CN221078846U - 一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，涉及电力设备诊断技术。包括控制模块、弧光发射器、无线传输模块一、无线传输模块二和预警模块；弧光发射器安装在弧光监测装置的弧光监测探头的一侧，且弧光发射器的发射端与弧光监测探头采集面的位置相对应；弧光发射器的输入端与控制模块的一输出端电连接，弧光监测探头的输出端同时与控制模块输入端以及弧光监测装置的采集单元电连，控制模块的数据端与无线传输模块一的数据端电连接，无线传输模块二的数据端与跳闸装置的输入端电连接。本实用新型简化了系统结构，实现了对弧光监测探头的诊断，确保设备的可靠性和安全性。

Description

一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置

技术领域

本公开涉及电力设备诊断技术，具体地，涉及一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置。

背景技术

在风电机组中，风电机组塔的塔上为高压电气装置的弧光监测装置，塔下为高压电气保护动作的跳闸装置。目前，针对弧光监测装置的并联方式主要有两种：

(1)直接并联：通过并联电路将弧光监测装置连接到电源和负载之间，当电弧故障发生时，弧光监测装置可以迅速感知并触发保护信号，该保护信号将被传送至跳闸装置从而实现跳闸保护。

(2)集中并联：通过中央控制器将多个弧光监测装置集中管理，每个弧光监测装置的触发信号均传输至控制器进行汇总判断。当电弧故障发生时，控制器可以依据汇集的信号做出精准判断并触发保护信号，该保护信号将被传送至跳闸装置从而实现跳闸保护。

然而，这两种并联方式均存在一共同的缺陷，即预警功能缺失。当弧光监测装置的弧光监测探头出现故障时，无法及时发出预警信号，导致检修人员无法及时掌握相关信息进行处理。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，实现了对弧光监测探头的诊断，确保设备的可靠性和安全性。

为了实现上述目的，本公开提供一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，包括控制模块、弧光发射器、无线传输模块一、无线传输模块二和预警模块；所述弧光发射器安装在弧光监测装置的弧光监测探头的一侧，且所述弧光发射器的发射端与弧光监测探头采集面的位置相对应；所述弧光发射器的输入端与控制模块的一输出端电连接，所述弧光监测探头的输出端同时与控制模块的输入端以及弧光监测装置的采集单元电连接，所述控制模块的另一输出端与预警模块电连接，所述控制模块的数据端与无线传输模块一的数据端电连接，所述无线传输模块二的数据端与跳闸装置的输入端电连接，所述无线传输模块一与无线传输模块二无线连接。

可选地，所述弧光监测探头的输出端通过信号放大模块与控制模块的输入端电连接。

可选地，所述弧光监测探头的输出端与一继电器模块的公共触点电连接，所述控制模块的输入端与继电器模块的常开触点电连接，所述弧光监测装置的采集单元与继电器模块的常闭触点电连接，所述控制模块的控制端与继电器模块的线圈控制端电连接。

可选地，所述控制模块电连接有操作按键，所述控制模块的第三输出端电连接有显示屏。

可选地，所述控制模块的数据串口端电连接USB接头。

可选地，所述无线传输模块一和无线传输模块二均为蓝牙模块。

可选地，所述弧光监测探头的数量与高压电气装置的箱体中的相线数量一致，所述预警模块包括数量与弧光监测探头一致的预警灯，所述预警灯安装在高压电气装置的箱体的上方，所述预警灯与控制模块电连接。

可选地，所述预警灯的发光颜色和与其相对应的相线颜色一致。

可选地，所述弧光发射器通过屏蔽保护结构安装在高压电气装置的箱体中。

可选地，所述屏蔽保护结构包括保护筒、电动伸缩杆、盖板；所述保护筒固定安装在箱体中，且所述保护筒远离相线布置；所述电动伸缩杆安装在保护筒中，所述弧光发射器安装在电动伸缩杆的伸缩端，所述盖板安装在弧光发射器的上方，且所述盖板与保护筒的上端开口相匹配；所述保护筒的内壁以及盖板靠近弧光发射器的一侧均固定设有电磁屏蔽膜。

通过上述技术方案，即本公开所提供的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置：

1.在弧光监测探头的侧面安装弧光发射器，并将弧光监测探头与控制模块电连接，控制模块通过无线传输模块与跳闸模块电连接，通过控制模块对弧光监测探头产生的电信号的次数的监测，实现了对弧光监测探头的诊断。并在弧光监测探头故障时，通过无线传输模块可将断闸信号传送至跳闸模块，实现了断闸，从而保证设备设施的安全稳定运行，确保设备的可靠性和安全性。

2.采用蓝牙的无线传输模块，不仅确保断闸信号传输的时效性，还避免了布线的麻烦，简化了系统。

3.预警模块的设置，使得当弧光监测装置被检测存在故障时，诊断装置能够第一时间发出故障预警信号，使检修人员能够及时收到相关信息并进行相应故障处理。这一预警功能能够减少设备故障的处理时间，同时降低潜在的安全风险。

4.弧光发射器通过屏蔽保护结构安装在高压电气装置的箱体中，可有效的对弧光发射器的保护，降低其内部电子元器件产生损坏的风险。

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是传统的弧光监测装置应用时的信号传输示意图；

图2是本公开一种示例性实施方式提供的用于风电机组弧光监测装置的诊断装置应用时的信号传输示意图；

图3是本公开一种示例性实施方式提供的用于风电机组弧光监测装置的诊断装置模块化结构示意图；

图4是本公开一种示例性实施方式提供的弧光发射器安装结构示意图。

附图标记说明

1-箱体；2-相线；3-弧光监测探头；4-弧光发射器；5-预警灯；6-保护筒；7-电动伸缩杆；8-盖板。

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。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于图1所示的图面方向来定义的，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制，此外，术语“内、外”是指相应结构轮廓的内外。另外，术语“第一”、“第二”等仅是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

参阅图2-图4，本实用新型的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，包括控制模块、弧光发射器4、无线传输模块一、无线传输模块二和预警模块。弧光发射器4安装在弧光监测装置的弧光监测探头3的一侧，且弧光发射器4的发射端与弧光监测探头3采集面的位置相对应，以使弧光监测探头3可检测到弧光发射器4发出的弧光。弧光发射器4的输入端与控制模块的一输出端电连接，弧光监测探头3的输出端同时与控制模块输入端以及弧光监测装置的采集单元电连接，控制模块的另一输出端与预警模块电连接，控制模块的数据端与无线传输模块一的数据端电连接，无线传输模块二的数据端与跳闸装置的输入端电连接，无线传输模块一与无线传输模块二无线连接。

在弧光监测探头3的侧面安装弧光发射器4，通过控制模块向弧光发射器4发出产出弧光信号，使得弧光发射器4接收到产出弧光信号后，弧光发射器4能发出弧光。此时弧光监测探头3检测到弧光发射器4发出的弧光，将产生触发信号，并传递到控制模块中。控制模块监测单位时间内接收到的触发信号的实际次数与设定次数进行对比，从而判定弧光监测探头3的运行状态是否良好。例如，实际次数与设定次数的比率最低不能低于95％。如下表所示为诊断时其中两个弧光监测探头3所检测到的具体数据。

探头序号	弧光发射装置发射次数	弧光监测探头接收反馈次数	动作信号正确占比	是否合格
					探头1	100	90	90％	不合格
探头2	100	98	98％	合格

通过上表可以看出，在两路弧光监测探头3中，其中一路存在判定结构不合格的现象，即存在有弧光监测探头3故障的问题。此时，控制模块将产生一断闸信号，并通过无线传输模块的传送作用，将断闸信号传送至塔下的跳闸装置，以实现断闸处理。与此同时，控制模块触发预警模块，以产生预警信息，便于人员更直观的发现弧光监测探头或回路故障。而塔上塔下的信号传输，采用无线传输，其避免了布线的麻烦，简化了系统。

在本实施例中，弧光监测探头3的输出端通过信号放大模块与控制模块的输入端电连接，以对弧光监测探头3输出的电信号作放大处理，提高控制模块接收到的电信号的可靠性，降低误差。

考虑到诊断弧光监测探头3和对相线2的弧光检测不能同时进行，因此本实施例的弧光监测探头3的输出端与一继电器模块的公共触点电连接，控制模块的输入端与继电器模块的常开触点电连接，弧光监测装置的采集单元与继电器模块的常闭触点电连接，控制模块的控制端与继电器模块的线圈控制端电连接。通过继电器模块的设置，使得控制模块对弧光监测探头3电信号的采集以及弧光监测装置对弧光监测探头3电信号的采集分时进行。即在诊断时，相线2因处于不通电状态，此时弧光监测探头3产生的电信号将传送至控制模块；在无需诊断时，相线2通电，此时弧光监测探头3产生的电信号将传送至弧光监测装置的采集单元，从而避免了两者同时存在的工况下相互干扰导致数据结果误差大的问题。

此外，本实施例的控制模块电连接有操作按键，用于对参数的设定，如设定次数。控制模块的第三输出端电连接有显示屏，用于显示设定界面以及对比结果等。

优选地，控制模块的数据串口端电连接USB接头，用于与外设连接。

优选地，无线传输模块一和无线传输模块二均为蓝牙模块。相比传统的电信号传输，具有更高的传输速度和更好的抗干扰性能，能够更好地满足实际应用的需求，可确保断闸信号传输的时效性。

关于预警模块。弧光监测探头3的数量与高压电气装置的箱体1中的相线2数量一致，一般为三个，但根据实际所需，亦可设置两个进行监测。预警模块包括数量与弧光监测探头3一致的预警灯5。预警灯5安装在高压电气装置的箱体1的上方，预警灯5与控制模块电连接。通过预警灯5可以更直观地将判定结构显现出来。

此外，预警灯5的发光颜色和与其相对应的相线2颜色一致，方便现场工作人员及时确认存在故障的弧光监测探头3。

由于诊断用时短，且属于周期性动作，若弧光发射器4直接安装在弧光监测探头3一侧，则使弧光发射器4长时间暴露在相线2产生的电磁环境/弧光环境中，容易对其内部电子元器件产生损坏。为实现对弧光发射器4的保护，本实施例的弧光发射器4通过屏蔽保护结构安装在高压电气装置的箱体1中。

具体的，屏蔽保护结构包括保护筒6、电动伸缩杆7、盖板8。保护筒6固定安装在箱体1中，且保护筒6远离相线2布置；电动伸缩杆7安装在保护筒6中，弧光发射器4安装在电动伸缩杆7的伸缩端，盖板8安装在弧光发射器4的上方，且盖板8与保护筒6的上端开口相匹配；保护筒6的内壁以及盖板8靠近弧光发射器4的一侧均固定设有电磁屏蔽膜，实现了对弧光发射器4的保护。

本实用新型的工作原理是：

当无需诊断时，相线2通电，此时弧光监测探头3产生的电信号将传送至弧光监测装置的采集单元，使得弧光监测装置如现有技术的工作过程一样，以对跳闸模块进行控制。在该模式下，弧光发射器4将始终位于屏蔽保护结构中。

当需要诊断时，相线2掉电，启动电动伸缩杆7以将弧光发射器4从保护筒6中伸出至弧光监测探头3的一侧。控制模块将发送一控制信号至继电器模块，使其动作，以将信号放大模块与控制模块之间的电路相连通。接着通过控制模块向弧光发射器4发出产出弧光信号，使得弧光发射器4接收到产出弧光信号后，弧光发射器4能发出弧光。此时弧光监测探头3检测到弧光发射器4发出的弧光，将产生触发信号，并传递到控制模块中。控制模块监测单位时间内接收到的触发信号的实际次数与设定次数进行对比，从而判定弧光监测探头3的运行状态是否良好。若弧光监测探头3存在有故障的问题，控制模块将产生一断闸信号，并通过无线传输模块的传送作用，将断闸信号传送至塔下的跳闸装置，以实现断闸处理。与此同时，控制模块触发预警模块，以产生预警信息。

需要说明的是，上述所涉及的控制模块、弧光发射器4均为现有技术中的电路模块，如控制模块可采用基于单片机的控制电路，本实用新型并不对其进行改进。此外，关于控制模块的控制过程，其属于单片机控制中常用的控制过程，为现有技术，本实用新型也不对其进行改进。

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)

1.一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，其特征在于，包括控制模块、弧光发射器、无线传输模块一、无线传输模块二和预警模块；所述弧光发射器安装在弧光监测装置的弧光监测探头的一侧，且所述弧光发射器的发射端与弧光监测探头采集面的位置相对应；所述弧光发射器的输入端与控制模块的一输出端电连接，所述弧光监测探头的输出端同时与控制模块的输入端以及弧光监测装置的采集单元电连接，所述控制模块的另一输出端与预警模块电连接，所述控制模块的数据端与无线传输模块一的数据端电连接，所述无线传输模块二的数据端与跳闸装置的输入端电连接，所述无线传输模块一与无线传输模块二无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，其特征在于，所述弧光监测探头的输出端通过信号放大模块与控制模块的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，其特征在于，所述弧光监测探头的输出端与一继电器模块的公共触点电连接，所述控制模块的输入端与继电器模块的常开触点电连接，所述弧光监测装置的采集单元与继电器模块的常闭触点电连接，所述控制模块的控制端与继电器模块的线圈控制端电连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，其特征在于，所述控制模块电连接有操作按键，所述控制模块的第三输出端电连接有显示屏。

5.根据权利要求1所述的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，其特征在于，所述控制模块的数据串口端电连接USB接头。

6.根据权利要求1所述的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，其特征在于，所述无线传输模块一和无线传输模块二均为蓝牙模块。

7.根据权利要求1所述的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，其特征在于，所述弧光监测探头的数量与高压电气装置的箱体中的相线数量一致，所述预警模块包括数量与弧光监测探头一致的预警灯，所述预警灯安装在高压电气装置的箱体的上方，所述预警灯与控制模块电连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，其特征在于，所述预警灯的发光颜色和与其相对应的相线颜色一致。

9.根据权利要求1所述的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，其特征在于，所述弧光发射器通过屏蔽保护结构安装在高压电气装置的箱体中。

10.根据权利要求9所述的一种用于风电机组弧光监测装置的诊断装置，其特征在于，所述屏蔽保护结构包括保护筒、电动伸缩杆、盖板；所述保护筒固定安装在箱体中，且所述保护筒远离相线布置；所述电动伸缩杆安装在保护筒中，所述弧光发射器安装在电动伸缩杆的伸缩端，所述盖板安装在弧光发射器的上方，且所述盖板与保护筒的上端开口相匹配；所述保护筒的内壁以及盖板靠近弧光发射器的一侧均固定设有电磁屏蔽膜。