CN214895549U - 一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置 - Google Patents

Abstract

一种用于风电变桨高低电压穿越的控制检测装置，包括主电源开关、第一主电源接触器、第二主电源接触器、第三主电源接触器、第一控制器、第二控制器、DO控制卡、电压采集单元、电网调节器、电压控制调节器以及直流电源，所述主电源开关的输入侧连接电网，主电源开关输出连接电压控制调节器的一次侧，电压控制调节器的二次侧输出L1连接到第一主电源接触器的进线端、L2连接到第二主电源接触器的进线端和L3连接到第三主电源接触器的进线端，第一主电源接触器、第二主电源接触器以及第三主电源接触器的输出端连接到变桨控制系统的输入端。本实用新型可以满足一套变桨系统完成高低压功能测试，可以完成缺相、电压不平衡功能测试。

Description

一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置

技术领域

本实用新型属于变桨系统技术领域，涉及一种用变桨高低压穿越的控制检测装置。

背景技术

变桨系统在设计时，系统应具备在电网缺相、不平衡、掉电、过压时，系统能自动投入后备电源完成安全顺桨,能够实现电网与后备电源供电的平稳过渡。高低压穿越的控制测试装置是方便验证系统是否满足设计的具备高低穿功能的装置，可以在线设置需要验证的电压等级、电压形式并且可以实时监测变桨系统加载的电压。

每套变桨系统在出厂之前都要对系统是否满足高低压功能进行测试，为了有效可靠地测试系统特性，一般大型的生产或使用变桨系统的厂家也都有高低压测试装置。当进行大批量的变桨系统出厂测试时普通手动调节电压大小、采用传统示波器采集变桨系统电压的方式，势必会造成大量人力、物力的占用消耗，因此进行可在线设置电压、实时采集监控系统电压大小、实时采集变桨系统状态信息是很有必要的。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提出一种用于风电变桨高低压穿越的控制测试装置，该测试装置可在线设置需要验证变桨系统的电压等级模式，在线设置系统需验证的缺相、电压不平衡等情况，并且可以实时监测系统电压情况及变桨系统状态信息的反馈。

本实用新型采用以下技术方案：

一种用于风电变桨高低压穿越的控制测试装置，包括主电源开关、第一主电源接触器、第二主电源接触器、第三主电源接触器、第一控制器、第二控制器、DO控制卡、电压采集单元、电网调节器、电压控制调节器以及直流电源，

所述主电源开关的输入侧连接电网，主电源开关输出连接电压控制调节器的一次侧，电压控制调节器的二次侧输出L1连接到第一主电源接触器的进线端、L2连接到第二主电源接触器的进线端和L3连接到第三主电源接触器的进线端，第一主电源接触器、第二主电源接触器以及第三主电源接触器的输出端连接到变桨控制系统的输入端，直流电源通过空气开关连接到网侧；

所述电网调节器通过CAN通讯与第一控制器的单元扩展的CAN主站模块相连接；

所述DO控制卡和第一控制器相连接；

所述电压采集单元，第一主电源接触器、第二主电源接触器、第三主电源接触器的第一端口(5)分别接到电压控制调节器的二次侧，第一主电源接触器、第二主电源接触器和第三主电源接触器的第二端口分别连接到电压采集单元，第二控制器通过CAN通讯与第一控制器的CAN主站模块相连接，

其中，CAN为控制器局域网，DO为防御命令。

所述高压为大于520V，低压为低于320V。

所述高低电压穿越的控制检测装置还包括急停按钮和运行指示灯。

所述DO控制卡输出连接三个主电源接触器线圈的A1端口。

所述三个主电源接触器线圈的A2端口通过短接线串联的方式短接在一起并串联接到急停按钮直流电源之间。

所述运行指示灯串接在DO控制卡输出和直流电源之间。

所述高低电压穿越的控制测试装置中主电源开关、急停按钮和运行指示灯均安装于电控柜台面，其余器件均安装在电控柜内部。

所述高低电压穿越的控制测试装置还包括回拉式弹簧端子，回拉式弹簧端子安装在主电源与直流电源之间。

当采集变桨系统电压时，第一主电源接触器、第二主电源接触器以及第三主电源接触器的第三端口(1)与第一端口(5)短接，第一主电源接触器、第二主电源接触器和第三主电源接触器的第二端口(6)作为电压采集的输入。

所述高低电压穿越的控制测试装置还包括第一控制器，第一主控制器的从站包括电压采集单元、电压控制单元和变桨系统，三个从站并行挂接在总线上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型中的PLC控制器与现有技术中用于风力发电机组电动变桨距系统高低压穿越的控制测试装置中的PLC功能一致，只是用于实现已知的基本功能。

本实用新型中的PLC控制器对电压调节单元的电压控制及电压采集单元进行了特殊的程序设计，本实用新型特殊的程序设计与前述的硬件结构相结合以实现有益的技术效果。

本实用新型采用硬件独立响应方式，增加危险部位防护，其中电压调节单元使用带隔离的变压器，确保系统发生故障和低压用电时不会对人身财产安全造成损害。

本实用新型采用三个主电源接触器分别控制L1/L2/L3三相电源，方便有效的实现任意单相、两相、三相的低穿、高穿测试功能。

本实用新型采集变桨系统电压时，分别将三个主接触器入口处的第三端口与第一端口进行短接处理，主接触器第二端口作为电压采集的输入，节约了三个辅助模块的使用，同时保证了电压采集的同步性。

本实用新型将电压采集单元和电压控制单元、变桨系统同时设置为主控制单元的从站，实验进行时，可以通过主控制单元一次性将所有的电压信息、变桨系统信息融合到一起，极大的方便了数据分析，可以快速的判定变桨系统高低穿性能指标。

附图说明

图1为本控制测试装置的各部件连接关系示意图；

图2为本控制测试装置的电气原理示意图；

图3为本控制测试装置的系统通讯方式示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型精神，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它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型的高低电压穿越的控制测试装置各部件连接关系如图1所示，用于风电变桨高低电压穿越的控制测试装置，包括作为上位机的工业级触控一体机PC用于进行人机交互界面控制，包含2A1模拟主控制单元，EL2008主接触器器控制单元，通讯主站EL6751信息采集单元，BX5100从站6A1控制单元，KL3403用于进行三相电压检测的信号采集卡，7A1电压控制单元，7T0步进电机输出控制单元，A/B/C三台变桨试验箱连接的主电源及三台通讯功能相同的5T0变桨数据通讯传输单元。

其中，CX9100控制器为第一控制器，BX5100控制器为第二控制器，电压采集单元为KL3403电压采集单元。

工业级触控一体机PC作为上位机与PLC控制器通过TCP/IP通讯方式T 控制整个平台运转，测试人员通过操作工业级触控一体机PC安装的上位机界面来启动平台上电，实验测控设备在紧急故障情况下断开1Q1紧急停止开关快速停止测试装置工作，保障人身财产安全。

本实用新型的系统电气原理如图2所示，操作台内部安装主要的电控器件，包括主电源开关-1Q1、直流电源-1F4，电压控制单元开关-1F5、AC/DC直流电源、熔断器保险1F6，三台主电源接触器,PLC控制器-2A1、电压调节变压器，控制步进电机进行电压调节的驱动单元7T0，DO输出控制的EL2008卡，作为从站控制6A1，三相电压采集器KL3403等部件。三相交流电源通过1Q1 开关，连接到变压器一次侧，变压器二次侧输出的三相电压分别通过熔断器保险1F6后接到三台主接触器的1号接线端，每台主接触器的1与3分别进行短接，三台主接触器的2号接线端作为变桨系统供电的L1/L2/L3三相电压的输入，三台主接触器的6号接线端分别接到KL3403电压采集卡上，实时读取变桨系统的电压值；1Q4开关的6号接线端输出一相L3电压后分为两路，一路通过1F4控制接到ACDC直流电24V电源上，另外一路通过1F5空开给电压调节控制模块7T0供电；直流24V输出后分为三路，一路给主控制单元PLC供电，一路给电压采集单元PLC供电，另外一路给电压调节控制单元供电。

PLC控制器-2A1通过EL2008数字量输出24VDC回路控制相应继电器吸合断开来控制接触器动作完成变桨系统三相电的控制。

系统通讯方式如图3所示，本实用新型中工业级触控一体机PC作为上位机主要完成测试工作模式选择、缺相模式选择、测试高低穿时间设置、测试三相电压高低设置和测试过程中的状态参数显示及变桨系统数据显示。其中测试工作模式有两种分别是低穿、高穿，缺相模式选择分为六种模式选择，分别是单相缺相(三种)、两相缺相(两种)、三相缺相，通过上位机界面选择测试工作模式、工作电压、缺相模式、测试时间后通过TCP/IP通讯T下发到PLC控制器-2A1，PLC控制器-2A1再通过CANopen通讯C将指令同时传输给7A1电网电压调节单元，PLC控制器2A1通过EL2008控制三个主接触器K1、K2、 K3来实现相应缺相模式及高低穿实验时间。PLC控制器通过CANopen通讯模块EL6751与从站PLC控制器6A1进行通讯，实时读取变桨系统试验电压；

PLC控制器通过CANopen通讯模块EL6751与三台变桨控制5T0相连，实时采集变桨系统数据。

系统通讯EL6751作为从站，其它6A1、7A1三台变桨设备为从站，主站将接收的上位机指令通过CANopen通讯C下发到相应从站设备，从站则将各自监控状态上传到PLC控制器，PLC控制器再将CANopen通讯接收的系统监控信息通过通讯T传回上位机界面。

上位机可以实时显示高低压穿越的控制测试装置的数据及变桨系统数据，将所有采集的数据进行了集中处理，快速的确定变桨系统是否满足预设模式下的功能。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置，包括主电源开关、第一主电源接触器、第二主电源接触器、第三主电源接触器、第一控制器、第二控制器、DO控制卡、电压采集单元、电网调节器、电压控制调节器以及直流电源，其特征在于：

所述主电源开关的输入侧连接电网，主电源开关输出连接电压控制调节器的一次侧，电压控制调节器的二次侧输出L1连接到第一主电源接触器的进线端、L2连接到第二主电源接触器的进线端和L3连接到第三主电源接触器的进线端，第一主电源接触器、第二主电源接触器以及第三主电源接触器的输出端连接到变桨控制系统的输入端，直流电源通过空气开关连接到网侧；

所述电网调节器通过CAN通讯与第一控制器的单元扩展的CAN主站模块相连接；

所述DO控制卡和第一控制器相连接；

所述电压采集单元，第一主电源接触器、第二主电源接触器、第三主电源接触器的第一端口(5)分别接到电压控制调节器的二次侧，第一主电源接触器、第二主电源接触器和第三主电源接触器的第二端口分别连接到电压采集单元，第二控制器通过CAN通讯与第一控制器的CAN主站模块相连接，

其中，CAN为控制器局域网，DO为防御命令。

2.根据权利要求1所述的一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置，其特征在于：

高低压穿越中高压为大于520V，低压为低于320V。

3.根据权利要求1所述的一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置，其特征在于：

所述高低压穿越的控制检测装置还包括急停按钮和运行指示灯。

4.根据权利要求1所述的一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置，其特征在于：

所述DO控制卡输出连接三个主电源接触器线圈的A1端口。

5.根据权利要求4所述的一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置，其特征在于：

所述三个主电源接触器线圈的A2端口通过短接线串联的方式短接在一起并串联接到急停按钮直流电源之间。

6.根据权利要求3所述的一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置，其特征在于：

所述运行指示灯串接在DO控制卡输出和直流电源之间。

7.根据权利要求3所述的一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置，其特征在于：

所述高低压穿越的控制测试装置中主电源开关、急停按钮和运行指示灯均安装于电控柜台面，其余器件均安装在电控柜内部。

8.根据权利要求1所述的一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置，其特征在于：

所述高低压穿越的控制测试装置还包括回拉式弹簧端子，回拉式弹簧端子安装在主电源与直流电源之间。

9.根据权利要求1所述的一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置，其特征在于：

当采集变桨系统电压时，第一主电源接触器、第二主电源接触器以及第三主电源接触器的第三端口(1)与第一端口(5)短接，第一主电源接触器、第二主电源接触器和第三主电源接触器的第二端口(6)作为电压采集的输入。

10.根据权利要求1所述的一种用于风电变桨高低压穿越的控制检测装置，其特征在于：

所述高低压穿越的控制测试装置还包括第一控制器，第一主控制器的从站包括电压采集单元、电压控制单元和变桨系统，三个从站并行挂接在总线上。

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