CN204716470U - 一种带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机，包括发电机、多个臭氧传感器、辅助接线盒、接收器、射频监测仪和主控柜，发电机上设有多个臭氧传感器，辅助接线盒安装在发电机上，接收器安装在辅助接线盒内，主控柜内设有射频监测仪、显示器和控制器，所有的臭氧传感器的信号输出端均与接收器的输入端相连，接收器的输出端与主控柜内的控制器相连，控制器与显示器相连，射频监测仪的输入端与发电机中性线相连，射频监测仪的输出端与控制器相连。本实用新型在发电机的局部放电多发部位布置了臭氧传感器，通过对臭氧浓度的检测确定发电机在运行中的局部放电强度，从而对发电机绝缘进行有效的监测，监测更加方便，监测结果更为准确。

Description

一种带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机

技术领域

本实用新型涉及风电领域，特别涉及一种带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机。

背景技术

我国风力资源蕴藏量巨大，在国家政策的支持和尽快突破对传统能源依赖性的压力下，我国风电行业已经连续多年高速发展，近三年来，我国的风电装机容量和发电量已位居世界第一。风电机组运行具有波动性、随机性、间歇性等特点，这就导致大规模的风电机组在并网运行一段时间后，不可避免会出现一些故障。由于风电机组造价昂贵，随着投入运行的风电机组数量的增加，如何保证风电机组可靠、安全、高效率地运行已经成为风电行业关注的焦点。

随着风力发电机逐渐趋于大型化，对兆瓦级发电机的绝缘结构及其运行可靠性都提出更严格的要求。发电机在长期运行后绝缘性趋于劣化，引起电机绝缘老化的主要因子有：热因子、电因子、机械因子和环境因子。电气设备绝缘状态通常是通过几个特征量来表示：局部放电量和放电位置、介质损耗因数、泄露电流、设备电容值，以上4项特征参数中，局部放电量是反映绝缘状态最灵敏的量。局部放电时会产生臭氧和氮的氧化物，会侵蚀绝缘，当遇水后会产生硝酸，对绝缘的侵蚀更为剧烈。绝缘老化事故会给生产生活带来巨大的经济损失，通过对绝缘局部放电的检测可以有效了解发电机的绝缘状态，提早发现绝缘隐患、提高兆瓦级风力发电机组的可靠性，降低维护成本，减少经济损失，所以针对兆瓦级风力发电机绝缘的局部放电检测技术变得越来越重要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、监测方便、监测灵敏度高、检测准确率高的带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机，包括发电机、多个臭氧传感器、辅助接线盒、接收器、射频监测仪和主控柜，所述发电机上设有多个臭氧传感器，所述辅助接线盒安装在发电机上，所述接收器安装在辅助接线盒内，所述主控柜内设有射频监测仪、显示器和控制器，所有的臭氧传感器的信号输出端均与接收器的输入端相连，接收器的输出端与主控柜内的控制器相连，控制器与显示器相连，所述射频监测仪的输入端与发电机中性线相连，射频监测仪的输出端与控制器相连。

上述带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机中，所述臭氧传感器分别安装在发电机的绕组端部并头套处、绕组端电介质本身的孔隙中、定子绝缘表面和铁心之间的孔隙中、铜导体和对地绝缘的孔隙中、定子槽中电介质本身的孔隙中。

上述带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机还包括储存器，所述储存器与控制器相连。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型在发电机的局部放电多发部位布置了臭氧传感器，通过对臭氧浓度的检测确定发电机在运行中的局部放电强度，从而对发电机绝缘进行有效的监测，监测过程不需要停机，监测更加方便；同时放电电流信号通过中性点接地线流向接地点，射频监测仪也可以监测到局部放电信号的强弱。两种监测手段相结合，监测更加方便，监测结果更为准确；

2、本实用新型在主控柜中设有显示器和储存器，能够在显示器中实时观察到监测到的结果并将监测结果进行存储，操作起来更加方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路连接框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型包括发电机1、多个臭氧传感器2、辅助接线盒3、接收器4、射频监测仪6和主控柜5。

所述臭氧传感器2分别安装在发电机1的绕组端部并头套处、绕组端电介质本身的孔隙中、定子绝缘表面和铁心之间的孔隙中、铜导体和对地绝缘的孔隙中、定子槽中电介质本身的孔隙中，通过对臭氧浓度的检测来确定发电机1在运行中的局部放电强度。相比较传统的离线式电信号局部放电检测方法，通过检测臭氧浓度不需要停机、安装方便。

所述辅助接线盒3安装在发电机1上，辅助接线盒3用来收集和中转臭氧传感器2信号和提供电源端子。

所述接收器4安装在辅助接线盒3内，所述主控柜5内设有射频监测仪6、显示器7、储存器和控制器8，所有的臭氧传感器2的信号输出端均与接收器4的输入端相连，接收器4的输出端与主控柜5内的控制器8相连，控制器8与显示器7、储存器、中控室相连。

所述射频监测仪6的输入端与发电机1中性线相连，射频监测仪6的输出端与控制器8相连。射频监测仪6的传感器安装在低压点处，对系统的影响小，同时由于所有的局部放电信号都会通过中性线，所以可以监测到发电机1整个范围内的局部放电。

本实用新型的工作原理如下：

臭氧传感器2分别检测各自部位的臭氧浓度，并将臭氧浓度信号送至辅助接线盒3内的接收器4中，接收器4将臭氧浓度信号送入主控柜5中的控制器8，同时，发电机1所有的局部放电信号都会通过中性线，射频监测仪6采集中心线的放电信号并送入控制器8，控制器8将接收到的信号送至显示器7、储存器进行显示和储存。

在风力发电机1运行时，控制器8对监测结果设置4个阀值，当主控柜5的控制器8接收到的信号大于第一个阀值时，控制器8发送并保存一个普通警告信号给中控室，报告监测到细微的绝缘问题，做好准备对发电机1绝缘做好补救措施；当主控柜5的控制器8接收到信号大于第二个阀值时，控制器8发送并保存一个警告信号给中控室，要求在一周内对绝缘做好补救措施；当主控柜5的控制器8接收到的信号大于第三个阀值时，控制器8发送并保存一个警告信号给中控室，要求工作人员12小时内进场处理问题；当主控柜5的控制器8接收到的信号大于第四个阀值时，控制器8发送停机指令，并发送一个故障代码给中控室告知停机原因，直至发电机1损害的绝缘层修复好后方能开机。

以上的描述中，阐述的相关细节以便于充分理解本实用新型，凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所进行的任何简单修改，等同变化及修饰，均仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机，其特征在于：包括发电机、多个臭氧传感器、辅助接线盒、接收器、射频监测仪和主控柜，所述发电机上设有多个臭氧传感器，所述辅助接线盒安装在发电机上，所述接收器安装在辅助接线盒内，所述主控柜内设有射频监测仪、显示器和控制器，所有的臭氧传感器的信号输出端均与接收器的输入端相连，接收器的输出端与主控柜内的控制器相连，控制器与显示器相连，所述射频监测仪的输入端与发电机中性线相连，射频监测仪的输出端与控制器相连。

2.如权利要求1所述的带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机，其特征在于：所述臭氧传感器分别安装在发电机的绕组端部并头套处、绕组端电介质本身的孔隙中、定子绝缘表面和铁心之间的孔隙中、铜导体和对地绝缘的孔隙中、定子槽中电介质本身的孔隙中。

3.如权利要求1所述的带有绝缘在线监测功能的兆瓦级风力发电机，其特征在于：还包括储存器，所述储存器与控制器相连。