CN110829402A - 一种风场集电线路用避雷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风场集电线路用避雷系统，包括：中央处理模块、在线监测模块、避雷防护模块、雷击浪涌接收模块和电源防雷模块，所述中央处理器模块与避雷防护模块交互连接；通过在线监测模块的采集器监测到与其相连的避雷防护模块有雷电时，采集器开始高速采集避雷防护模块的泄漏电流、雷击次数和雷击时间，通过电源防雷器将剩余浪涌能量进行更完善的吸收，通过防雷电路，进行降压，使得输入到电源电压小于电源的最大承受电压，在雷击浪涌产生冲击电流时，用于进一步滤除泄放电路的残压尖峰；并将雷击浪涌产生的电流泄放到大地冲击电流的安全范围之内，对避雷装置以及集电线路进行保护，避免造成集电线路的损坏而导致跳闸情况。
Description
技术领域：
本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种风场集电线路用避雷系统。
背景技术：
风是没有公害的能源之一；而且它取之不尽，用之不竭；对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为；海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施；风场是环境影响评价专业术语，用来评价范围内存在局地风速、风向等因子不一致的风场；按照风速又分为三类，分别是一类风场、二类风场和三类风场；海陆风是海风和陆风的总和，它发生在海陆交界地带，是以24小时为周期的一种大流；海陆风由于陆地和海洋的热力性质的差异而引起；海水热容比陆地大，故降缓慢；山谷风是山风和谷风的总称；它发生在山区，是地形热力作用引起的以24小时为周期的一种局地环流；山谷风主要由于山坡和谷地受热不均而产生；在白天太阳首先坡上，使山坡上空的大气温度比谷地同高度的大气温度高，山坡上空的空气上的冷空气则沿着山坡上来补充，形成了由谷地吹向山坡的风；现有的风电电场，为了防止风电场的集电线路容易成为雷电的被击对象，会普遍装有多套避雷装置，但是，当避雷装置损坏后，会失去避雷效果，如不能及时预防，风电场场内的集电线路会引起的跳闸。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种风场集电线路用避雷系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明由如下技术方案实施：一种风场集电线路用避雷系统，包括：中央处理模块、在线监测模块、避雷防护模块、雷击浪涌接收模块和电源防雷模块，所述中央处理器模块与避雷防护模块交互连接，所述中央处理器模块与雷击浪涌接收模块交互连接，所述中央处理模块与电源防雷模块交互连接，所述避雷防护模块与接地隔离抑制模块相连接，所述避雷防护模块与雷击浪涌接收模块相连接，所述雷击浪涌接收模块与智能监测浪涌保护模块相连接，所述智能监测浪涌保护模块与数据传输状态模块相连接，所述智能监测浪涌保护模块与报警模块相连接，所述电源防雷模块与通信模块相连接，所述通信模块与中央处理模块相连接，所述中央处理模块与数据显示模块相连接，所述数据传输状态模块与数据显示模块相连接；
所述中央处理模块用于对避雷防护模块、雷击浪涌接收模块、电源防雷模块和在线监测模块集中控制以及数据的处理；
所述在线监测模块用于监测避雷防护模块的泄漏电流和放电次数；
所述雷击浪涌接收模块用于将雷击电流快速泄入大地，保护用电设备不受雷击的影响；
所述电源防雷模块用于将浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收，对于瞬态过电压具有较好的抑制作用，保护集电线路设备免受雷电电压；
所述接地隔离抑制模块用于保护来自各种感应雷击和浪涌电压带来的危害；
所述数据显示模块用于接收中央处理器采集的数据并以数据的方式显示处理的数据，且用于数据存储模块中存储数据的显示。
作为本技术方案的进一步优选的：所述中央处理模块与在线监测模块相连接，所述在线监测模块与远程监测信息接收模块相连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述远程监测信息接收模块与数据采集模块相连接，所述数据采集模块与中央处理模块交互连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述避雷防护模块包括避雷针、避雷线和电场屏蔽箱，所述电场屏蔽箱安装于风电机组的一侧，所述避雷针安装在电场屏蔽箱的一侧，所述避雷线的一端嵌套于避雷针的端部。
作为本技术方案的进一步优选的：电场屏蔽箱的内部金属导体采用氧化铜材质。
作为本技术方案的进一步优选的：所述数据显示模块与报警模块相连接，所述数据显示模块将中央处理器采集的数据并以数据与原始数据对比，高于原始数据值将通过报警模块进行报警。
作为本技术方案的进一步优选的：所述中央处理模块与数据存储模块交互连接，所述数据存储模块与数据显示模块相连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述报警模块与记录模块相连接，所述记录模块用于对报警模块的报警时间和报警次数进行记录。
本发明的优点：通过在线监测模块的采集器监测到与其相连的避雷防护模块有雷电时，采集器开始高速采集避雷防护模块的泄漏电流、雷击次数和雷击时间，通过电源防雷器将剩余浪涌能量进行更完善的吸收，通过防雷电路，进行降压，使得输入到电源电压小于电源的最大承受电压，在雷击浪涌产生冲击电流时，用于进一步滤除泄放电路的残压尖峰；并将雷击浪涌产生的电流泄放到大地冲击电流的安全范围之内，对避雷装置以及集电线路进行保护，避免造成集电线路的损坏而导致跳闸情况。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统模块结构示意图。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种风场集电线路用避雷系统，包括：中央处理模块、在线监测模块、避雷防护模块、雷击浪涌接收模块和电源防雷模块，所述中央处理器模块与避雷防护模块交互连接，所述中央处理器模块与雷击浪涌接收模块交互连接，所述中央处理模块与电源防雷模块交互连接，所述避雷防护模块与接地隔离抑制模块相连接，所述避雷防护模块与雷击浪涌接收模块相连接，所述雷击浪涌接收模块与智能监测浪涌保护模块相连接，智能监测浪涌保护模块为智能监测浪涌保护器，可对电气回路因外界的干扰产生尖峰电流或者电压，能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对集电线路用的设备造成损害，所述智能监测浪涌保护模块与数据传输状态模块相连接，数据传输状态模块用于处理智能监测浪涌保护模块是否在保护状态下，所述智能监测浪涌保护模块与报警模块相连接，所述电源防雷模块与通信模块相连接，所述通信模块与中央处理模块相连接，所述中央处理模块与数据显示模块相连接，所述数据传输状态模块与数据显示模块相连接，数据传输状态模块将智能监测浪涌保护模块是否在保护状态，传输到数据显示模块，数据显示模块将数据传输到中央处理模块进行分析处理，然后再将分析处理后的状态信息在反馈给数据显示模块，进行显示，然后将数据存储模块中设定的状态信息取出，并通过数据显示模块与智能监测浪涌保护模块的状态数值进行相关对比，对出现的故障通过数据显示模块传输到报警模块，由报警模块的报警器进行报警处理，且中央处理模块与数据存储模块之间的数据交互，中央处理模块将避雷防护模块、雷击浪涌接收模块中通过在线监测模块采集后的信息以及数据存储模块的信息，可通过数据显示模块在显示器上显示，用以查看雷击的次数、雷击的时间和雷击的强度出现的时间段频率，采集的避雷防护模块、雷击浪涌接收模块中雷击的次数、雷击的时间和雷击的强度；
所述中央处理模块用于对避雷防护模块、雷击浪涌接收模块、电源防雷模块和在线监测模块集中控制以及数据的处理，雷击浪涌接收模块为雷击浪涌接收器，在雷击浪涌产生冲击电流时，用于进一步滤除泄放电路的残压尖峰；并将雷击浪涌产生的冲击电流泄放到地面；
所述在线监测模块用于监测避雷防护模块的泄漏电流和放电次数，在线监测模块包括采集器、服务器、手持数据接收器，当监测到与采集器相连的避雷防护模块监测到有雷电时，启动采集器开始高速采集雷电信号，并通过远程监测信息接收模块接收，并通过数据采集模块接收到信息后输送给中央处理模块，通过数据显示模块在显示器上显示，用以查看雷击的次数、雷击的时间和雷击的强度出现的时间段频率，采集的避雷防护模块、雷击浪涌接收模块中雷击的次数、雷击的时间和雷击的强度；
所述雷击浪涌接收模块用于将雷击电流快速泄入大地，保护用电设备不受雷击的影响；
所述电源防雷模块用于将浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收，通过防雷电路，进行降压，使得输入到电源电压小于电源的最大承受电压，对于瞬态过电压具有较好的抑制作用，保护集电线路设备免受雷电电压的损坏；
所述接地隔离抑制模块用于保护来自各种感应设备雷击和浪涌电压带来的危害，接地隔离抑制模块为接地隔离抑制器，接地隔离抑制降低进入电子感应设备的雷电冲击强度，同时通过泄放和接地体将雷电能量对地泄放；
所述数据显示模块用于接收中央处理器采集的数据并以数据的方式显示处理的数据，且用于数据存储模块中存储数据的显示。
本实施例中，具体的：所述中央处理模块与在线监测模块相连接，所述在线监测模块与远程监测信息接收模块相连接，在线监测模块采集避雷防护模块的泄漏电流、雷击次数和雷击时间，数据发送给远程信息接收模块，通过远程信息接收模块接收到传送的数据，数据再通过总线方式传给数据采集模块，然后将采集到的数据传送给中央处理模块，再通过数据显示模块进行显示，根据上传数据进行避雷防护模块的故障诊断，同时将采集的数据传送到数据存储模块进行存储。
本实施例中，具体的：所述远程监测信息接收模块与数据采集模块相连接，所述数据采集模块与中央处理模块交互连接，通过数据采集模块将接收到远程监测信息接收模块的传输的数据，数据采集模块将采集的数据传送到中央处理模块，以数值的方式进行显示，然后和原始的报警值对比，对于线路已经出现、可能出现的故障通过报警模块进行报警。
本实施例中，具体的：所述避雷防护模块包括避雷针、避雷线和电场屏蔽箱，所述电场屏蔽箱安装于风电机组的一侧，所述避雷针安装在电场屏蔽箱的一侧，所述避雷线的一端嵌套于避雷针的端部，集电线路设备一旦出现不正常电压，避雷器将发生动作，起到保护作用。
本实施例中，具体的：电场屏蔽箱的内部金属导体采用氧化铜材质，通过电场屏蔽箱使避雷防护模块即使出现泄漏时，也不会造成风力发电集电线路的内部电路元件出现烧毁的现象。
本实施例中，具体的：所述数据显示模块与报警模块相连接，所述数据显示模块将中央处理器采集的数据并以数据与原始数据对比，高于原始数据值将通过报警模块进行报警，报警模块采用声光报警器，通过在中央控制模块提前设定好报警的预设值，从而使得当阻性电流占比过大时，中央控制模块产生报警信号并发送给报警模块，从而使得报警模块能够及时地进行报警，通过数据显示模块显示报警值。
本实施例中，具体的：所述中央处理模块与数据存储模块交互连接，所述数据存储模块与数据显示模块相连接，中央处理模块将避雷防护模块、雷击浪涌接收模块中通过在线监测模块采集后的信息以及数据存储模块的信息，可通过数据显示模块在显示器上显示，用以查看雷击的次数、雷击的时间和雷击的强度出现的时间段频率，采集的避雷防护模块、雷击浪涌接收模块中雷击的次数、雷击的时间和雷击的强度，通过中央处理模块发送给数据存储模块用以存储。
本实施例中，具体的：所述报警模块与记录模块相连接，所述记录模块用于对报警模块的报警时间和报警次数进行记录，通过记录模块对报警时间和报警次数进行记录，便于工作人员能够及时了解一周内的数据值的分析、处理报警的频率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种风场集电线路用避雷系统，其特征在于，包括：中央处理模块、在线监测模块、避雷防护模块、雷击浪涌接收模块和电源防雷模块，所述中央处理器模块与避雷防护模块交互连接，所述中央处理器模块与雷击浪涌接收模块交互连接，所述中央处理模块与电源防雷模块交互连接，所述避雷防护模块与接地隔离抑制模块相连接，所述避雷防护模块与雷击浪涌接收模块相连接，所述雷击浪涌接收模块与智能监测浪涌保护模块相连接，所述智能监测浪涌保护模块与数据传输状态模块相连接，所述智能监测浪涌保护模块与报警模块相连接，所述电源防雷模块与通信模块相连接，所述通信模块与中央处理模块相连接，所述中央处理模块与数据显示模块相连接，所述数据传输状态模块与数据显示模块相连接；
所述中央处理模块用于对避雷防护模块、雷击浪涌接收模块、电源防雷模块和在线监测模块集中控制以及数据的处理；
所述在线监测模块用于监测避雷防护模块的泄漏电流和放电次数；
所述雷击浪涌接收模块用于将雷击电流快速泄入大地，保护用电设备不受雷击的影响；
所述电源防雷模块用于将浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收，对于瞬态过电压具有较好的抑制作用，保护集电线路设备免受雷电电压；
所述接地隔离抑制模块用于保护来自各种感应雷击和浪涌电压带来的危害；
所述数据显示模块用于接收中央处理器采集的数据并以数据的方式显示处理的数据，且用于数据存储模块中存储数据的显示。
2.根据权利要求1所述的一种风场集电线路用避雷系统，其特征在于：所述中央处理模块与在线监测模块相连接，所述在线监测模块与远程监测信息接收模块相连接。
3.根据权利要求2所述的一种风场集电线路用避雷系统，其特征在于：所述远程监测信息接收模块与数据采集模块相连接，所述数据采集模块与中央处理模块交互连接。
4.根据权利要求1所述的一种风场集电线路用避雷系统，其特征在于：所述避雷防护模块包括避雷针、避雷线和电场屏蔽箱，所述电场屏蔽箱安装于风电机组的一侧，所述避雷针安装在电场屏蔽箱的一侧，所述避雷线的一端嵌套于避雷针的端部。
5.根据权利要求4所述的一种风场集电线路用避雷系统，其特征在于：电场屏蔽箱的内部金属导体采用氧化铜材质。
6.根据权利要求1所述的一种风场集电线路用避雷系统，其特征在于：所述数据显示模块与报警模块相连接，所述数据显示模块将中央处理器采集的数据并以数据与原始数据对比，高于原始数据值将通过报警模块进行报警。
7.根据权利要求1所述的一种风场集电线路用避雷系统，其特征在于：所述中央处理模块与数据存储模块交互连接，所述数据存储模块与数据显示模块相连接。
8.根据权利要求1所述的一种风场集电线路用避雷系统，其特征在于：所述报警模块与记录模块相连接，所述记录模块用于对报警模块的报警时间和报警次数进行记录。
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