三相电流的幅值和相位满足跌落条件时，确定所述升压变压器的跌落保险损坏。
优选地，所述跌落条件为：
I1>Ki*I2且I1>Ki*I3，和/或，|θ1-θ2|>60-Kθ且|θ2-θ3|>120-Kθ，其中，
I1、I2和I3分别为所述三相电流的幅值，θ1、θ2和θ3分别为所述三相电流的相位；Ki及Kθ为设定值。
优选地，所述Ki为1.8，所述Kθ为20。
优选地，所述装置的控制器集成于风力发电机组的控制系统中。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种用于风力发电机组的升压变压器的监测系统，该监测系统包括所述风力发电机组中的升压变压器和与升压变压器相连的上述技术方案中的升压变压器的监测装置。
采用本发明提供的升压变压器的监测方法、监测装置以及监测系统，可以在发电过程中监测到升压变压器的跌落保险单相断开的情况以便及时处理，相比较现有技术，可以增加升压变压器系统的可靠性。
附图说明
图1是示出现有技术中的升压变压器跌落保险正常时低压侧电压和电流示意图；
图2是示出现有技术中的升压变压器跌落保险单相断开时的低压侧电压和电流示意图；
图3是示出本发明实施例一的升压变压器的监测方法流程图；
图4是示出本发明实施例二的升压变压器的监测装置结构示意图；
图5是示出本发明实施例升压变压器的监测装置安装在直驱机组的示意图；
图6是示出本发明实施例升压变压器的监测装置安装在双馈机组的示意图。
附图标记说明：
201-电气参数获取模块；202-控制器；1-升压变压器；2-跌落保险；3-逆变器；4-整流器；5-风力发电机；6-升压变压器的监测装置；7-电流传感器；8-控制器。
具体实施方式
本发明的总体构思是，通过获取升压变压器低压侧的电气参数，结合与电气参数相关的跌落条件来判断升压变压器的跌落保险是否存在单相断开的情况。
如图1和图2所示，跌落保险状态正常时，升压变压器的低压侧的三相电流的I1，I2和I3大小基本相等，幅值θ1，θ2，θ3大小基本相等，即三相电流的幅值和相位均基本相等。而跌落保险单相断开时，三相电流的幅值和相位发生变化。在通过实验得到跌落保险单相断开情况下的满足的条件后，结合该条件，通过对升压变压器电气参数的测定，就可以及时得出是否存在跌落保险单相断开的情况。
下面结合附图对本发明的示例性实施例的升压变压器的监测方法、监测装置及监测系统进行详细描述。
实施例一
图3是示出本发明提供的升压变压器的监测方法流程图。
参照图3，在步骤110中，获取升压变压器低压侧的电气参数。
具体地，获取升压变压器低压侧的电气参数包括获取升压变压器的低压侧的三相电流的幅值和相位。
获取升压变压器低压侧的电气参数的方式可以直接获取升压变压器低压侧三相电流的幅值和相位，也可以先获取升压变压器低压侧的电流的幅值和功率，通过计算得出升压变压器的低压侧的三相电流的幅值和相位。
在步骤120中，当电气参数满足跌落条件时，确定升压变压器的跌落保险损坏。
具体地，该步骤包括：当三相电流的幅值和相位满足跌落条件时，确定升压变压器的跌落保险损坏。
进一步地，跌落条件为：
I1>Ki*I2且I1>Ki*I3，和/或|θ1-θ2|>60-Kθ且|θ2-θ3|>120-Kθ，其中，
I1、I2和I3分别为三相电流的幅值，θ1、θ2和θ3分别为三相电流的相位；Ki及Kθ为设定值。
当判断出升压变压器的跌落保险的单相断开后，根据升压变压器的三相联结方式，可以判断出是哪一相断开，以便于检修工作。
在理想状态下，当升压变压器的跌落保险单相断开后，Ki取值可以为2、Kθ取值可以为0。由于控制和测量的误差，Ki、Kθ需要根据实际情况调整，在本发明实施例中，Ki优选为1.8，Kθ优选为20。
相比较获取升压变压器的高压侧的电气参数，获取低压侧的电气参数可行性较高，对获取电气参数的测量设备的要求较低，操作人员的操作安全性较高。
采用本发明提供的升压变压器的监测方法，可以在发电过程中监测到升压变压器的跌落保险单相断开的情况以便及时处理，相比较现有技术，可以增加升压变压器系统的可靠性。
实施例二
如图4所示，本发明实施例提供一种升压变压器的监测装置，该监测装置包括电气参数获取模块201，用于获取升压变压器低压侧的电气参数；以及控制器202，用于当电气参数满足跌落条件时，确定升压变压器的跌落保险损坏。
具体地，电气参数获取模块201为电流传感器，该电流传感器用于获取升压变压器的低压侧的三相电流的幅值和相位。控制器202用于当三相电流的幅值和相位满足跌落条件时，确定升压变压器的跌落保险损坏。
电气参数获取模块可以为电流传感器、电压传感器或者是包含控制器的测试控制设备，也可以是风力发电机组主控制器中的电气参数获取单元。
在电气参数获取模块中，可以使用电流传感器直接获取电流幅值和电流相位，也可以结合使用电流传感器和电压传感器，采集到电流的幅值和功率值，再通过计算得到电流的幅值和相位。
此处，电流传感器采用电流互感器，电压传感器采用电压互感器。
具体地，跌落条件为：
I1>Ki*I2且I1>Ki*I3，和/或|θ1-θ2|>60-Kθ且|θ2-θ3|>120-Kθ，其中，
I1、I2和I3分别为三相电流的幅值，θ1、θ2和θ3分别为三相电流的相位；Ki及Kθ为设定值。
在理想状态下，当升压变压器的跌落保险单相损坏后，Ki取值可以为2、Kθ取值可以为0。
由于控制和测量的误差，Ki、Kθ需要根据实际情况调整，在本发明实施例中，Ki优选为1.8，Kθ优选为20。
如图5和图6所示，不同的风力发电机组的发电并网结构示意图中，风力发电机5输出的电能经过整流器4和逆变器3后，进入升压变压器1升压后并入高压电网，跌落保险2连接在升压变压器1的高压端。升压变压器的监测装置6安装在升压变压器1的低压端，升压变压器的监测装置6包括电流传感器7和控制器8。其中的风力发电机5和整流器4被替换后成光伏发电装置后，图5和图6中的发电并网结构也适用于太阳能发电。
升压变压器的监测装置的控制器具体集成位置不限，在本发明实施例中，升压变压器的监测装置的控制器集成于风力发电机组的控制系统中。
具体地，升压变压器的监测装置的控制器可以集成于风力发电机组的主控制器、PLC或者变流器中。
如果该升压变压器的监测装置应用于太阳能电站中，升压变压器的监测装置的控制器则可以集成在太阳能电站的控制系统中。
升压变压器的监测装置的控制模块也可以设置在独立的监测设备中，该监测设备与风力发电机组的控制系统通信连接。
电气参数获取模块可以包括设置在高压侧和低压侧设置电流传感器和电压传感器，以获取升压变压器高压侧和低压侧的电气参数，其中在低压侧设置传感器可行性较高，对传感器等测量设备的要求较低，操作人员的操作安全性较高。
采用本发明提供的升压变压器的监测装置，可以在发电过程中监测到升压变压器的跌落保险单相断开的情况以便及时处理，相比较现有技术，可以增加升压变压器系统的可靠性。
实施例三
本发明实施例提供一种用于风力发电机组的升压变压器的监测系统，该监测系统包括风力发电机组中的升压变压器和与升压变压器相连的实施例二中的升压变压器的监测装置。
本发明提供的升压变压器的监测系统采用上述技术方案中的监测装置，可以在发电过程中监测到升压变压器的跌落保险单相断开的情况以便及时处理，相比较现有技术，可以增加升压变压器系统的可靠性。
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 (8)
1.一种升压变压器的监测方法，其特征在于，包括：
获取所述升压变压器低压侧的电气参数；
当所述电气参数满足跌落条件时，确定所述升压变压器的跌落保险损坏，
其中，所述获取所述升压变压器低压侧的电气参数的步骤包括：获取所述升压变压器的低压侧的三相电流的幅值和相位；
所述跌落条件为：I1>Ki×I2且I1>Ki×I3，和/或，|θ1-θ2|>60-Kθ且|θ2-θ3|>120-Kθ，其中，I1、I2和I3分别为所述三相电流的幅值，θ1、θ2和θ3分别为所述三相电流的相位；Ki及Kθ为设定值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Ki为2，所述Kθ为0。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Ki为1.8，所述Kθ为20。
4.一种升压变压器的监测装置，其特征在于，包括：
电气参数获取模块，用于获取所述升压变压器低压侧的电气参数；
控制器，用于当所述电气参数满足跌落条件时，确定所述升压变压器的跌落保险损坏，
其中，所述电气参数获取模块为电流传感器，所述电流传感器用于获取所述升压变压器的低压侧的三相电流的幅值和相位；
所述跌落条件为：I1>Ki×I2且I1>Ki×I3，和/或，|θ1-θ2|>60-Kθ且|θ2-θ3|>120-Kθ，其中，I1、I2和I3分别为所述三相电流的幅值，θ1、θ2和θ3分别为所述三相电流的相位；Ki及Kθ为设定值。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述Ki为2，所述Kθ为0。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述Ki为1.8，所述Kθ为20。
7.根据权利要求4至6任一项所述的装置，其特征在于，所述装置的控制器集成于风力发电机组中的控制系统中。
8.一种用于风力发电机组的升压变压器的监测系统，其特征在于，包括所述风力发电机组中的升压变压器和与所述升压变压器相连的如权利要求4至7中任一项所述的升压变压器的监测装置。
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