CN111650460A - 一种变流器和变流器故障检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种变流器和变流器故障检测方法。首先，控制器向继电器输出驱动电流，以驱使主触点和辅助触点切换为目标状态。再获取辅助触点反馈的当前状态和驱动电流的电流值。然后，依据目标状态、当前状态和电流值确定故障类型。通过增加驱动电流的电流值作为新的检测因子，结合目标状态和当前状态，确定变流器的故障类型。排除因为辅助触点本身异常或其与控制器之间的反馈线路松动对检测结果的影响，降低接触器故障检测错误的概率，提升了接触器故障检测的准确性，降低了因为误诊断而导致发电机停机的概率，保障了风力发电机组的利用率。
Description
技术领域
本申请涉及新能源领域，具体而言，涉及一种变流器和变流器故障检测方法。
背景技术
随着社会科技的发展，能源供应多元化越来越明显。而风能就是被广泛应用的一种新能源。通过风力发电机将风能转化为电能，利用可再生资源产生电能，降低对不可再生资源的依赖，有利益持续发展和环保节能。风力发电机包含多个重要部件，例如变流器。当变流器发生故障时，需要使风力发电机停机，直至维修人员排查故障后才能正常发电运行。
变流器故障中常见的有接触器故障。但随着变流器技术发展，因设计缺陷导致接触器故障越来越少，但是由于线路松动以及器件的反馈状态不可靠导致故障占比越来越多。可能因为接触器中触点本身异常或是线路松动，导致控制器误认为关键部件接触异常，从而导致发电机停机，影响风力发电机组的利用率。
发明内容
本申请的目的在于提供一种变流器和变流器故障检测方法，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供一种变流器，所述变流器包括控制器、继电器和接触器，所述接触器包括主触点和辅助触点，所述控制器分别与所述继电器和所述辅助触点连接，所述控制器用于向所述继电器输出驱动电流，以驱使所述主触点和所述辅助触点切换为目标状态，其中，所述目标状态为闭合状态或断开状态；还用于获取所述辅助触点反馈的当前状态和所述驱动电流的电流值，其中，所述当前状态为闭合状态或断开状态；还用于依据所述目标状态、所述当前状态和所述电流值确定故障类型。
第二方面，本申请实施例提供一种变流器故障检测方法，变流器包括控制器、继电器和接触器，所述接触器包括主触点和辅助触点，所述控制器分别与所述继电器和所述辅助触点连接；
所述控制器向所述继电器输出驱动电流，以驱使所述主触点和所述辅助触点切换为目标状态，其中，所述目标状态为闭合状态或断开状态；
所述控制器获取所述辅助触点反馈的当前状态，其中，所述当前状态为闭合状态或断开状态；
所述控制器获取所述驱动电流的电流值；
所述控制器依据所述目标状态、所述当前状态和所述电流值确定故障类型。
相对于现有技术，本申请实施例所提供的一种变流器和变流器故障检测方法有益效果为：首先，控制器向继电器输出驱动电流，以驱使主触点和辅助触点切换为目标状态。再获取辅助触点反馈的当前状态和驱动电流的电流值。然后，依据目标状态、当前状态和电流值确定故障类型。通过增加驱动电流的电流值作为新的检测因子，结合目标状态和当前状态，确定变流器的故障类型。排除因为辅助触点本身异常或其与控制器之间的反馈线路松动对检测结果的影响，降低接触器故障检测错误的概率，提升了接触器故障检测的准确性，降低了因为误诊断而导致发电机停机的概率，保障了风力发电机组的利用率。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。
图1为本申请实施例提供的变流器的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的变流器的另一种结构示意图；
图3为本申请实施例提供的电信号传感装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的接触器的一种结构示意图；
图5为本申请实施例提供的变流器故障检测方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的S102的子步骤示意图；
图7为本申请实施例提供的S104的子步骤示意图。
图中：10-控制器；11-继电器；12-接触器；13-电信号传感装置；121-传动结构；131-放大器；k1-主触点；k2-辅助触点；k3-触点开关；L-线圈；D-二极管；T-三极管；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
随着社会科技的发展，能源供应多元化越来越明显。其中，有一种广泛应用的新能源就是风能。通过风力发电机将风能转化为电能，利用可再生资源产生电能，降低对不可再生资源的依赖，有利益持续发展和环保节能。风力发电机包含多个重要部件，例如变流器。当变流器发生故障时，需要使风力发电机停机，直至维修人员排查故障后才能正常发电运行。
变流器故障中常见的有接触器故障。但随着变流器技术发展，因设计缺陷导致接触器故障越来越少，但是由于线路松动以及器件的反馈状态不可靠导致故障占比越来越多。经发明人大量实践和总结发现，可能因为接触器中触点本身异常或是线路松动，导致控制器误认为关键部件接触异常，从而导致发电机停机，影响风力发电机组的利用率。
本申请实施例提供了一种变流器。请参照图1，图1变流器的结构示意图。变流器包括控制器10、继电器11和接触器12，接触器12包括主触点k1和辅助触点k2，控制器10分别与继电器11和辅助触点k2连接。控制器10可以执行预存储的可执行模块，例如计算机程序。
控制器10可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，变流器故障检测方法的各步骤可以通过控制器10中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的控制器10可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
控制器10用于向继电器11输出驱动电流，以驱使主触点k1和辅助触点k2切换为目标状态。
其中，目标状态为闭合状态或断开状态。继电器11与主触点k1相对设置。每当主触点k1的开合状态发生变化时，辅助触点k2的开合状态应当随之发生变化。
控制器10可以向继电器11输出0V或者24V的驱动电流。当主触点k1为常开触点时，若驱动电流为24V，继电器11得电，此时继电器11驱使主触点k1闭合。辅助触点k2随之切换为的闭合状态。即当主触点k1为常开触点时，若驱动电流为24V，那么目标状态为闭合状态；对应地，若驱动电流为0V，那么目标状态为断开状态。同理，当主触点k1为常闭触点时，若驱动电流为24V，那么目标状态为断开状态；对应地，若驱动电流为0V，那么目标状态为闭合状态。
控制器10还用于获取辅助触点k2反馈的当前状态和驱动电流的电流值。
具体地，辅助触点k2与控制器10电连接。辅助触点k2的开合状态应该与主触点k1的开合状态保持同步。辅助触点k2向控制器10反馈其当前状态，当前状态为闭合状态或断开状态。
驱动电流为控制器10向继电器11传输的电流。
控制器10还用于依据目标状态、当前状态和电流值确定故障类型。
现有技术仅通过当前状态和目标状态比对，判断接触器是否发生故障。可能地，当控制器10输出驱动电流时，主触点k1随之切换为目标形态，但是由于辅助触点k2本身异常或其与控制器10之间的反馈线路松动，导致辅助触点k2未切换为目标装置或者反馈的当前状态是错误的；从而导致控制器10认为关键部件接触异常，从而导致发电机停机，影响风力发电机组的利用率。通过增加驱动电流的电流值作为新的检测因子，综合判断，降低接触器故障检测错误的概率。
综上所述，本申请实施例提供的变流器中：首先，控制器向继电器输出驱动电流，以驱使主触点和辅助触点切换为目标状态。再获取辅助触点反馈的当前状态和驱动电流的电流值。然后，依据目标状态、当前状态和电流值确定故障类型。通过增加驱动电流的电流值作为新的检测因子，结合目标状态和当前状态，确定变流器的故障类型。排除因为辅助触点本身异常或其与控制器之间的反馈线路松动对检测结果的影响，降低接触器故障检测错误的概率，提升了接触器故障检测的准确性，降低了因为误诊断而导致发电机停机的概率，保障了风力发电机组的利用率。
在此基础上，对于控制器10如何获取驱动电流的电流值，本申请实施例还提供了一种可能的结构，请参考图2，变流器还包括电信号传感装置13。
电信号传感装置13的一端与控制器10电连接，电信号传感装置13的另一端连接于控制器10与继电器11的驱动电路。
电信号传感装置13用于采集驱动电路的电信号，并将采集到的电信号传输给控制器10。
在图2的基础上，关于电信号传感装置13的结构，本申请实施例还提供了一种可能，请参考图3，电信号传感装置13包括三极管T、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及放大器131。
具体地，三极管T的栅极连接于控制器10，三极管T的漏极连接于继电器11，三极管T的源极分别与第一电阻R1和第二电阻R2连接。第一电阻R1的另一端连接于地。第二电阻R2的另一端连接与放大器131的正输入端。放大器131的负输入端分别与第三电阻R3和第四电阻R4连接。第三电阻R3的另一端连接于地。第四电阻R4的另一端和放大器131的输出端连接于控制器10。
通过图3所示的电信号传感装置13，可以清楚地得到驱动电流的值。因为驱动电流一般都较小，不便于识别比对，所以置放大电路，便于控制器10比对。
其中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的阻值大小依据需要放大的倍数具体设定，在此不做限制。
请继续参考图3，可能地，变流器还包括与继电器11并联的二极管D，用于防止电流倒流，保护电路安全。
关于如何识别辅助触点k2的当前状态，本申请实施例还提供了一种可能，请继续参考图1。
辅助触点k2的两端均连接于控制器10，控制器10用于当与辅助触点k2导通时，将闭合状态作为当前状态；当与辅助触点k2断开时，将断开状态作为当前状态。
关于如何保障主触点k1和辅助触点k2之间的联动状态，本申请实施例还提供了一种可能，请继续参考图1。
主触点k1和辅助触点k2设有传动结构121，传动结构121用于当主触点k1的开合状态发生变化时，驱使辅助触点k2的开合状态发生变化。
具体地，传动结构121包括触点开关k3和线圈L，触点开关k3的一端与线圈L连接，触点开关k3的另一端和线圈L的另一端用于连接其他电源。触点开关k3和主触点k1之间设置有机械传动结构，触点开关k3和主触点k1保持开合状态一致。当主触点k1闭合时，触点开关k3闭合，从而使线圈L中有电流流通，从而驱使辅助触点k2闭合。同理，当主触点k1断开时，辅助触点k2断开。
关于如何保障主触点k1和辅助触点k2之间的联动状态，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图4。
辅助触点k2和主触点k1之间设置有机械传动结构，从而保障辅助触点k2和主触点k1保持开合状态一致。
在图1的基础上，关于如何确定故障类型，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考下文。
控制器10具体用于在当前状态与目标状态不一致时，依据电流值的大小确定故障类型。
具体地，当目标状态为断开状态，且当前状态也为断开状态时，表明接触器12的开合状态与控制器10需要的状态一致，此时确定接触器未发生异常。
当目标状态为断开状态，且当前状态为闭合状态，则需要进一步分析可能发生的故障类型。
此处，以主触点k1为常开触点为例。若电流值小于预设的断开阈值，此时继电器11不足以驱使主触点k1保持闭合状态，主触点k1必然会切换为断开状态。但辅助触点k2反馈的当前结果为闭合状态，与主触点k1的状态不一致，说明辅助触点k2本身异常或其与控制器10之间的反馈线路松动，此时确定辅助触点的反馈回路发生异常故障。若电流值大于或等于预设的断开阈值，此时继电器11足以驱使主触点k1保持闭合状态，此时接触器12未能断开，确定接触器12发生断开故障。
当目标状态为闭合状态，且当前状态也为闭合状态时，表明接触器12的开合状态与控制器10需要的状态一致，此时确定接触器12未发生异常。
当目标状态为闭合状态，且当前状态为断开状态，则需要进一步分析可能发生的故障类型。
此处，继续以主触点k1为常开触点为例。若电流值大于预设的闭合阈值，此时继电器11足以驱使主触点k1切换为闭合状态，即主触点k1为闭合状态。但辅助触点k2反馈的当前结果为断开状态，与主触点k1的状态不一致，说明辅助触点k2本身异常或其与控制器10之间的反馈线路松动，此时确定辅助触点的反馈回路发生异常故障。若电流值小于或等于预设的断开阈值，此时继电器11不足以驱使主触点k1保持闭合状态，此时主触点k1为断开状态，确定接触器12发生闭合故障。
对于上述内容，当主触点k1为常闭触点时，适应性调整其判断条件，同理能够确定变流器的故障类型。
对于确定故障类型后的报警处理，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，依据故障类型生成报警提示。
具体地，可以将包含故障类型的报警提示发送到相应的用户终端，以提示用户对变流器进行维护，减少停机的时间，提升风能的利用率。
本申请实施例中的接触器可以为软启接触器、并网接触器、网侧主接触器或散热接触器，在此不做任何限定。
本申请实施例还提供了一种变流器故障检测方法，该变流器故障检测方法可以应用于上文所述的控制器10。
请参考图5，变流器故障检测方法包括：
S101，控制器向继电器输出驱动电流，以驱使主触点和辅助触点切换为目标状态。
其中，目标状态为闭合状态或断开状态。
S102，控制器获取辅助触点反馈的当前状态。
其中，当前状态为闭合状态或断开状态。
S103，控制器获取驱动电流的电流值。
S104，控制器依据目标状态、当前状态和电流值确定故障类型。
需要说明的是，S102和S103并不一定按图5中的顺序执行，S103也可以先于S102执行，在此不做限定。
可能地，变流器还包括电信号传感装置13，电信号传感装置13的一端与控制器10电连接，电信号传感装置13的另一端连接于控制器10与继电器11的驱动电路。
电信号传感装置13用于采集驱动电路的电信号，并将采集到的电信号传输给控制器10。
在图5的基础上，对于S102中的内容，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图6，S102包括：
S102-1，控制器判断是否与辅助触点导通。若是，则执行S102-2；若否，则执行S102-3。
S102-2，将闭合状态作为当前状态。
S102-3，将断开状态作为当前状态。
可能地，主触点k1和辅助触点k2之间设有传动结构121，传动结构121用于当主触点k1的开合状态发生变化时，驱使辅助触点k2的开合状态发生变化。
在图5的基础上，对于S104中的内容，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图7，S104包括：
S104-1，控制器判断当前状态与目标状态是否一致。若是，则执行S104-2；若否，则执行S104-3。
S104-2，确定接触器未发生异常。
S104-3，依据电流值的大小确定故障类型。
需要说明的是，本实施例所提供的变流器故障检测方法，其可以执行上述实施例所示的方案用途，以实现对应的技术效果。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种变流器，所述变流器包括控制器、继电器和接触器，所述接触器包括主触点和辅助触点，所述控制器分别与所述继电器和所述辅助触点连接，其特征在于，
所述控制器用于向所述继电器输出驱动电流，以驱使所述主触点和所述辅助触点切换为目标状态，其中，所述目标状态为闭合状态或断开状态；还用于获取所述辅助触点反馈的当前状态和所述驱动电流的电流值，其中，所述当前状态为闭合状态或断开状态；还用于依据所述目标状态、所述当前状态和所述电流值确定故障类型。
2.如权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述变流器还包括电信号传感装置，所述电信号传感装置的一端与所述控制器电连接，所述电信号传感装置的另一端连接于所述控制器与所述继电器的驱动电路；
所述电信号传感装置用于采集所述驱动电路的电信号，并将采集到的所述电信号传输给所述控制器。
3.如权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述辅助触点的两端均连接于所述控制器，所述控制器用于当与所述辅助触点导通时，将闭合状态作为所述当前状态；当与所述辅助触点断开时，将断开状态作为所述当前状态。
4.如权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述主触点和所述辅助触点之间设有传动结构，所述传动结构用于当所述主触点的开合状态发生变化时，驱使所述辅助触点的开合状态发生变化。
5.如权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述控制器具体用于当所述当前状态与所述目标状态不一致时，依据所述电流值的大小确定所述故障类型。
6.一种变流器故障检测方法，变流器包括控制器、继电器和接触器，所述接触器包括主触点和辅助触点，所述控制器分别与所述继电器和所述辅助触点连接，其特征在于，
所述控制器向所述继电器输出驱动电流，以驱使所述主触点和所述辅助触点切换为目标状态，其中，所述目标状态为闭合状态或断开状态；
所述控制器获取所述辅助触点反馈的当前状态，其中，所述当前状态为闭合状态或断开状态；
所述控制器获取所述驱动电流的电流值；
所述控制器依据所述目标状态、所述当前状态和所述电流值确定故障类型。
7.如权利要求6所述的变流器故障检测方法，其特征在于，所述变流器还包括电信号传感装置，所述电信号传感装置的一端与所述控制器电连接，所述电信号传感装置的另一端连接于所述控制器与所述继电器的驱动电路；
所述电信号传感装置用于采集所述驱动电路的电信号，并将采集到的所述电信号传输给所述控制器。
8.如权利要求6所述的变流器故障检测方法，其特征在于，所述辅助触点的两端均连接于所述控制器，所述控制器获取所述辅助触点反馈的当前状态的步骤，包括：
所述控制器当与所述辅助触点导通时，将闭合状态作为所述当前状态；当与所述辅助触点断开时，将断开状态作为所述当前状态。
9.如权利要求6所述的变流器故障检测方法，其特征在于，所述主触点和所述辅助触点之间设有传动结构，所述传动结构用于当所述主触点的开合状态发生变化时，驱使所述辅助触点的开合状态发生变化。
10.如权利要求6所述的变流器故障检测方法，其特征在于，所述控制器依据所述目标状态、所述当前状态和所述电流值确定故障类型的步骤，包括：
所述控制器当所述当前状态与所述目标状态不一致时，依据所述电流值的大小确定所述故障类型。
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