CN208782465U - 一种风力发电机组弧光保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于风电机组技术领域，提供了一种风力发电机组弧光保护装置，包括：主控单元和弧光单元，主控单元与弧光单元电连接，风力发电机组包括发电机、变流器和变压器，发电机输出端与所述变流器电连接，变流器通过变压器并入电网中，变压器设有高压开关柜和低压开关柜，发电机输出端以及变流器的输入端均设有第一弧光传感器，第一弧光传感器与弧光单元电连接，变流器中设有断路器，断路器与主控单元电连接。本实用新型通过在风力发电机组的发电机、变流器、高低压开关柜和变压器等位置安装弧光传感器，采集故障时的电弧光信号，通过光纤传送到弧光单元及主控单元，主控单元立即发出跳闸指令给断路器，在100ms内断开风力发电机组。

Description

一种风力发电机组弧光保护装置

技术领域

本实用新型涉及风电机组技术领域，具体涉及一种风力发电机组弧光保护装置。

背景技术

电力系统中一旦发生故障，就会产生巨大的电弧光，电弧光发生时产生很大的光能量辐射和很高的温度辐射，这些辐射对电力系统有着很大的破坏作用，有时还会造成操作人员的伤亡事故。电弧光的危害程度取决于电弧光的持续时间，所以只要能够快速的限制或者切断系统电源就可以有效地减低电弧光造成的损害。

风力发电机组中低压母线没有设置电弧光保护，只是采用了简单短路保护，由于绝缘降低、电缆接触松动、人员误操作等容易产生电弧光，短路保护动作速度慢，一般为300ms-500ms，往往会延长故障切除时间，产生燃烧、过电流等，造成设备损坏，甚至人身伤害。

现有技术中公开了一种风力发电机组电控柜内的闪弧保护装置(申请号：201220276722.6)，包括安装在风力发电机组电控柜内用来检测柜内弧光的多个弧光传感器，分别连接所述多个弧光传感器的弧闪控制单元，用于根据任何一个弧光传感器检测到的弧光信号，发出切断主回来电源或者一个支路电源的控制信号。但是，上述专利是在风力发电机组电控柜内用来检测柜内弧光的多个弧光传感器，典型的保护动作时间过长，不能起到有效的保护作用。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种风力发电机组弧光保护装置，以根据监测位置不同实现单弧光判据原理的弧光保护。

本实用新型提供的风力发电机组弧光保护装置，包括：主控单元和弧光单元，所述主控单元与所述弧光单元电连接，风力发电机组包括发电机、变流器和变压器，所述发电机的输出端与所述变流器电连接，所述变流器通过所述变压器并入电网中，所述变压器的高压侧设有高压开关柜，所述变压器的低压侧设有低压开关柜，所述发电机的输出端以及所述变流器的输入端均设有第一弧光传感器，所述第一弧光传感器与所述弧光单元电连接，所述变流器中设有断路器，所述断路器与所述主控单元电连接。

可选地，所述发电机包括定子和转子，所述变流器包括机侧变流器和网侧变流器，所述定子与所述网侧变流器电连接，所述转子与所述机侧变流器电连接，所述机侧变流器的输入端以及所述网侧变流器的输入端均设有第一弧光传感器，所述机侧变流器的输入端以及所述网侧变流器的输入端均设有断路器。

可选地，所述机侧变流器的输出端以及所述网侧变流器的输出端均设有第二弧光传感器，所述第二弧光传感器与所述主控单元电连接，所述机侧变流器的输出端以及所述网侧变流器的输出端均设有断路器。

可选地，所述机侧变流器和所述网侧变流器的输出端均与所述低压开关柜电连接，所述低压开关柜内设有两个第二弧光传感器并分别与所述机侧变流器和所述网侧变流器的输出端电连接，所述低压开关柜内设有两个断路器并分别与所述机侧变流器和所述网侧变流器的输出端电连接。

可选地，所述变压器的输入端和输出端各设有第二弧光传感器。

可选地，所述高压开关柜的输出端设有第二弧光传感器，所述高压开关柜内设有断路器。

可选地，还包括与所述变压器相连的电流互感器以及与所述电流互感器电连接的电流单元，所述电流单元与所述主控单元电连接。

可选地，所述断路器为输出继电器。

本实用新型的技术效果：

1.本实用新型通过在风力发电机组的发电机、变流器、高压开关柜、低压开关柜和变压器等位置安装弧光传感器，采集故障时的电弧光信号，通过光纤传送到弧光单元及主控单元，主控单元立即发出跳闸指令给断路器，在100ms内断开风力发电机组。

2.本实用新型可以根据监测位置不同实现单弧光判据原理的弧光保护，以实现风力发电机组保护。

3.本实用新型采用电弧检测，能够实现断路器的快速断开，避免事故扩大，实现对设风力发电机组和人员的保护。

4.本实用新型可以结合原有的过流保护装置，可以实现弧光、电流双判据原理的弧光保护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本实用新型实施例所提供的风力发电机组弧光保护装置的电路图。

附图标记：

第一弧光传感器-1；第二弧光传感器-2；断路器-3；弧光单元-4；发电机-5；变压器-6；机侧变流器-7；网侧变流器-8；高压开关柜-9；低压开关柜-10；主控单元-11；定子-12；转子-13；电流互感器-14；电流单元-15

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

图1示出了本实用新型实施例所提供的风力发电机组弧光保护装置的电路图。参见图1，本发明实施例提供了一种风力发电机组弧光保护装置，包括：主控单元11和弧光单元4，所述主控单元11与所述弧光单元4电连接，风力发电机组包括发电机5、变流器和变压器6，所述发电机5的输出端与所述变流器电连接，所述变流器通过所述变压器6并入电网中，所述变压器6的高压侧设有高压开关柜9，所述变压器6的低压侧设有低压开关柜10，所述发电机5的输出端以及所述变流器的输入端均设有第一弧光传感器1，所述第一弧光传感器1与所述弧光单元4电连接，所述变流器中设有断路器3，所述断路器3与所述主控单元11电连接。

本实用新型通过在风力发电机组的发电机5、变流器、高压开关柜9、低压开关柜10和变压器6等位置安装弧光传感器，采集故障时的电弧光信号，通过光纤传送到弧光单元4及主控单元11，主控单元11立即发出跳闸指令给断路器3，在100ms内断开风力发电机组。

参见图1，所述发电机5包括定子12和转子13，所述变流器包括机侧变流器7和网侧变流器8，所述定子12与所述网侧变流器8电连接，所述转子13与所述机侧变流器7电连接，所述机侧变流器7的输入端以及所述网侧变流器8的输入端均设有第一弧光传感器1，所述机侧变流器7的输入端以及所述网侧变流器8的输入端均设有断路器3。

参见图1，所述机侧变流器7的输出端以及所述网侧变流器8的输出端均设有第二弧光传感器2，所述第二弧光传感器2与所述主控单元11电连接，所述机侧变流器7的输出端以及所述网侧变流器8的输出端均设有断路器3。

参见图1，所述机侧变流器7和所述网侧变流器8的输出端均与所述低压开关柜10电连接，所述低压开关柜10内设有两个第二弧光传感器2并分别与所述机侧变流器7和所述网侧变流器8的输出端电连接，所述低压开关柜10内设有两个断路器3并分别与所述机侧变流器7和所述网侧变流器8的输出端电连接。

参见图1，所述变压器6的输入端和输出端各设有第二弧光传感器2。

参见图1，所述高压开关柜9的输出端设有第二弧光传感器2，所述高压开关柜9内设有断路器3。

参见图1，还包括与所述变压器6相连的电流互感器14以及与所述电流互感器14电连接的电流单元15，所述电流单元15与所述主控单元11电连接。

电流互感器14用于实时检测变压器6的电流情况，其信号输出端与电流单元15相连。

本实用新型通过第一弧光传感器1和第二弧光传感器2对风力发电机组各个部位进行弧光检测，通过电流互感器14实时监测风力发电机组的电流，通过电流和弧光两个因素，当同时检测到弧光和电流增量时发出跳闸命令。当风力发电机组发生故障时，弧光传感器将光信号转化为电信号，直接或间接传给主控单元11，再通过检测电流增量且达到启动值时，向断路器3发出跳闸信号。

其中，所述断路器3为输出继电器。

本实用新型可以根据监测位置不同实现单弧光判据原理的弧光保护，以实现风力发电机组保护。

本实用新型采用电弧检测，能够实现断路器3的快速断开，避免事故扩大，实现对设风力发电机组和人员的保护。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种风力发电机组弧光保护装置，其特征在于，包括：主控单元和弧光单元，所述主控单元与所述弧光单元电连接，风力发电机组包括发电机、变流器和变压器，所述发电机的输出端与所述变流器电连接，所述变流器通过所述变压器并入电网中，所述变压器的高压侧设有高压开关柜，所述变压器的低压侧设有低压开关柜，所述发电机的输出端以及所述变流器的输入端均设有第一弧光传感器，所述第一弧光传感器与所述弧光单元电连接，所述变流器中设有断路器，所述断路器与所述主控单元电连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组弧光保护装置，其特征在于，所述发电机包括定子和转子，所述变流器包括机侧变流器和网侧变流器，所述定子与所述网侧变流器电连接，所述转子与所述机侧变流器电连接，所述机侧变流器的输入端以及所述网侧变流器的输入端均设有第一弧光传感器，所述机侧变流器的输入端以及所述网侧变流器的输入端均设有断路器。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组弧光保护装置，其特征在于，所述机侧变流器的输出端以及所述网侧变流器的输出端均设有第二弧光传感器，所述第二弧光传感器与所述主控单元电连接，所述机侧变流器的输出端以及所述网侧变流器的输出端均设有断路器。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组弧光保护装置，其特征在于，所述机侧变流器和所述网侧变流器的输出端均与所述低压开关柜电连接，所述低压开关柜内设有两个第二弧光传感器并分别与所述机侧变流器和所述网侧变流器的输出端电连接，所述低压开关柜内设有两个断路器并分别与所述机侧变流器和所述网侧变流器的输出端电连接。

5.根据权利要求3所述的风力发电机组弧光保护装置，其特征在于，所述变压器的输入端和输出端各设有第二弧光传感器。

6.根据权利要求3所述的风力发电机组弧光保护装置，其特征在于，所述高压开关柜的输出端设有第二弧光传感器，所述高压开关柜内设有断路器。

7.根据权利要求1所述的风力发电机组弧光保护装置，其特征在于，还包括与所述变压器相连的电流互感器以及与所述电流互感器电连接的电流单元，所述电流单元与所述主控单元电连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的风力发电机组弧光保护装置，其特征在于，所述断路器为输出继电器。