一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电领域，特别是涉及一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置及系统。


背景技术：

2.近年来双馈风力发电机组发电机定转子接线盒电缆起火事故时有发生，接线盒内每相电缆有3
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5根，如果某相电缆只是部分烧毁，未烧毁的电缆则能继续供电，风电机组仍能继续发电，进而导致故障点继续扩大，严重者能引起机舱起火，为机组安全运行带来毁灭性的打击。
3.针对以上问题，风电机组生产厂家、设备运行维护单位通过优化设计理念和加强设备管理等手段尽可能避免火灾车事故的发生，但是纵观近年来的风电机组事故案例，火灾事故仍有发生，尤其早期安装的机组发生火灾事故的占比较高。
4.现有技术中无法得知双馈风电机组发电机定转子接线盒实时的温度，从而无法预防接线盒内电缆烧毁而引起的风机火灾。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置及系统，以有效预防发电机定转子出线电缆因部分起火而导致的火灾的发生。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
7.一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置，所述装置包括：温控开关组件、温度传感器组件和plc；
8.所述温控开关组件的测温探头设置在发电机定转子接线盒内；所述温度传感器组件设置在发电机绕组上；
9.所述温控开关组件的常闭开关的一端与所述温度传感器组件的信号输出端连接，所述温控开关组件的常闭开关的另一端与所述plc连接；所述温控开关组件用于测量所述发电机定转子接线盒的温度，当所述发电机定转子接线盒的温度大于温度阈值时关断，所述温控开关组件的常闭开关失电断开；
10.所述plc与发电机的控制端连接，所述plc用于获取所述温度传感器组件测量的发电机绕组的温度，在所述温控开关组件的常闭开关失电断开时，输出发电机停机指令，控制所述发电机停止运转。
11.可选的，所述温控开关组件包括第一温控开关和第二温控开关；
12.所述第一温控开关的测温探头设置在发电机定子接线盒内，所述第二温控开关的测温探头设置在发电机转子接线盒内；
13.所述第一温控开关的常闭开关和所述第二温控开关的常闭开关均与所述plc连接；
14.所述第一温控开关用于测量所述发电机定子接线盒的温度，当所述发电机定子接
线盒的温度大于温度阈值时关断，所述第一温控开关的常闭开关失电断开；
15.所述第二温控开关用于测量所述发电机转子接线盒的温度，当所述发电机转子接线盒的温度大于温度阈值时关断，所述第二温控开关的常闭开关失电断开。
16.可选的，所述温度传感器组件包括：第一温度传感器和第二温度传感器；
17.所述第一温度传感器设置在发电机定子绕组上，所述第二温度传感器设置在发电机转子绕组上；
18.所述第一温度传感器的信号输出端与所述第一温控开关的常闭开关连接，所述第一温度传感器用于测量所述发电机定子绕组的温度；
19.所述第二温度传感器的信号输出端与所述第二温控开关的常闭开关连接，所述第二温度传感器用于测量所述发电机转子绕组的温度。
20.可选的，所述第一温度传感器的数量为多个，所述第一温控开关的常闭开关的数量也为多个；
21.多个第一温度传感器的信号输出端分别一一对应地与所述第一温控开关的多个常闭开关连接。
22.可选的，所述第二温度传感器的数量为多个，所述第二温控开关的常闭开关的数量也为多个；
23.多个第二温度传感器的信号输出端分别一一对应地与所述第二温控开关的多个常闭开关连接。
24.可选的，所述第一温控开关和第二温控开关均为bw9700温控开关。
25.一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置，所述装置包括：温控开关组件和plc；
26.所述温控开关组件的测温探头设置在发电机定转子接线盒内；
27.所述温控开关组件的常闭开关的一端通过导线与所述plc的电源输出接口连接，所述温控开关组件的常闭开关的另一端通过导线与所述plc的信号输入接口连接；
28.所述温控开关组件用于测量所述发电机定转子接线盒的温度，当所述发电机定转子接线盒的温度大于温度阈值时关断，所述温控开关组件的常闭开关失电断开；
29.所述plc与发电机的控制端连接，所述plc用于获取所述温度传感器组件测量的发电机绕组的温度，在所述温控开关组件的常闭开关失电断开时，输出发电机停机指令，控制所述发电机停止运转。
30.一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火系统，所述系统包括：监控后台和所述的双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置；
31.所述双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置的plc与所述监控后台连接，所述plc用于在所述双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置的温控开关组件的常闭开关失电断开时，获得报警信号，并将所述报警信号传输至所述监控后台。
32.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
33.本实用新型提供的一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置及系统，温控开关组件的测温探头设置在发电机定转子接线盒内，温控开关组件的常闭开关的一端与温度传感器组件的信号输出端连接，温控开关组件的常闭开关的另一端与plc连接，plc与发电机的控制端连接，当温控开关组件测量的发电机定转子接线盒的温度大于温度阈值时关
断，常闭开关失电断开，plc无法获取到温度传感器组件的测量信号，plc输出发电机停机指令，控制发电机停止运转，发电机定转子接线盒内电缆的电流降低为0，中断了发电机定转子接线盒内温度的继续升高，有效预防了发电机定转子出线电缆因部分起火而导致火灾的发生。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为传统发电机结构图；
36.图2为本实用新型实施例一提供的一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置的结构图；
37.图3为本实用新型实施例二提供的一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置的简要结构图；
38.图4为本实用新型提供的一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火系统的原理图。
39.符号说明：1
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第一温控开关，2
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第二温控开关，3
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plc，4
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温度传感器组件，5
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发电机绕组，6
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发电机定子接线盒，7
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发电机转子接线盒。
具体实施方式
40.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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.本实用新型的目的是提供一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置及系统，以有效预防发电机定转子出线电缆因部分起火而导致的火灾的发生。
42.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
43.本实用新型为了有效预防发电机定转子出线电缆因部分起火所导致的火灾，在如图1所示的传统发电机结构上对电路拓扑进行改进，提供了两种结构的一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置。
44.实施例一
45.如图2所示，装置包括：温控开关组件、温度传感器组件4和plc3。
46.温控开关组件的测温探头设置在发电机定转子接线盒内。温度传感器组件4设置在发电机绕组5上。
47.温控开关组件的常闭开关的一端与温度传感器组件4的信号输出端连接，温控开关组件的常闭开关的另一端与plc3连接。温控开关组件用于测量发电机定转子接线盒的温度，当发电机定转子接线盒的温度大于温度阈值时关断，温控开关组件的常闭开关失电断
开。优选地，温度阈值为80℃。
48.plc3与发电机的控制端连接，plc3用于获取温度传感器组件4测量的发电机绕组5的温度，在温控开关组件的常闭开关失电断开时，输出发电机停机指令，控制发电机停止运转。
49.温控开关组件包括第一温控开关1和第二温控开关2。
50.第一温控开关1的测温探头设置在发电机定子接线盒6内，第二温控开关2的测温探头设置在发电机转子接线盒7内。
51.第一温控开关1的常闭开关和第二温控开关2的常闭开关均与plc3连接。
52.第一温控开关1用于测量发电机定子接线盒6的温度，当发电机定子接线盒6的温度大于温度阈值时关断，第一温控开关1的常闭开关失电断开。
53.第二温控开关2用于测量发电机转子接线盒7的温度，当发电机转子接线盒7的温度大于温度阈值时关断，第二温控开关2的常闭开关失电断开。
54.温度传感器组件4包括：第一温度传感器和第二温度传感器。
55.第一温度传感器设置在发电机定子绕组上，第二温度传感器设置在发电机转子绕组上。
56.第一温度传感器的信号输出端与第一温控开关1的常闭开关连接，第一温度传感器用于测量发电机定子绕组的温度。
57.第二温度传感器的信号输出端与第二温控开关2的常闭开关连接，第二温度传感器用于测量发电机转子绕组的温度。
58.第一温度传感器的数量为多个，第一温控开关1的常闭开关的数量也为多个。
59.多个第一温度传感器的信号输出端分别一一对应地与第一温控开关1的多个常闭开关连接。
60.第二温度传感器的数量为多个，第二温控开关2的常闭开关的数量也为多个。
61.多个第二温度传感器的信号输出端分别一一对应地与第二温控开关2的多个常闭开关连接。
62.优选地，第一温控开关1和第二温控开关2均为bw9700温控开关。
63.图1和图2中，306u6表示发电机绕组，372b1、372b2、372b5、372b6分别表示发电机绕组的温度测点，406ai3.1、kl3204、406ai4、kl3204分别表示plc模拟量接口，pt100为温度传感器，1、2、5、6分别表示plc模拟量接口，w、v、u分别表示发电机定子出线的w相、v相、u相，m、l、k分别表示发电机转子出线的w相、v相、u相。
64.实施例二
65.如图3所示，一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置包括：温控开关组件和plc。
66.温控开关组件的测温探头设置在发电机定转子接线盒内。
67.温控开关组件的常闭开关的一端通过导线与plc的电源输出接口连接，温控开关组件的常闭开关的另一端通过导线与plc的信号输入接口连接。
68.温控开关组件用于测量发电机定转子接线盒的温度，当发电机定转子接线盒的温度大于温度阈值时关断，温控开关组件的常闭开关失电断开。
69.plc与发电机的控制端连接，plc用于获取温度传感器组件测量的发电机绕组的温
度，在温控开关组件的常闭开关失电断开时，输出发电机停机指令，控制发电机停止运转。
70.参照图3，温控开关组件包括两个温控开关。每个温控开关的常闭开关的一端通过导线与plc的电源输出接口连接，每个温控开关的常闭开关的另一端通过导线与plc的信号输入接口连接。
71.一个温控开关的测温探头设置在发电机定子接线盒内，测量发电机定子接线盒的温度，当发电机定子接线盒的温度大于温度阈值时温控开关关断，温控开关的常闭开关失电断开，plc的输入电平为低电平，plc输出发电机停机指令，控制发电机停止运转。
72.另一个温控开关的测温探头设置在发电机转子接线盒内，测量发电机转子接线盒的温度，当发电机转子接线盒的温度大于温度阈值时温控开关关断，温控开关的常闭开关失电断开，plc的输入电平为低电平，plc输出发电机停机指令，控制发电机停止运转。
73.图3中，i/24v、o/24v分别表示plc的i/o接口。
74.本实用新型利用风机主控系统(plc3)对发电机绕组5等其他位置的温度测量功能，在定转子接线盒内加装机械式温控开关的传感器，并把温控开关的常闭触点接到主控系统对发电机绕组5等其他位置的测量回路中，如果发电机接线盒超温，则断开相应的监测回路，plc3发出停机指令后，叶片收桨、转速降低、发电机定转子侧的开关断开，发电机停止运转，停机后不再发电，流经电缆的电流降低为0，降低了火势继续扩大的风险，达到了提前干预，防止火灾发生的目的。
75.还可以根据主控系统(plc3)测点预留情况单独加装定转子接线盒的温度监测回路，根据主控程序开放情况并对预留的测点进行命名，命名为“定/转子接线盒内温度超限”。
76.本实用新型可有效预防定转子接线盒起火，大大提高了安全可靠运行的能力。在不改变风机控制程序的基础上，进一步保障了风机的安全运行。
77.本实用新型还提供了一种双馈风电机组发电机定转子接线盒防火系统，如图4所示，系统包括：监控后台和双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置。
78.双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置的plc3与监控后台连接，plc3用于在双馈风电机组发电机定转子接线盒防火装置的温控开关组件的常闭开关失电断开时，获得报警信号，并将报警信号传输至监控后台。
79.温控开关的温度传感器检测到发电机定子接线盒6内温度升高至温控开关动作值(图2中标注80摄氏度，可根据现场运行温度调节)时，温控开关动作，常闭触点断开，plc3模块检测到pt回路(图2中pt100与plc3连接电路)断开或者plc失电，报出相应温度故障(测量值非连续性瞬间达到温度上限)，此时机组报故障停机，可根据以上信息判断pt回路异常，异常原因很有可能是因为接线盒温度超限引起，同理，转子接线盒温度超限，机组也会故障停机，同时plc3报出相应故障(选用固定回路，例如：u相故障不仅要排查u相本身，还要检查定子出线盒；w相故障不仅要排查w相本身，还要检查转子出线盒)，实现风机停机并通知监控后台，告知运维人员，达到了提前干预，防止火灾发生的目的。
80.本实用新型采用最为简便的方式进行温度检测并使机组准确做出停机或告警的响应，适用于所有双馈风电机组。尤其运行时间较长的老旧机组，随着老化程度的加剧，火灾隐患较大，本实用新型删繁就简，以投入较少、方案简便的方法解决了此类问题，不仅可以用于已投运风机的技改，更可以运用到主机厂风机的设计当中，不仅经济效益会大幅度
提升，而且意义重大。
81.并且本实用新型已在联合动力1.5mw风机上做了样机试验，模拟温度升高至设定值时风机能够准确做出停机或告警的动作，且未发生因改造引起的其他故障，风机运行状况较好。
82.本实用新型具有以下技术效果：
83.1、安全：可有效预防定转子接线盒起火，大大提高了安全可靠运行的能力。方案本身没有改变风机控制程序，进一步保障了风机的安全运行。
84.2、环保：未加入负面影响环保的部分，该方案没有涉及化学、污染物等。
85.3、节能：该装置功耗低，没有高能耗设备，满足节能标准。
86.4、可靠性提高：通过样机试验，该方案能够注准确检出超温状况并使风机做出准确的响应，方案本身没有带来可靠性的降低，大大提高了风电机组安全可靠运行的能力。
87.5、投资节省：方案控制回路设计巧妙，在保证可靠的前提下减少了备件的投入，大大降低成本投入，投入产出比高，符合“零成本、小成本”技改要求，达到了提质增效的目的。当出现火灾前兆时风机准确做出停机或告警响应，避免了不安全事件的发生。
88.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
89.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。