CN220649386U - 一种风力发电机导电轨变形监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风力发电机导电轨变形监控装置，包括用于监测相邻导电轨接缝处的变形的监测装置以及与监测装置信号连接的控制器；一根导电轨由数节导电轨组成，所述监测装置包括与相邻导电轨接缝处两侧固定连接的碳条以及设在碳条与导电轨之间且防止导电轨与碳条相互漏电的绝缘装置；所述碳条与控制器信号连接；所述碳条与所述导电轨通过螺栓固定连接；绝缘装置包括设在所述碳条与所述导电轨之间的绝缘垫、设在所述螺栓的螺帽与所述碳条之间的云母垫以及套接在所述螺栓上的绝缘套；本实用新型的有益效果是，通过设置的碳条，监测导电轨的变形，导电轨变形，碳条断裂，控制器发出报警并通过风机安全链系统停机。

Description

一种风力发电机导电轨变形监控装置

技术领域

本实用新型涉及监控技术领域，具体涉及一种风力发电机导电轨变形监控装置。

背景技术

风电主控系统是风机的重要组成部分，它承担着风机监控、自动调节、实现最大风能捕获以及保证良好的电网兼容性等重要任务，它主要由监控系统、主控系统、变桨控制系统以及变频系统(变频器)几部分组成。

监控系统(SCADA)：监控系统实现对全风场风机状况的监视与启、停操作，它包括大型监控软件及完善的通讯网络。

主控系统：主控系统是风机控制系统的主体，它实现自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、故障自动停机、自动电缆解绕及自动记录与监控等重要控制、保护功能。它对外的三个主要接口系统就是监控系统、变桨控制系统以及变频系统(变频器)，它与监控系统接口完成风机实时数据及统计数据的交换，与变桨控制系统接口完成对叶片的控制，实现最大风能捕获以及恒速运行，与变频系统(变频器)接口实现对有功功率以及无功功率的自动调节。

该系统是国产首套自主可控风机主控系统，采用中控技术自主研发且产品供应链完整的MCU6013控制器，自主可控率达到100％。

MCU6013控制器由中控技术针对风电控制行业研发，采用高性能四核处理器，2.0GHz主频，具备多种工业通讯接口，支持IEC61131-3编程语言及C/C++编程语言，采用宽温、抗干扰强的设计，确保风力发电机组在各种工况下主控算法稳定运行，与其他系统通讯稳定。

该国产风机主控系统搭载Linux操作系统，采用自主研发逻辑编程软件，具备多任务并行运行机制，支持多种工业通讯协议及自由通讯协议，满足国家电力系统相关要求；

现有的风力发电机组的导电轨因自重以及风机振动等原因，与塔筒固定处易发生脱落形变，有可能导致相间短路起火，引起重大风机事故。整根导电轨一般都是若干节导电轨拼接而成，我风电场巡检工人长期观察发现，导电轨的拼接处先发生轻微形变，随着风机的振动，最后造成与塔筒固定处脱落；目前都是通过停机巡检发现，发现晚，需要一种自动监测装置，做到早发现，提前消除安全隐患。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种风力发电机导电轨变形监控装置，能够导电轨发生形变时，提前监测，做到早预防早报告，防止重大安全事故发生。

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案，

一种风力发电机导电轨变形监控装置，包括用于监测相邻导电轨接缝处变形的监测装置以及与监测装置信号连接的控制器。

进一步的，一根导电轨由数节导电轨组成，所述监测装置包括与相邻导电轨接缝处两侧固定连接的碳条以及设在碳条与导电轨之间且防止导电轨与碳条相互漏电的绝缘装置；所述碳条与控制器信号连接。

进一步的，所述碳条与所述导电轨通过螺栓固定连接；所述碳条上设有光孔，所述导电轨上设有螺纹孔。

进一步的，绝缘装置包括设在所述碳条与所述导电轨之间的绝缘条、设在所述螺栓的螺帽与所述碳条之间的绝缘垫以及套接在所述螺栓上的绝缘套；所述绝缘套设在光孔内。

进一步的，所述导电轨节数为n，所述碳条的数量为n-1；相邻碳条之间通过导线连接，两端的碳条通过导线分别与所述控制器组成回路。

进一步的，所述监测装置包括固定在导电轨底面的光纤回路；所述光纤回路由光纤从导电轨的首端延伸至导电轨的尾端，然后从尾端弯成弧形返到导电轨的首端，光纤回路与控制器电连接。

进一步的，所述监测装置包括固定在导电轨上的激光发生器，所述激光发生器包括激光发射器和激光接收器；所述激光发射器安装在导电轨一端，激光接收器安装在导电轨另一端，所述激光接收器与控制器信号连接。

进一步的，所述激光发生器与所述导电轨的距离为1mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过设置的碳条，利用碳条的脆性，导电轨发生变形时，碳条断裂，造成监测回路信号中断，控制器给主控系统发出信号，主控系统给控制系统的上位机操作员站发出报警信号，派员现场查看；

同时监测回路信号接入风力发电机组的安全链系统，碳条断裂后，安全链系统启动，机组主回路断路器断开，风机进行保护性停机；

通过设置的绝缘装置，可以避免导电轨与碳条之间发生漏电，造成监测回路不能正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型碳条与导电轨连接的部分示意图；

图3为图2的A-A处剖视图

图4为图3的B处放大图；

图5为图3的C处放大图；

图6为本实用新型的工作原理图；

图7为导电轨变形后的结构示意图。

图中标号说明：

1-导电轨、2-绝缘条、3-碳条、4-绝缘垫、5-螺栓、6-绝缘套、7-接线端子。

具体实施方式

首先需要说明的是，本实用新型任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供。因此，其它实施例也在相应权利要求项的保护范围之内。

另外需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，尤其不存在“主要、次要”或排列顺序上的特定含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1

如图1-7所示：

风力发电场都设有主控系统和安全链停机系统，主控系统上设有报警系统，风机安全链是指保护风力发电机组的安全链系统。大型风力发电机组通过控制系统的安全设计，采取必要的手段，尽量提高控制系统的可靠性，使系统尽量不出故障或少出故障，并在故障出现后以最快的速度修复系统，使之恢复正常工作；

在风力发电机组控制系统中，安全保护系统是确保风机安全的最高层的防护措施。机组安全系统也叫做安全链，它是独立于计算机系统的软硬件保护措施。采用反逻辑设计，将可能对风力机组造成严重损害的故障节点串联成一个回路，该回路主要包括:紧急停机按钮(塔底主控制柜)、发电机过速、扭缆开关、变桨系统安全链信号、紧急停机按钮(机舱控制柜)、振动开关、主轴过速模块、24V电源失电、并网开关闭合信号、控制模块运行状况以及主线路闭合信号。一旦其中的一个节点动作，将引起整条回路断电，机组立刻即紧急停机，执行机构失电，机组瞬间脱网，并使主控系统和变桨系统处于闭锁状态，从而最大限度地保证机组的安全。如果故障节点得不到恢复，整个机组的正常的运行操作都不能实现。同时，安全链也是整个机组的最后一道保护，它处于机组的软件保护之后。

一种风力发电机导电轨变形监控装置，包括用于监测相邻导电轨1接缝处变形的监测装置以及与监测装置信号连接的控制器；控制器与主控系统信号连接；控制器与风机安全链信号连接；

一根导电轨由数节导电轨1组成，所述监测装置包括与相邻导电轨1接缝处两侧固定连接的碳条3以及设在碳条3与导电轨1之间且防止导电轨1与碳条3相互漏电的绝缘装置；所述碳条3与控制器信号连接。

如图3所示，所述碳条3与所述导电轨1通过螺栓5固定连接；所述碳条3上设有光孔，所述导电轨1上设有螺纹孔。

如图4所示，绝缘装置包括设在所述碳条3与所述导电轨1之间的绝缘条2、设在所述螺栓5的螺帽与所述碳条3之间的绝缘垫4以及套接在所述螺栓5上的绝缘套6；所述绝缘套6设在光孔内。

所述导电轨1节数为n，所述碳条3的数量为n-1；相邻碳条3之间通过导线连接，两端的碳条3通过导线分别与所述控制器组成检测回路；

如图5所示，导线两端设有接线端子7，接线端子7设在碳条3和绝缘垫4之间，用螺栓5固定在导电轨1上。螺栓5的外圆上套接绝缘套6。

本实用新型的工作过程：

如图7所示，导电轨1变形，碳条3断裂，造成监测回路故障，将信号传给控制器，控制器将信号传给主控系统，主控系统发出报警信号，通知人员现场查看；同时控制器将信号传给风机安全链系统，主动将机组主回路断路器断开，风机保护性停机。

实施例2

本实施例与实施例1结构基本相同，

不同之处在于，

所述监测装置包括固定在导电轨1底面的光纤回路；所述光纤回路由光纤从导电轨1的首端延伸至导电轨1的尾端，然后从尾端弯成弧形返到导电轨1的首端，光纤回路与控制器电连接。

光纤与导电轨1的连接方式，与碳条3与导电轨1连接方式相近，要通过绝缘装置进行绝缘，就不在详述。

当导电轨1变形时，会造成光纤断裂，这样整个光纤回路会没有信号反馈，控制器给报警装置发出报警信号，报警信号接入风机安全链中，及时提醒派人员查看，控制器给风机主回路断路器发出断开信号，风机触发安全链停机。

实施例3

本实施例与实施例1结构基本相同，

不同之处在于，所述监测装置包括固定在导电轨1上的激光发生器，所述激光发生器包括激光发射器和激光接收器；所述激光发射器安装在导电轨1一端，激光接收器安装在导电轨1另一端，所述激光接收器与控制器信号连接。

所述激光发生器与所述导电轨1的距离为1mm。激光发生器的光线与导电轨1平行，当导电轨1变形时，会遮挡光线，激光接收器不能接收光线，控制器接收不到信号，会给报警系统发出报警信号，控制器给主控系统下达指令，风机停机。防止事故发生。

采用激光发生器的信号检测导电轨1的状态。

本实施例工作原理，与实施例1基本相同；就不在赘述。

目前，本申请的技术方案已经采用实施例1的最佳实施方式，已经进行了中试，即产品在大规模量产前的小规模实验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已经着手准备产品正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)；以上所述；仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内；根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (2)

1.一种风力发电机导电轨变形监控装置，其特征在于，包括用于监测相邻导电轨（1）接缝处的变形的监测装置以及与监测装置信号连接的控制器；

一根导电轨由数节导电轨（1）组成，所述监测装置包括与相邻导电轨（1）接缝处两侧固定连接的碳条（3）以及设在碳条（3）与导电轨（1）之间且防止导电轨（1）与碳条（3）相互漏电的绝缘装置；所述碳条（3）与控制器信号连接；

所述碳条（3）与所述导电轨（1）通过螺栓（5）固定连接；所述碳条（3）上设有光孔，所述导电轨（1）上设有螺纹孔；

绝缘装置包括设在所述碳条（3）与所述导电轨（1）之间的绝缘条（2）、设在所述螺栓（5）的螺帽与所述碳条（3）之间的绝缘垫（4）以及套接在所述螺栓（5）上的绝缘套（6）；所述绝缘套（6）设在光孔内；

所述导电轨（1）节数为n，所述碳条（3）的数量为n-1；相邻碳条（3）之间通过导线连接，两端的碳条（3）通过导线分别与所述控制器组成回路；

所述监测装置包括固定在导电轨（1）底面的光纤回路或者包括固定在导电轨（1）上的激光发生器；

所述光纤回路由光纤从导电轨（1）的首端延伸至导电轨（1）的尾端，然后从尾端弯成弧形返到导电轨（1）的首端，光纤回路与控制器电连接；

所述激光发生器包括激光发射器和激光接收器；所述激光发射器安装在导电轨（1）一端，激光接收器安装在导电轨（1）另一端，所述激光接收器与控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机导电轨变形监控装置，其特征在于：所述激光发生器与所述导电轨（1）的距离为1mm。