CN202333556U - 多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置 - Google Patents

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Abstract

一种多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，它由综合测控模块、电压电流信号采集电路、温度信号采集电路、开关信号输入电路和保护执行电路组成，所述综合测控模块采用THT-FZK-Ⅰ型装置，它通过通讯接口与上位机通讯，所述电压电流信号采集电路和温度信号采集电路的输出端接综合测控模块的模拟信号输入端，所述开关信号输入电路的输出信号接综合测控模块的开关信号输入端，所述保护执行电路接综合测控模块的输出端。本实用新型可以代替原有箱式变电站控制系统中的大量分立模块以及附属设备，具有功能完善、成本低廉、工作可靠、接线简单、易于维护等优点，有利于后期箱式变压器的升级。

Description

多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于对风电场的多个箱式变电站进行监测与控制的装置，属控制技术领域。
背景技术
风电场一般地处人烟稀少，环境复杂的土坡、戈壁、岛屿、滩涂、近海等地，而且风力发电机的分布比较分散，一般来说距离中控室最近的有几十米或几百米，最远的可达几十公里，并且每台风力发电机之间的距离也有500米到1000米，人工巡视和监控以及维护都比较困难，因此每台风力发电机的箱式变电站都需要采用单独的现地测控装置进行监测与控制。
现有的箱式变压器测控装置都是采用硬接线的方式传递监测信息，即通过电缆将箱式变压器的信息上传至风机PLC模块，再由风机PLC模块通过光纤将信息上传至风机监控系统，这种测控装置监测灵敏度低而且功能不齐全，无法应付现场的复杂情况，容易造成断路器误动和拒动，不能实现对箱式变压器的全面保护。此外，采用传统测控装置对箱式变压器进行监测与控制时还需要增加许多附属设备，如风机侧PLC模块、防雷模块、信号电缆、箱式变电站侧PT、电压变送器、电流变送器等，这样不仅提高了整个装置的成本，而且在保护方面增加了许多中间环节，为问题的查找、故障的分析带来极大的不便。同时，由于该装置将箱式变电站信息上传至PLC模块，后期风机监控系统升级很容易影响箱式变电站信息的上传，降低了测控装置的可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种功能齐全、成本低廉、功能可靠的风力发电场箱式变电站综合测控装置。
本实用新型所述问题是由以下技术方案实现的：
一种多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，由综合测控模块、电压电流信号采集电路、温度信号采集电路、开关信号输入电路和保护执行电路组成，所述综合测控模块采用THT-FZK-Ⅰ型测控模块，它通过通讯接口与上位机通讯，所述电压电流信号采集电路和温度信号采集电路的输出端接综合测控模块的模拟信号输入端，所述开关信号输入电路的输出信号接综合测控模块的开关信号输入端，所述保护执行电路接综合测控模块的输出端。
上述多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，所述综合测控模块的通讯接口包括以太网接口、RS485通讯接口和两个光纤通讯接口。
上述多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，所述电压电流信号采集电路由三个电流互感器和三条电压采样线组成，三个电流互感器分别安装在箱式变压器低压侧的三个相线上，它们的输出端分别接综合测控模块的X1-2、X1-4、X1-6端，三条电压采样线的一端分别接箱式变压器低压侧的三个相线，另一端分别接综合测控模块的X2-1、X2-3、X2-5端。
上述多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，所述温度信号采集电路由安装在站内变压器上的多个温度传感器组成，它们的信号输出端接综合测控模块的温度信号输入端。
上述多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，所述保护执行电路由多个继电器组成，它们的控制线圈接综合测控模块的输出端，继电器的触点连接站内变压器的断路器动作线圈和外部电源。
本实用新型利用综合测控模块采集箱式变压器的各种信息、控制保护执行电路，并将采集的信息上传至中控室，该装置可以代替原有箱式变压器控制系统中的大量分立模块以及附属设备，具有功能完善、成本低廉、工作可靠、接线简单、易于维护等优点，有利于后期箱式变压器的升级。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的电原理图。
图中各标号为：U1、综合测控模块；QF1、QF2、QF3、断路器；T、变压器；Cta、CTb、CTc、电流互感器；t1、t2、t3、温度传感器；QF1-1、QF1-2、断路器QF1的辅助触点；QF2-1、QF2-2、断路器QF2的辅助触点；HQ、FT、接触器。
具体实施方式
本装置采用综合测控模块将箱式变电站侧信息通过独立的信息通道上传至中控室，功能完善。具有测量功能，可以测量三相电流、三相电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度；模拟量输入功能，可以选择4—20mA或热电阻测量变压器温度等参数；非电量保护功能，拥有重瓦斯跳闸、变压器超高温跳闸、轻瓦斯报警、SF6气体异常报警、变压器高温报警、变压器油位低报警等；开入开出功能，10路有源接点输入、5路无源接点输出；通讯功能，两路光口、一路电口、一路串口；PLC功能；故障记录功能；SOE功能；通讯对时功能；显示功能；箱式变压器温湿度控制功能等。
参看图1，综合测控模块U1设置有四个通讯接口，A和B为两个光纤通讯接口，X7为RS485通讯接口，YT为以太网接口。X1接线端子实现了电流测量功能，本装置通过连接低压侧电流互感器完成对电流的测量，端子上的X1-1、X1-3、X1-5分别为电流互感器二次侧输入端，X1-2、X1-4、X1-6为电流互感器二次侧公共输入端，箱式变压器低压侧电流互感器二次侧成星形连接，完成对箱式变压器低压侧电流的测量。
X2接线端子实现了电压测量功能，装置通过X2-1、X2-3、X2-5直接连接低压侧或者通过电压互感器输出端连接，实现对箱式变压器低压侧电压的测量，通过测量得到Ua、Ub、Uc。
利用X1、X2端子测量的电压、电流值可计算出箱式变压器的有功功率、无功功率、功率因数等。
公式为：P=U*Icos                                                
Figure 729901DEST_PATH_IMAGE001
；、Ｑ＝U*Iｓｉｎ
Figure 240516DEST_PATH_IMAGE001
X3端子为箱式变压器提供了两路直流输入，可以根据用户需要选择热电阻或4-20mA输入，X3-1、X3-2为4-20mA输入口，X3-4、X3-5、X3-6为热电阻输入口，用以对变压器油温等参数进行测量，当变压器油温高于某值，综合测控模块根据需要发出告警及跳闸信号。
X4端子为10路有源接点输入端，可以接箱式变压器入线侧断路器辅助开关量、出线侧断路器辅助开关量、温湿度信号、箱式变压器门状态开关量、油温跳闸信号开关量、轻瓦斯跳闸信号开关量、重瓦斯跳闸信号开关量等信号，根据各开关量状态监视箱式变压器运行情况。然后根据用户需要对各开关量设定编号，利用装置的PLC功能，确定逻辑关系，完成对箱式变压器的控制。
X5端子为5路无源节点输出端，该端接线端子可以连接箱式变压器中断路器动作线圈以及外部电源等设备，完成箱式变压器内部设备的分、合闸操作，X5-1、X5-2端子为1路输出端子，一共提供了5路此种接线端子，完成控制工作。
X6端子为电源端子，可以根据需要连接直流或交流电源。
本装置通过手持式面板与装置前面板上的数据口连接，实现保护设定、参数显示、故障显示等功能。
本装置通过以上端子监测箱式变压器运行状态，根据一定逻辑关系完成对箱式变压器的测量、控制与保护，并通过RS485接口、以太网接口、光口等完成对箱式变压器的测量控制，真正做到了集各种功能与一体，满足风电场箱式变压器无人值守的要求。
本实用新型中使用的综合测控模块THT-FZK-Ⅰ为保定天威恒通电气有限公司制造销售的产品。

Claims (5)

1.一种多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，其特征是，它由综合测控模块（U1）、电压电流信号采集电路、温度信号采集电路、开关信号输入电路和保护执行电路组成，所述综合测控模块（U1）采用THT-FZK-Ⅰ型装置，它通过通讯接口与上位机通讯，所述电压电流信号采集电路和温度信号采集电路的输出端接综合测控模块（U1）的模拟信号输入端，所述开关信号输入电路的输出信号接综合测控模块（U1）的开关信号输入端，所述保护执行电路接综合测控模块（U1）的输出端。
2.根据权利要求1所述多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，其特征是，所述综合测控模块（U1）的通讯接口包括以太网接口、RS485通讯接口和两个光纤通讯接口。
3.根据权利要求1或2所述多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，其特征是，所述电压电流信号采集电路由三个电流互感器和三条电压采样线组成，三个电流互感器分别安装在箱式变压器低压侧的三个相线上，它们的输出端分别接综合测控模块（U1）的X1-1、X1-3、X1-5端，三条电压采样线的一端分别接箱式变压器低压侧的三个相线，另一端分别接综合测控模块（U1）的X1-1、X1-3、X1-5端。
4.根据权利要求3所述多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，其特征是，所述温度信号采集电路由安装在箱式变压器上的多个温度传感器组成，它们的信号输出端接综合测控模块（U1）的温度信号输入端。
5.根据权利要求4所述多功能风力发电场箱式变电站综合测控装置，其特征是，所述保护执行电路由多个继电器组成，它们的控制线圈接综合测控模块（U1）的输出端，继电器的触点连接箱式变电站的断路器动作线圈和外部电源。
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CN111585249A (zh) * 2020-04-21 2020-08-25 东方电气风电有限公司 一种风力发电机组联跳箱变断路器的控制方法

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