一种风电变流器健康状态实时监测系统的制作方法

文档序号:10895090阅读:686来源:国知局
一种风电变流器健康状态实时监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种风电变流器健康状态实时监测系统,一种风电变流器健康状态实时监测系统,数据采集模块、主控模块、显示模块,所述主控模块包括NI主控处理器、与NI主控处理器连接的存储单元和与NI主控处理器连接的读取单元;所述数据采集模块包括与NI主控处理器连接的机侧数据采集板卡和与NI主控处理器连接的网侧数据采集板卡;所述显示模块与NI主控处理器连接。本实用新型通过其提供的风电变流器的监控系统,实现了对风电变流器的运行状态及关键参数的实时监控,从而提升了风力发电机组的维护效率,有利于故障的及时处理及预防,节省了维护成本,且该监控系统具有监控直观、操作简便、成本低等优势,便于推广及应用。
【专利说明】
一种风电变流器健康状态实时监测系统
技术领域
[0001]本实用新型属于风电变流器实时状态监测技术领域,涉及一种适用于根据变流器实时运行数据来分析变流器当前健康状态的装置。
【背景技术】
[0002]变流器健康状态实时监测装置可以实时评估变流器各模块当前可靠度水平,对于保证变流器安全可靠运行起到重要作用。由于风速随机波动的特点,风电变流器主要模块长期处于随机载荷的运行状态下,其故障率远远高于传统工业用变流器。因此,风电用变流器存在故障率高、维护工作量大等缺点,特别是变流器的主要功率模块,其可靠性直接关系到整个风电设备的安全稳定运行。目前,变流器运行状态的监测仅能对可直接测量参数进行阈值监测,往往不能第一时间深入器件发生断裂的热源内部,未能及时有效地发出故障预警,造成事故不能及时处理引起重大经济损失。特别地,现有技术在对功率模块进行监测时,仅能在SCADA系统中直接测量变流器机箱和散热片温度,而故障第一线的功率器件的结温却不能有效地反映出来。因此,需要一套在线实时监测设备,及时计算功率器件的结温最高值以反映变流器的健康状态。此外,若能够对变流器各元器件的疲劳老化进行记录,并根据老化程度对变流器当前可靠度进行评估,则可以提前预判变流器发生故障的可能性,提前预防灾难性故障的发生,对于保证变流器安全稳定运行意义重大。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种风电变流器健康状态实时监测系统,用于实时监测变流器运行状态。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的,一种风电变流器健康状态实时监测系统,数据采集模块、主控模块、显示模块,
[0005]所述主控模块包括NI主控处理器、与NI主控处理器连接的存储单元和与NI主控处理器连接的读取单元;
[0006]所述数据采集模块包括与NI主控处理器连接的机侧数据采集板卡和与NI主控处理器连接的网侧数据采集板卡;
[0007]所述显示模块与NI主控处理器连接。
[0008]进一步,所述机侧数据采集板卡包括依次连接的传感器模块1、信号调理模块I和AD采集模块I,所述AD采集模块I与NI主控处理器连接。
[0009]进一步,所述网侧数据采集板卡包括依次连接的传感器模块I1、信号调理模块II和AD采集模块II,所述AD采集模块II与NI主控处理器连接。
[0010]本实用新型的优点在于:
[0011]本实用新型通过其提供的风电变流器的监控系统,实现了对风电变流器的运行状态及关键参数的实时监控,从而提升了风力发电机组的维护效率,有利于故障的及时处理及预防,节省了维护成本,且该监控系统具有监控直观、操作简便、成本低等优势,便于推广及应用。
【附图说明】
[0012]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述,其中:
[0013]图1为本实用新型所述一种变流器健康状态实时监测系统的原理框图;
[0014]图2为本实用新型所述一种变流器健康状态实时监测系统的电路原理图;
[0015]图3为机侧数据采集板卡原理框图;
[0016]图4为网侧数据采集板卡原理框图。
【具体实施方式】
[0017]以下将结合附图,对本实用新型的优选实施例进行详细的描述;应当理解,优选实施例仅为了说明本实用新型,而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0018]一种风电变流器健康状态实时监测系统,数据采集模块、主控模块、显示模块,
[0019]所述主控模块包括NI主控处理器、与NI主控处理器连接的存储单元和与NI主控处理器连接的读取单元;读取单元用于实时读取变流器运行电压、电流、机箱温度、风速等用于计算变流器健康状态的运行参数。
[0020]所述数据采集模块包括与NI主控处理器连接的机侧数据采集板卡和与NI主控处理器连接的网侧数据采集板卡;数据采集模块采集NI公司的PXIe6361数据采集卡,所采集的数据包括变流器三相电流、三相电压、风速和环境温度;
[0021]所述显示模块与NI主控处理器连接。显示模块采用LabVIEW开发的显示界面,显示内容包括变流器健康状态监测的三个指标:元器件当前最高结温、历史载荷数以及变流器各模块当前可靠度水平。
[0022]所述机侧数据采集板卡包括依次连接的传感器模块1、信号调理模块I和AD采集模块I,所述AD采集模块I与NI主控处理器连接。所述网侧数据采集板卡包括依次连接的传感器模块I1、信号调理模块II和AD采集模块II,所述AD采集模块II与NI主控处理器连接。
[0023]传感器模块,用于将电压、电流、风速以及温度信号转换成电信号,该信号输入调理模块进行调理;
[0024]信号调理模块,用于将对传感器模块输出的信号进行调理,对传感器输出的信号进行采样、放大、滤波,信号调理模块输出信号输入AD采集模块,对信号进行AD转换,得到相应电压的输出数字信号。
[0025]本实用新型对风电变流器的健康状态进行实时监控,对健康状态的评估流程包括以下三方面:
[0026]首先对电流、电压信号进行采集,结合风机运行和设计参数计算出功率器件的实时功率损耗,结合风速、环境温度采集数据并将功率损耗带入功率器件热模型中可得功率器件的实时结温信息,将该信息实时显示在上位机即为变流器健康状态监测的第一个指标。
[0027]将该结温-时间随机载荷采用雨流法进行处理,提取不同结温平均值、结温波动下波动数,计入历史载荷记录数据库,并显示在上位机即为变流器健康状态监测的第二个指标。
[0028]将该历史波动数带入可靠性评估流程中,即可得变流器健康状态监测的第三个指标。
[0029]以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并不用于限制本实用新型,显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种风电变流器健康状态实时监测系统,其特征在于:数据采集模块、主控模块、显不丰旲块, 所述主控模块包括NI主控处理器、与NI主控处理器连接的存储单元和与NI主控处理器连接的读取单元, 所述数据采集模块包括与NI主控处理器连接的机侧数据采集板卡和与NI主控处理器连接的网侧数据采集板卡; 所述显示模块与NI主控处理器连接。2.根据权利要求1所述的风电变流器健康状态实时监测系统,其特征在于:所述机侧数据采集板卡包括依次连接的传感器模块1、信号调理模块I和AD采集模块I,所述AD采集模块I与NI主控处理器连接。3.根据权利要求1或2所述的风电变流器健康状态实时监测系统,其特征在于:所述网侧数据采集板卡包括依次连接的传感器模块I1、信号调理模块II和AD采集模块II,所述AD采集模块II与NI主控处理器连接。
【文档编号】G01R31/00GK205581237SQ201620307319
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】季海婷, 杨乔文, 龙飞
【申请人】重庆三峡学院
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