CN213846327U - 一种用于风力发电机的直流led照明系统 - Google Patents

一种用于风力发电机的直流led照明系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种用于风力发电机的直流LED照明系统，包括集中供电箱、照明电源控制箱和多个LED照明灯。照明电源控制箱安装在塔筒底部并具有与集中供电箱的220V交流电源输出端连接的220V输入端；该照明电源控制箱内安装均与220V交流电源输入端连接的主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器、分别与主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器的直流电输出端连接的储能电池组以及分别与主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器的直流电输出端连接的集成LED照明灯控制器；多个LED照明灯分布在塔筒各层和塔顶机舱内并均与集成LED控制器的输出端连接。本实用新型不仅能降低设备成本，还能提高系统的可靠性。

Description

一种用于风力发电机的直流LED照明系统
技术领域
本实用新型涉及一种用于风力发电机的直流LED照明系统。
背景技术
近几年国内风力发电机的装机量的不断提高，国家电网对风力发电机的安全稳定性要求也越来越高，并对风力发电机的照明装置有以下特殊要求：宽温(摄氏-40度至+60度)工作，防水、防尘、防盐雾、抗震动、防爆等要求。照明装置具有较高的强度和耐腐蚀性。
目前的风力发电机是采用220V交流电供电给个塔层和机舱内的LED照明灯，每个LED灯都需要配置小功率的AC/DC转换器，以将220V交流电转换为24V或36V直流电供给LED照明灯。由于风力发电机的照明故障大部分源于单个灯具的电子线路部分，应急灯故障还源于蓄电池部分。在极高或极低的环境温度环境下，或者盐雾和水汽侵蚀，或者长期的震动等等，都会导致上述部件损坏或部分失效和故障。由于风力发电机的塔层高度达到几十米，因此安装、运行和维护都比较困难。若要提高可靠性，必须采用特殊的结构设计和热管理，使得成本大幅提高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种用于风力发电机的直流LED照明系统，它不仅能降低设备成本和维运成本，还能大幅提高系统的可靠性。
本实用新型的目的是这样实现的：一种用于风力发电机的直流LED照明系统，包括集中供电箱、照明电源控制箱和多个LED照明灯；其中，
所述集中供电箱安装在风力发电机的塔筒底部并具有220V交流电源输出端；
所述照明电源控制箱也安装在风力发电机的塔筒底部并具有与集中供电箱的220V交流电源输出端连接的220V交流电源输入端；该照明电源控制箱内安装主AC/DC转换器、热备份AC/DC转换器、储能电池组和集成LED照明灯控制器；其中，所述主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器均与220V交流电源输入端连接；所述储能电池组分别与主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器的直流电输出端连接；所述集成LED照明灯控制器分别与主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器的直流电输出端连接；
多个所述LED照明灯分布在风力发电机的塔筒各层和塔顶机舱内并均与所述集成LED控制器的输出端连接；每个LED照明灯包括封闭结构的罩壳、固定在罩壳内的金属背板和直接粘合在金属背板上的LED发光模组，LED发光模组的直流输入接口和输出接口一一对应地引到罩壳的两侧面上。
上述的用于风力发电机的直流LED照明系统，其中，所述储能电池组通过电池管理系统BMS分别与主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器的直流电输出端连接。
上述的用于风力发电机的直流LED照明系统，其中，所述照明电源控制箱内还安装箱内温度维持模块，该箱内温度维持模块与220V电源输入端连接。
上述的用于风力发电机的直流LED照明系统，其中，多个所述LED照明灯通过布线系统与集成LED控制器的直流电输出端连接。
本实用新型的用于风力发电机的直流LED照明系统具有以下特点：
1)LED单灯免维护：由于单个照明灯除LED发光模组外无其它电子元器件，而LED发光模组的耐候性极高，因此可大幅提升单灯可靠性，并大幅降低单灯成本；
2)在失去交流电源时能点亮所有的单灯：塔底的照明电源控制箱内具有大容量的储能电池组作为后备电源，可满足所有单灯的应急电源供应，并且可按需做到一定的冗余度；
3)系统可靠性高：照明电源控制箱内安装技术成熟的大功率主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器，能做到100％的在线冗余；相比传统的每个单灯均要使用小功率的AC/DC转换器，能达到更高的电转换效率，以及更高的系统可靠性；
4)总体成本更低：由于单灯成本大幅降低，照明电源控制箱的成本可根据客户要求进行定制化模块化配置，在实现传统照明同等功能的前提下，能大幅节省初装成本，同时，还能简化后期的维护检修，可大幅度削减运维成本，使得总体成本更低。
附图说明
图1是本实用新型的用于风力发电机的直流LED照明系统的结构框图；
图2是本实用新型的用于风力发电机的直流LED照明系统中的照明电源控制箱的结构框图；
图3是本实用新型的用于风力发电机的直流LED照明系统中的LED照明灯的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
请参阅图1至图3，本实用新型的用于风力发电机的直流LED照明系统，包括集中供电箱1、照明电源控制箱2和多个LED照明灯3。
集中供电箱1是每台风力发电机必须配备的装置，它安装在风力发电机的塔筒底部并具有专供照明系统使用的220V交流电源输出端；
照明电源控制箱2具备了交流到直流的转换、应急照明电源的储能和各路照明的集中控制等功能，该照明电源控制箱2也安装在风力发电机的塔筒底部并具有与集中供电箱1的220V交流电源输出端连接的220V交流电源输入端；该照明电源控制箱2内安装主AC/DC转换器21、热备份AC/DC转换器22、储能电池组23、箱内温度维持模块24和集成LED照明灯控制器25；其中，主AC/DC转换器21和热备份AC/DC转换器22均与220V交流电源输入端连接；储能电池组23通过电池管理系统BMS230分别与主AC/DC转换器21和热备份AC/DC转换器22的直流电输出端连接；箱内温度维持模块24与220V交流电源输入端连接；集成LED照明灯控制器25分别与主AC/DC转换器21和热备份AC/DC转换器22的直流电输出端连接；
多个LED照明灯3分布在风力发电机的塔筒各层和塔顶机舱内并通过布线系统与集成LED控制器25的输出端连接；布线系统的布线方式采用双绞线或平行线。如果是对现有风力发电机改造，可直接借用现有的交流供电线路。
每个LED照明灯3包括封闭结构的罩壳、固定在罩壳内的金属背板31和直接粘合在金属背板31上的LED发光模组32；LED发光模组32的直流输入接口和输出接口一一对应地引到罩壳的两侧面上。封闭结构的罩壳能防尘、防水、防盐雾，并具有抗震动和防爆的特点；金属背板31能使LED发光模组32得到散热。
由于风力发电机的塔筒的高度达到几十米，安装在塔筒底部的照明电源控制箱2需要供电给位于塔筒上层的LED照明灯3，势必会造成电压衰减，达不到LED照明灯3的驱动电压，因此在每个LED照明灯3的直流输入接口再连接一个恒流电源或调压器4作为补偿。
照明电源控制箱2中安装的箱内温度维持模块24采用空调器，并在照明电源控制箱2的箱壁上开设通风孔；箱内温度维持模块24监控照明电源控制箱2内的温度，在温度过低时加热，过高时散热，使照明电源控制箱2内温度维持于-10℃到+45℃之间，主要使储能电池组22即锂离子电池能启动供电。
本实用新型的用于风力发电机的直流LED照明系统，通过安装在塔筒底部的集中供电箱1给照明电源控制箱2提供220V交流电，由照明电源控制箱2中的主AC/DC转换器21和热备份AC/DC转换器22将220V交流电转换为24V或30V直流电，由24V或30V直流电驱动集成LED照明灯控制器25，再由集成LED照明灯控制器25控制整个风力发电机的LED照明灯。
相对于目前风力发电机上使用的交流电供电LED照明，本实用新型的用于风力发电机的直流LED照明系统具有以下特点：
1)LED单灯免维护：由于单个照明灯除LED灯具外无其它电子元器件，而LED发光模组的耐候性极高，因此可大幅提升单灯可靠性，并大幅降低单灯成本；
2)在失去交流电源时能点亮所有的单灯：塔底的照明电源控制箱2内具有大容量的储能电池组23作为后备电源，可满足所有LED单灯的应急电源供应，并且可按需做到一定的冗余度，并且通过电池管理系统BMS230能在储能电池组23内的电量不足时充电；当外电出现故障时，能启动储能电池组23内的电量对系统进行供电；
3)系统可靠性高：照明电源控制箱2内安装技术成熟的大功率主AC/DC转换器21和热备份AC/DC转换器22，能做到100％的在线冗余；相比传统的每个单灯均要使用小功率的AC/DC转换器，能达到更高的电转换效率，以及更高的系统可靠性；
4)总体成本更低：由于单灯成本大幅降低，照明电源控制箱2的成本可根据客户要求进行定制化模块化配置，在实现传统照明同等功能的前提下，能大幅节省初装成本，同时，还能简化后期的维护检修，可大幅度削减运维成本，使得总体成本更低。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (4)

1.一种用于风力发电机的直流LED照明系统，包括集中供电箱、照明电源控制箱和多个LED照明灯；其特征在于，
所述集中供电箱安装在风力发电机的塔筒底部并具有220V交流电源输出端；
所述照明电源控制箱也安装在风力发电机的塔筒底部并具有与集中供电箱的220V交流电源输出端连接的220V交流电源输入端；该照明电源控制箱内安装主AC/DC转换器、热备份AC/DC转换器、储能电池组和集成LED照明灯控制器；其中，所述主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器均与220V交流电源输入端连接；所述储能电池组分别与主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器的直流电输出端连接；所述集成LED照明灯控制器分别与主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器的直流电输出端连接；
多个所述LED照明灯分布在风力发电机的塔筒各层和塔顶机舱内并均与所述集成LED控制器的输出端连接；每个LED照明灯包括封闭结构的罩壳、固定在罩壳内的金属背板和直接粘合在金属背板上的LED发光模组，LED发光模组的直流输入接口和输出接口一一对应地引到罩壳的两侧面上。
2.根据权利要求1所述的用于风力发电机的直流LED照明系统，其特征在于，所述储能电池组通过电池管理系统BMS分别与主AC/DC转换器和热备份AC/DC转换器的直流电输出端连接。
3.根据权利要求1所述的用于风力发电机的直流LED照明系统，其特征在于，所述照明电源控制箱内还安装箱内温度维持模块，该箱内温度维持模块与220V电源输入端连接。
4.根据权利要求1所述的用于风力发电机的直流LED照明系统，其特征在于，多个所述LED照明灯通过布线系统与集成LED控制器的直流电输出端连接。
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