CN110515404A - 一种风电变流器的温度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种风电变流器的温度控制系统，包括温度检测装置、信息处理装置和加热装置；温度检测装置设置在风电变流器的柜体内，用于检测柜体内的温度，获得温度信息并将温度信息发送给信息处理装置；信息处理装置与温度检测装置电连接，用于接收温度检测装置检发送的温度信息，并将温度信息与预设温度值比较，获得第一比较结果，以根据第一比较结果输出第一控制指令，以控制加热装置启动；加热装置与信息处理装置受控连接，用于接收信息处理装置输出的第一控制指令，启动加热操作。本发明通过在柜体内设置温度检测装置来实时检测柜体内的温度，当低于预定温度时，就启动加热装置来提高柜体内温度，保证了柜体内设备的正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种风电变流器的温度控制系统。
背景技术
风力发电机在运行中经常面临恶劣气候环境的威胁，例如高海拔，极端高温、低温，高湿及凝露等，变流器作为风力发电机组的关键核心部件，为保证运行可靠性，需要具备抵抗恶劣运行环境的能力。然而传统的风电变流器无法在恶劣气候环境下正常运行，例如在高海拔、极端高温、低温、高湿及凝露等情况下，无法正常运行，因此对风力发电机的发电效率造成影响。
申请内容
本申请提供了一种风电变流器的湿度控制系统，用于解决现有技术中风电变流器无法在恶劣运行环境下正常运行的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例采用了如下技术方案：一种风电变流器的温度控制系统，包括：温度检测装置、信息处理装置以及加热装置；
所述温度检测装置，设置在风电变流器的柜体内，用于检测所述柜体内的温度，获得温度信息并将所述温度信息发送给所述信息处理装置；
所述信息处理装置，与所述温度检测装置电连接，用于接收所述温度检测装置检发送的温度信息，并将所述温度信息与预设的温度值进行比较，获得第一比较结果，以根据第一比较结果输出第一控制指令，以控制所述加热装置启动或关闭；
所述加热装置，与所述信息处理装置受控连接，用于接收所述信息处理装置输出的第一控制指令，启动加热操作以对所述柜体内进行加热。
可选的，所述系统还包括湿度检测装置，所述湿度检测设置在所述柜体内，且所述湿度检测装置与所述信息处理装置电连接，用于检测所述柜体内的湿度，并将所述湿度信息发送给所述信息处理装置；
所述信息处理装置还用于接收所述湿度信息，将所述湿度信息与预设的湿度值比较，获得第二比较结果，以根据比较结果输出第一控制指令，以控制所述加热装置启动或关闭。
可选的，所述系统还包括设置在所述柜体侧壁上的气流调节装置，所述气流调节装置与所述信息处理装置受控连接；
所述信息处理装置还用于根据所述第二比较结果输出第二控制指令给所述气流调节装置；
所述气流调节装置用于接收所述信息处理装置输出的第二控制指令，启动或关闭气流调节操作。
可选的，所述温度检测装置包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器
所述第一温度传感器设置在所述柜体内，用于检测柜体内的环境温度；
所述第二温度传感器设置在所述柜体内的电力电子设备的水冷板上，或者设置在所述柜内的布线槽内，用于检测所述电力电子设备的温度；
所述第三温度传感器设置在柜体内的冷却水管道的管壁上，用于检测冷却水温度；
所述第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器分别与所述信息处理装置电连接，用于将检测到的温度信息发送给所述信息处理装置。
可选的，所述湿度检测装置包括：若干湿度传感器，各湿度传感器分别与所述信息处理装置电连接，用于将检测到的湿度信息发送给所述信息处理装置。
可选的，所述加热装置包括用于对柜体内环境温度进行调节的第一电加热器，所述第一电加热器设置在所述柜体的内壁上。
可选的，所述气流调节装置包括轴流风扇。
可选的，所述加热装置还包括第二电加热器，所述第二电加热器用于对所述冷却水管道中的水进行加热；
所述冷却水管道还连接有散热装置。
可选的，所述系统还包括计时装置，所述计时装置与所述信息处理装置电连接，用于对所述加热装置的工作时间进行计时，获得计时时间并将计时时间输出给信息处理装置；
所述信息处理装置还用于将所述计时时间与预设的时间值比较，并将检测到的当前环境温度或湿度与预设值比较，获得比较结果，根据比较结果输出第三控制指令，以控制备用的第二加热装置启动或关闭；其中所述第二加热装置与所述信息处理装置受控连接。
可选的，所述柜体上还设置有通风口，对应所述通风口处设置有用于封堵所述通风口的阀盖；
所述轴流风扇设置在柜体的内壁上且与所述通风口对应。
本申请实施例的有益效果在于：通过在风电变流器的柜体内设置温度检测装置能够实时检测柜体内的温度，然后利用信息处理装置将检测到的温度与预设的温度值比较，当低于预设的温度值时，就启动加热装置进行加热，来提高柜体内的温度，以保证柜体内的设备的正常运行。
附图说明
图1为本发明实施例风电变流器的温度控制系统的结构框图；
图2为本发明实施例风电变流器的温度控制系统的原理示意图；
图3为本发明实施例风电变流器的温度控制系统工作流程图。
具体实施方式
此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。
应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。
本发明实施例提供一种风电变流器的温度控制系统，包括：温度检测装置1、信息处理装置2以及加热装置3；
所述温度检测装置1，设置在风电变流器的柜体内，用于检测所述柜体内的温度，获得温度信息并将所述温度信息发送给所述信息处理装置；
所述信息处理装置2，与所述温度检测装置电连接，用于接收所述温度检测装置检发送的温度信息，并将所述温度信息与预设的温度值进行比较，获得第一比较结果，以根据第一比较结果输出第一控制指令，以控制所述加热装置启动或关闭；
所述加热装置3，与所述信息处理装置受控连接，用于接收所述信息处理装置输出的第一控制指令，启动加热操作以对所述柜体内进行加热。
本发明实施例通过在风电变流器的柜体内设置温度检测装置能够实时检测柜体内的温度，然后利用信息处理装置将检测到的温度与预设的温度值比较，当低于预设的温度值时，就启动加热装置进行加热，来提高柜体内的温度，即使在恶劣的环境下也能保证了柜体内的设备的正常运行。
本发明又一实施例提供一种风电变流器的温度控制系统，包括：温度检测装置、信息处理装置、加热装置、湿度检测装置以及气流调节装置；
所述温度检测装置，设置在风电变流器的柜体内，用于检测所述柜体内的温度，获得温度信息并将所述温度信息发送给所述信息处理装置；
湿度检测设置在所述柜体内，且所述湿度检测装置与所述信息处理装置电连接，用于检测所述柜体内的湿度，并将所述湿度信息发送给所述信息处理装置；
所述信息处理装置，与分别所述温度检测装置以及湿度检测装置电连接，用于接收所述温度检测装置检发送的温度信息以及湿度检测装置发送的湿度信息，将所述温度信息与预设的温度值进行比较，获得第一比较结果，以根据第一比较结果输出第一控制指令，以控制所述加热装置启动或关闭；并将所述湿度信息与预设的湿度值比较，获得第二比较结果，以根据比较结果输出第一控制指令，以控制所述加热装置启动或关闭。
所述加热装置，与所述信息处理装置受控连接，用于接收所述信息处理装置输出的第一控制指令，启动加热操作以对所述柜体内进行加热。
所述气流调节装置，设置在柜体内的侧壁上，所述气流调节装置与所述信息处理装置受控连接，用于接收所述信息处理装置输出的第二控制指令，启动或关闭气流调节操作。
如图2所示，本实施例在具体实施过程中，温度检测装置包括第一温度传感器11、第二温度传感器12和第三温度传感器13；并且第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器可以根据需要分别设置若干个。第一温度传感器11设置在所述柜体内，用于检测柜体内的环境温度。所述第二温度传感器12设置在所述柜体内的电力电子设备的水冷板上，或者设置在所述柜内的布线槽内，用于检测所述电力电子设备的温度。所述第三温度传感器13设置在柜体内的冷却水入水管的管壁上，用于检测冷却水温度。所述第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器分别与所述信息处理装置电连接，用于将检测到的温度信息发送给所述信息处理装置。具体的，温度传感器采用pt100或NTC电阻，分布在变流器机柜空间内部，布线槽和冷却水入水管，电力电子水冷板中，可实时检测变流器机柜内环境温度、线槽温度和冷却水入水温度，测量范围至少可达-40～200℃，其输出信号形式为电阻值，并随温度变化而变化(每种传感器都有固定的阻值-温度特性表)。
并且在具体实施过程中，湿度检测装置可以包括若干湿度传感器31，各湿度传感器分别与所述信息处理装置电连接，用于将检测到的湿度信息发送给所述信息处理装置。湿度传感器采用集成IC传感器，分布在变流器机柜空间内部，可实时检测变流器机柜内环境湿度，测量范围可达0～100％RH，输出信号形式为电量信号，信号值随湿度变化而变化。
本发明实施例中，变流器内设置有冷却水管道，管道里面有冷却水，当柜体内温度正常、设备能正常运行时，利用冷却水对变流器设备散热，当检测的温度较低，低于预设值时，则启动加热装置即启动第一加热器和/或第二加热器，来对柜体内的环境温度，以及柜体内冷却水管中的水进行加热，以此来高柜体内温度，保证变流器设备的正常运行。当温度高于预设值时则可以关闭加热装置。当检测到湿度较高时，无论温度值为多少，均启动加热装置以及气流调节装置，通过开启轴流风扇，让热量能够在柜体内循环流动，以此来实现除湿操作；当检测到湿度低于预设值时则可以关闭加热装置及气流调节装置。
本实施例中，信息处理装置具体包括：采样电路、信号放大电路、模数转换电路、程序运算电路以及输出电路。采样电路接收各温度传感器的非电量信号，经过高精度采样装置使其成为电量(电压)，电量(包括湿度传感器)信号经过放大电路，可提高可识别力和抗干扰能力，放大电路由集成运算放大器组成，放大比例可设定，经过采样和放大电路，温度和湿度将会和电量(电压)产生一一对应关系。程序运算电路由数字信号处理器(DSP)组成，程序内置各种传感器的阻值-温度特性表，及温湿度对应的结露点表，设定一系列比较用的阈值电压，当温湿度传感器的对应采样电压超过阈值电压时，驱动输出相应电路动作，输出电路由继电器组成，可向外输出IO控制信号。当各第一温度传感器11的任一温度(环境温度)＜0℃，或者第二温度传感器12的温度(冷却水温度)＜-5℃时，启动加热流程，即启动加热装置，直到第一温度传感器和第二温度传感器检测的温度都大于5℃，停止加热。当各湿度传感器任一湿度大于85％RH，或者第三温度传感器13的温度值与第一温度传感器第二温度传感器及各湿度传感器的值符合表1所述，启动除湿流程，即同时启动加热装置和气流调节装置，直到各湿度传感器的湿度都小于80％，或者第三温度传感器13的温度值、第二温度传感器12的温度值以及第一温度传感器11的温度值及湿度传感器的湿度值都高于表1温度，停止加热装置并停止轴流风扇。温湿度传感器的阻值-温度特性和表1会被拟合在程序中。当加热或者除湿流程启动后，程序运算电路将开始计时，在预设的时间(例如45min)内不能达到关闭条件，将启动备用加热器，对运行环境辅助加热，若在预设时间(例如30min)内仍然不能达到关闭条件，系统将报故障，作降额运行或者停机处理。
表1(温湿度对应的结露点表)：
本实施例的风电变流器的温度控制系统还包括电气控制装置，信号处理装置与电气控制装置电连接。信号处理装置通过控制电气控制装置来实现控制加热装置以及通风装置的启动和关闭。具体的电气控制装置包括：交流电源，AC/DC电源，控制电器(继电器)，电路保护电器(断路器，熔断器等)，配电线路等。为整个系统提供工作所需交/直电源，分配和承载负载功率，对电路进行过载或过流保护。
具体的，本实施中所述加热装置包括用于对柜体内环境温度进行调节的第一电加热器，所述第一电加热器设置在所述柜体的内壁上。第一电加热器可以为PTC电加热器，利用PTC电加热器来对柜体内环境温度进行加热。
本实施例中所述气流调节装置包括轴流风扇。所述加热装置还包括第二电加热器，所述第二电加热器用于对所述冷却水管道中的水进行加热。所述冷却水管道还连接有散热装置。具体的第二电加热器可以为PTC电加热器，利用PTC电加热器来对热水管道中的循环水进行加热，然后通过散热装置将热量散发到柜体内，并结合轴流风扇来加大柜体内空气的流动速度，以此来对柜体内进行除湿操作。
较佳的，本实施中还可以在柜体的侧壁上设置通风口，对应所述通风口处设置有用于封堵所述通风口的阀盖；轴流风扇可设置在柜体的内壁上且与所述通风口对应的位置。当柜体内的温度较高时，则可以打开通风口，并启动轴流风扇来对柜体进行通风散热。当柜体内的温度较低时，则可以关闭阀盖，来防止柜体内的热量散发出去。
本发明实施例中，风电变流器的温度控制系统还包括计时装置，所述计时装置与所述信息处理装置电连接，用于对所述加热装置的工作时间进行计时，获得计时时间并将计时时间输出给信息处理装置；
所述信息处理装置还用于将所述计时时间与预设的时间值比较，并将检测到的当前环境温度或湿度与预设值比较，获得比较结果，根据比较结果输出第三控制指令，以控制备用的第二加热装置启动或关闭；其中所述第二加热装置与所述信息处理装置受控连接。
结合图3所示，本发明实施例中的风电变流器的温度控制系统工作过程如下：
步骤一、利用计时装置来对加热装置的工作时间进行计时。
步骤二、将加热装置的工作时间与预设的时间值比较，判断是否达到预设时间值；若达到预设时间值，则执行步骤三；若未达到预设时间值，则继续利用计时装置继续计时。
步骤三、判断当前环境温度或环境湿度是否满足预设的阈值；若满足则关闭加热装置，停止加热或停止除湿；若不满足，则执行步骤四。
步骤四、启动备用的第二加热装置，进行加热或进行除湿。
本实施例中，当加热或者除湿流程启动后，计时装置将开始计时，在预设的时间(例如45min)内不能达到关闭条件，将启动备用加热器，对运行环境辅助加热。若在预设时间(例如30min)内仍然不能达到关闭条件，系统将报故障，作降额运行或者停机处理。
本发明实施例通过设置温度传感器和湿度传感器来实时检测柜体内的温度和湿度，然后根据检测结果来启动加热装置及气流调节装置，能够有效改善风电变流器柜内温度和湿度，保证风电变流器运行在最合适的温湿度环境下。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种风电变流器的温度控制系统，其特征在于，包括：温度检测装置、信息处理装置以及加热装置；
所述温度检测装置，设置在风电变流器的柜体内，用于检测所述柜体内的温度，获得温度信息并将所述温度信息发送给所述信息处理装置；
所述信息处理装置，与所述温度检测装置电连接，用于接收所述温度检测装置检发送的温度信息，并将所述温度信息与预设的温度值进行比较，获得第一比较结果，以根据第一比较结果输出第一控制指令，以控制所述加热装置启动或关闭；
所述加热装置，与所述信息处理装置受控连接，用于接收所述信息处理装置输出的第一控制指令，启动加热操作以对所述柜体内进行加热。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括湿度检测装置，所述湿度检测设置在所述柜体内，且所述湿度检测装置与所述信息处理装置电连接，用于检测所述柜体内的湿度，并将所述湿度信息发送给所述信息处理装置；
所述信息处理装置还用于接收所述湿度信息，将所述湿度信息与预设的湿度值比较，获得第二比较结果，以根据比较结果输出第一控制指令，以控制所述加热装置启动或关闭。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括设置在所述柜体侧壁上的气流调节装置，所述气流调节装置与所述信息处理装置受控连接；
所述信息处理装置还用于根据所述第二比较结果输出第二控制指令给所述气流调节装置；
所述气流调节装置用于接收所述信息处理装置输出的第二控制指令，启动或关闭气流调节操作。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度检测装置包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器；
所述第一温度传感器设置在所述柜体内，用于检测柜体内的环境温度；
所述第二温度传感器设置在所述柜体内的电力电子设备的水冷板上，或者设置在所述柜内的布线槽内，用于检测所述电力电子设备的温度；
所述第三温度传感器设置在柜体内的冷却水管道的管壁上，用于检测冷却水温度；
所述第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器分别与所述信息处理装置电连接，用于将检测到的温度信息发送给所述信息处理装置。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述湿度检测装置包括：若干湿度传感器，各湿度传感器分别与所述信息处理装置电连接，用于将检测到的湿度信息发送给所述信息处理装置。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加热装置包括用于对柜体内环境温度进行调节的第一电加热器，所述第一电加热器设置在所述柜体的内壁上。
7.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述气流调节装置包括轴流风扇。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加热装置还包括第二电加热器，所述第二电加热器用于对所述冷却水管道中的水进行加热；
所述冷却水管道连接有散热装置。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括计时装置，所述计时装置与所述信息处理装置电连接，用于对所述加热装置的工作时间进行计时，获得计时时间并将计时时间输出给信息处理装置；
所述信息处理装置还用于将所述计时时间与预设的时间值比较，并将检测到的当前环境温度或湿度与预设值比较，获得比较结果，根据比较结果输出第三控制指令，以控制备用的第二加热装置启动或关闭；其中所述第二加热装置与所述信息处理装置受控连接。
10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述柜体上还设置有通风口，对应所述通风口处设置有用于封堵所述通风口的阀盖；
所述轴流风扇设置在柜体的内壁上且与所述通风口对应。
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