CN220552915U - 绝缘监测装置和风电机组 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种绝缘监测装置和风电机组，以实时监测风电机组的发电机绝缘情况，从而保证电力设备稳定运行。该绝缘监测装置包括信号发生器、测量电阻、控制器和通信模块；所述测量电阻的第一端通过地线与所述风电机组的发电机外壳连接，所述信号发生器的信号输出端连接在所述测量电阻的第一端与地线之间的第一连接线上，所述测量电阻的第二端用于通过三相电源线与所述风电机组的发电机绕组连接；所述控制器用于采集所述测量电阻的第一端和所述测量电阻的第二端之间的电压，并输出所述电压对应的绝缘阻值；所述通信模块用于将所述绝缘阻值发送给绝缘分析系统。
Description
技术领域
本公开涉及发电机技术领域，具体地，涉及一种绝缘监测装置和风电机组。
背景技术
风电机组的发电机在工作时，因电力设备在制造过程中可能存在技术水平不足或制造工艺低下，以及工作环境温度、湿度和机械震动等原因，会造成发电机绝缘老化对地阻抗下降，轻则带来非计划停电维修停机，影响正常生产，重则带来人员伤亡，造成重大损失。
相关技术中，发电机绝缘检测依靠外部人工检查和定期的离线实验维护，这种方式无法保证电力设备稳定运行。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种绝缘监测装置和风电机组，以实时监测风电机组的发电机绝缘情况，从而保证电力设备稳定运行。
为了实现上述目的，第一方面，本公开提供一种绝缘监测装置，应用于风电机组，包括信号发生器、测量电阻、控制器和通信模块；
所述测量电阻的第一端通过地线与所述风电机组的发电机外壳连接，所述信号发生器的信号输出端连接在所述测量电阻的第一端与地线之间的第一连接线上，所述测量电阻的第二端用于通过三相电源线与所述风电机组的发电机绕组连接；
所述控制器用于采集所述测量电阻的第一端和所述测量电阻的第二端之间的电压，并输出所述电压对应的绝缘阻值；
所述通信模块用于将所述绝缘阻值发送给绝缘分析系统。
可选地，所述绝缘监测装置还包括滤波电路；
所述测量电阻的第二端用于通过三相电源线与所述风电机组的发电机绕组连接，包括：
所述测量电阻的第二端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端用于通过所述三相电源线与所述风电机组的发电机绕组连接。
可选地，所述测量电阻的第一端通过地线与所述风电机组的发电机外壳连接，包括：
所述绝缘监测装置的外壳连接地线，所述测量电阻的第一端与所述绝缘监测装置的外壳连接。
可选地，所述绝缘监测装置还包括电源模块，所述电源模块用于向所述信号发生器供电。
可选地，所述绝缘监测装置还包括蜂鸣器；
所述通信模块还用于将所述绝缘分析系统发送的使能控制信号发送给所述蜂鸣器，所述蜂鸣器示警，其中所述使能控制信号表征所述风电机组的发电机存在绝缘故障。
可选地，所述绝缘监测装置还包括报警指示灯；
所述通信模块还用于将所述绝缘分析系统发送的所述使能控制信号发送给所述报警指示灯，所述报警指示灯示警。
可选地，所述绝缘监测装置还包括显示模块；
所述通信模块还用于将所述绝缘分析系统发送的绝缘故障信息发送给所述显示模块，所述显示模块显示所述绝缘故障信息。
可选地，所述绝缘分析系统为风电SCADA系统。
可选地，所述通信模块包括HMI接口，所述HMI接口用于连接所述风电SCADA系统。
第二方面，本公开还提供一种风电机组，包括第一方面任一项所述的绝缘监测装置。
采用上述技术方案，至少可以达到如下的有益技术效果：
通过上述技术方案，提供一种绝缘监测装置，可以应用于风电机组，包括信号发生器、测量电阻、控制器和通信模块。其中，测量电阻的第一端通过地线与风电机组的发电机外壳连接，信号发生器的信号输出端连接在测量电阻的第一端与地线之间的第一连接线上，测量电阻的第二端用于通过三相电源线与风电机组的发电机绕组连接。控制器用于采集测量电阻的第一端和测量电阻的第二端之间的电压，并输出电压对应的绝缘阻值。通信模块用于将绝缘阻值发送给绝缘分析系统。采用本公开这种绝缘监测装置可以实时监测风电机组的发电机绝缘情况，保证电力设备安全、稳定的运行。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测装置的结构示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测装置的结构示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测装置的结构示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测装置的结构示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测装置的结构示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测装置的结构示意图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测装置的工作原理图。
附图标记说明
101-信号发生器 102-测量电阻
103-控制器 104-通信模块
201-滤波电路 301-电源模块
401-蜂鸣器 501-报警指示灯
601-显示模块
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
正如背景技术所言，相关技术中，当前发电机组定期检测及维护，但仅依靠设备外部检查和定期的离线实验和维护，不能完全保证电力设备的可靠稳定的运行，如两个检修周期间的设备突发性绝缘故障，而某些处于良好运行状态的电力设备则无需周期性检修计划检修，而某些预防性实验也会对电力设备造成不可逆转的绝缘伤害。
有鉴于此，本公开提供一种绝缘监测装置和发电机组，以解决相关技术中的问题，可以实时监测风电机组的发电机绝缘情况，保证电力设备安全、稳定的运行。
下面根据图1至图6对绝缘监测装置进行举例说明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测装置的结构示意图，参照图1，该绝缘监测装置包括信号发生器101、测量电阻102、控制器103和通信模块104；
测量电阻102的第一端通过地线与风电机组的发电机外壳连接，信号发生器101的信号输出端连接在测量电阻102的第一端与地线之间的第一连接线上，测量电阻102的第二端用于通过三相电源线与风电机组的发电机绕组连接；
控制器103用于采集测量电阻102的第一端和测量电阻102的第二端之间的电压，并输出电压对应的绝缘阻值。
应当理解的是，绝缘监测装置中的元器件可以根据实际情况进行选择，例如，可以选用工业等级的元器件，并且其应用环境温度可以为-40℃-85℃。
还应当理解的是，控制器103中包括微处理器芯片，可以采集测量电阻102的第一端和第二端之间的电压信号，该电压信号经过芯片内部的ADC模数转换器可以转换为数字信号，再通过预设的软件算法对转换的数字信号进行分析和处理，可以计算出对应的绝缘阻值，并且可以自动适应高泄露电容的变化，从而提高被测信号的准确性。
示例地，控制器103具体的参数和组成部件可以根据实际情况进行设定，例如，可以由微处理器芯片、中央处理器、存储器、输入输出端口、计时器和计数器组成，并具有集成电路，运算放大器，等等，本公开实施例对此不做限定。
通信模块104用于将绝缘阻值发送给绝缘分析系统。
应当理解的是，通信模块104可以为基于Modbus通讯协议进行通信的通信装置或通信电路，Modbus通讯协议是一种应用于工业控制领域的通用通讯协议。本公开实施例中，通信模块104通过Modbus通讯协议可以与绝缘分析系统进行通信，从而可发送绝缘阻值信息至绝缘分析系统。
在一些实施例中，绝缘分析系统可以为风电SCADA(SupervisoryControl andData Acquisition，监控与数据采集)系统。
应当解释的是，风电SCADA系统是一个综合性的监控系统，用于收集、分析和显示与风力发电相关的各种数据。本公开实施例中，可以使用风电SCADA系统分析绝缘监测装置发送的相关数据，例如可以根据绝缘阻值信息进行曲线趋势记录、生成报表等等。
参见图2，在一实施例中，绝缘监测装置还包括滤波电路201；测量电阻102的第二端用于通过三相电源线与风电机组的发电机绕组连接，包括：
测量电阻102的第二端与滤波电路201的输入端连接，滤波电路201的输出端用于通过三相电源线与风电机组的发电机绕组连接。
应当理解的是，滤波电路是一种用于去除或改变信号频率特性的电路，可以根据需要选择性地通过或拒绝特定频率范围的信号。本公开实施例中，使用滤波电路可以阻止外界环境信号的干扰，满足电磁兼容性，从而可以提高信号的质量。
采用上述技术方案，由信号发生器101产生的低频电压信号可以流经测量电阻102和滤波电路201，再通过三相电源线，传输至风电机组的发电机中。
在一实施例中，测量电阻102的第一端通过地线与风电机组的发电机外壳连接，包括：
绝缘监测装置的外壳连接地线，测量电阻102的第一端与绝缘监测装置的外壳连接。
应当理解的是，信号发生器101产生的低频电压信号传输至风电机组的发电机后，产生的反馈信号会流到地线上，通过地线传输至绝缘监测装置，其中的测量电阻102可以用来检测反馈信号。
通过上述技术方案，测量电阻102可以检测到来自风电机组发电机的反馈信号，并被控制器103采集处理，从而得到相应的绝缘阻值。
参见图3，在一实施例中，绝缘监测装置还包括电源模块301，电源模块301用于向信号发生器101供电。
应当理解的是，绝缘监测装置的电源模块301用于向信号发生器101供电，可以在风电机组的发电机处于未工作的情况下，测量到发电机冷态的绝缘情况。也即是说，不论发电机是否处于工作状态，只要绝缘监测装置的电源模块通电，就可以实时监测风电机组发电机的绝缘情况。
通过上述技术方案，电源模块301可以向绝缘监测装置稳定供电，达到实时监控风电机组发电机的绝缘情况的效果。
参见图4，在一实施例中，绝缘监测装置还包括蜂鸣器401；通信模块104还用于将绝缘分析系统发送的使能控制信号发送给蜂鸣器401，蜂鸣器401示警，其中使能控制信号表征风电机组的发电机存在绝缘故障。
示例地，当绝缘监测装置测得绝缘阻值小于预设报警值时，可以发送使能控制信号，其中，预设报警值可以根据被测系统的最高电压来设定，例如，被测系统的最高电压为690V，则报警电阻设定值可以为69000Ω。
示例地，蜂鸣器401发出的声音可以是不同种类的声音，比如电铃声、警报声、音乐声，等等，本公开实施例对此不作限定。
通过上述技术方案，绝缘分析系统根据绝缘监测装置实时发送的绝缘阻值确定风电机组的发电机出现绝缘故障时，绝缘分析系统可及时发送使能控制信号给绝缘监测装置中的通信模块104，通信模块104可以将绝缘分析系统发送的使能控制信号发送给蜂鸣器401，控制蜂鸣器401发出声音，从而达到及时报警的效果。
参见图5，在一实施例中，绝缘监测装置还包括报警指示灯501；通信模块104还用于将绝缘分析系统发送的使能控制信号发送给报警指示灯501，报警指示灯501示警。
示例地，报警指示灯501可以根据需求设置不同颜色的灯光，比如红色灯光、黄色灯光、蓝色灯光，等等，本公开实施例对此不作限定。
通过上述技术方案，绝缘监测装置中的通信模块104可以在风电机组的发电机出现绝缘故障时，将绝缘分析系统发送的使能控制信号发送给报警指示灯501，控制报警指示灯501亮起，从而达到及时报警的效果。
参见图6，在一实施例中，绝缘监测装置还包括显示模块601；
通信模块104还用于将绝缘分析系统发送的绝缘故障信息发送给显示模块601，显示模块601显示绝缘故障信息。
其中，显示模块601用于显示绝缘故障信息，可以为LED(light-emitting diode，发光二极管)显示屏。应当理解的是，LED显示屏是通过控制半导体发光二极管显示各种信息。本公开实施例中，可以使用LED显示屏来显示报警信息。
示例地，LED显示屏的内容、像素间距、亮度、色彩，等等，可以根据实际情况进行设定，本公开实施例对此不作限定。
通过上述技术方案，绝缘监测装置中的通信模块104可以将绝缘分析系统发送的绝缘故障信息发送给显示模块601，由LED显示屏显示绝缘故障信息，达到及时报警的效果。
在一实施例中，通信模块104包括HMI接口，HMI接口用于连接风电SCADA系统。
应当理解的是，HMI(Human-Machine Interface，人机交互)接口用于进行设备信息交互和控制操作，通常由硬件和软件组成。本公开实施例中，可以使用HMI接口与风电SCADA系统进行通信。
通过上述技术方案，绝缘监测装置中的通信模块104可以通过HMI接口连接风电SCADA系统，达到与风电SCADA系统通信的效果。可以确保在发电机绝缘出现异常时及时反馈信息，以便提醒检修人员尽快登机检修，避免故障进一步扩大，提高发电效率。
图7是根据一示例性实施例示出的另一种绝缘监测装置的工作原理图，参照图7，绝缘监测装置的工作回路为：
信号G经过绝缘监测装置中的测量电阻和滤波电路，再通过三相电源线传输至被测发电机中，随后被测发电机产生的反馈信号经过对地绝缘电阻流到地线上，再通过地线传输至绝缘监测装置中。其中反馈信号会被测量电阻检测到，并被连接在测量电阻两端的控制器采集处理。
基于同一构思，本公开还提供一种风电机组，包括第一方面任一项所述的绝缘监测装置。
示例地，绝缘监测装置安装在风电机组的具体位置可以根据实际情况进行设定，本公开实施例对此不作限定。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种绝缘监测装置，其特征在于，应用于风电机组，包括信号发生器(101)、测量电阻(102)、控制器(103)和通信模块(104)；
所述测量电阻(102)的第一端通过地线与所述风电机组的发电机外壳连接，所述信号发生器(101)的信号输出端连接在所述测量电阻(102)的第一端与地线之间的第一连接线上，所述测量电阻(102)的第二端用于通过三相电源线与所述风电机组的发电机绕组连接；
所述控制器(103)用于采集所述测量电阻(102)的第一端和所述测量电阻(102)的第二端之间的电压，并输出所述电压对应的绝缘阻值；
所述通信模块(104)用于将所述绝缘阻值发送给绝缘分析系统。
2.根据权利要求1所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述绝缘监测装置还包括滤波电路(201)；
所述测量电阻(102)的第二端用于通过三相电源线与所述风电机组的发电机绕组连接，包括：
所述测量电阻(102)的第二端与所述滤波电路(201)的输入端连接，所述滤波电路(201)的输出端用于通过所述三相电源线与所述风电机组的发电机绕组连接。
3.根据权利要求1所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述测量电阻(102)的第一端通过地线与所述风电机组的发电机外壳连接，包括：
所述绝缘监测装置的外壳连接地线，所述测量电阻(102)的第一端与所述绝缘监测装置的外壳连接。
4.根据权利要求1所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述绝缘监测装置还包括电源模块(301)，所述电源模块(301)用于向所述信号发生器(101)供电。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述绝缘监测装置还包括蜂鸣器(401)；
所述通信模块(104)还用于将所述绝缘分析系统发送的使能控制信号发送给所述蜂鸣器(401)，所述蜂鸣器(401)示警，其中所述使能控制信号表征所述风电机组的发电机存在绝缘故障。
6.根据权利要求5所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述绝缘监测装置还包括报警指示灯(501)；
所述通信模块(104)还用于将所述绝缘分析系统发送的所述使能控制信号发送给所述报警指示灯(501)，所述报警指示灯(501)示警。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述绝缘监测装置还包括显示模块(601)；
所述通信模块(104)还用于将所述绝缘分析系统发送的绝缘故障信息发送给所述显示模块(601)，所述显示模块(601)显示所述绝缘故障信息。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述绝缘分析系统为风电SCADA系统。
9.根据权利要求8所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述通信模块(104)包括HMI接口，所述HMI接口用于连接所述风电SCADA系统。
10.一种风电机组，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的绝缘监测装置。
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