专利名称：风力发电机组主控系统的功率监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功率监测系统，尤其是一种风力发电机组主控系统的功率监测系统。
背景技术：
当前风力发电机组设计寿命20年，而且维护成本高，确保其处于良好的运行状态
至关重要的。现有的风力发电机组的主控系统中普遍未采用功率监测措施，即不监测主控供电回路的电流或功率的具体数值，仅有过压、欠压和过流等保护等措施；当主控系统中PLC实 施一个控制动作时，只能通过相应执行器的状态来反馈控制动作是否正确实施，对于被控对象是否真正按控制的期望运行，PLC无法监测。而且在风力发电机组正常运行时，都是采用远程监控，监控人员是无法看到现场的情况。例如控制一个冷却风扇电机的启动PLC控制输出模块输出控制信号,控制相应的继电器吸合，PLC通过读取继电器辅助触点的状态得知继电器的确已经吸合，控制动作正确实施；但是对于电机是否启动，PLC是无法判断的。如果由于某种原因，如与继电器主触点连接的冷却风扇电机供电回路接线不可靠、虚接等，导致继电器吸合后电机因不得电或者缺相从而不正常工作时，风力发电机组仍将在风扇故障状态下运行直到过温报警，这对机组将是很不利的。
实用新型内容本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种风力发电机组主控系统的功率监测系统。该技术方案用于传统风力发电机组主控系统，能对主控系统器件运行状态进行监测，具有及时发现器件故障，以及对器件的功率做长期监测，监控其变化趋势，故障预警，避免由此而引发更大的事故。为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案一种风力发电机组主控系统的功率监测系统，它包括风力发电机组主控系统中的控制单元，在风力发电机组主控系统中还设置功率检测单元；所述功率检测单元包括功率测量模块以及至少一个电压测量元件和至少一个电流测量元件，所述至少一个电压测量元件和至少一个电流测量元件与功率测量模块输入端连接，所述功率测量模块通过控制单元通讯接口与其通讯。所述控制单元为PLC控制器。所述电压测量元件包括安装在主控系统供电回路中的电压互感器。所述电流测量元件包括安装在主控系统供电回路中的电流传感器。所述功率测量模块包括计算单元和通讯单元，计算单元和通讯单元连接。所述计算单元包括单片机；所述通讯单元包括串行通信模块，所述单片机与串行通信模块连接，所述串行通信模块与PLC控制器的通讯接口通讯。[0013]本实用新型控制工作原理一种风力发电机组主控系统的功率监测系统，所述控制单元包括PLC控制器，该PLC控制器亦是主控系统的PLC控制器，即把功率监测系统嵌入主控系统的控制中；所述至少一个电压测量元件和至少一个电流测量元件与功率测量模块连接作为功率测量模块的输入，所述功率测量模块通过通讯接口向PLC控制器传输电压、电流和功率等数据。所述电压测量元件包括电压互感器，可将被测电压转换成功率测量模块量程内的信号;所述电流测量元件包括电流传感器，可将被测电流转换成功率测量模块量程内的信号;所述功率测量模块包括计算单元和通讯单元，所述计算单元具有根据测量单元传 输过来的信号计算出被测电压、被测电流以及被测回路的功率的功能；所述通讯单元具有与PLC控制器通讯的功能，实现被测电压、被测电流以及被测功率等数据向PLC控制器传输。在实际运行中，该系统采用(I)核定检测回路中各器件的良好状态下，启动前和稳定运行后的功率变化值Δ P，并确定其合理变化的阈值。(2)在程序中加入ΛΡ判断语句，ΛΡ未超出阈值则说明运行正常，超出时报故障。在判断中考虑ΛΡ对应的At，在At内检测回路内的其他器件有启停变化时，需叠加处理。(3)在主控监控软件界面实时显示功率变化曲线和事件。监控人员可实时观察控制事件和功率变化情况，同时可作为故障诊断的依据。(4)对于需要长期监测的器件，定期记录启停功率变化曲线，并作分析比较。如监测偏航电机，在软件中设置工作时自动记录、保存功率曲线等信息，监控人员通过定期对t匕，监控其运行状态是否良好，做出故障预警。将功率监测系统应用于主控控制回路中，用于控制反馈和故障预警。其结构和硬件组成，除功率等级比较小之外，与市面上传统的功率测量模块区别不大。本实用新型有益效果是本实用新型涉及一种风力发电机组主控系统的功率监测系统。该系统通过增加功率检测单元，嵌入到主控PLC控制，监测风力发电组上的偏航电机、风扇电机、加热器等大功率器件的实际通电运行情况，能第一时间监测到传统风力发电机组所检测不到的器件故障，防止故障放大造成事故；同时对这些大功率部件进行长期监测，可观察其变化趋势，做出故障预警；还可以作为一种故障诊断手段，提高故障处理效率。本实用新型填补了传统风力发电机组主控系统对器件运行状态监测的空白，及时发现器件故障，避免因此带来的连锁故障，确保风力发电机组运行在良好状态，保证风力发电机组寿命；对器件的功率做长期监测，监控其变化趋势，故障预警，避免由此而引发更大的事故。将本实用新型应用于数台风力发电机组中，能很好的监测发电机风扇、偏航电机、齿轮箱风扇等器件的运行情况；并在对偏航电机的监测中，发现了因制动盘沾油导致偏航制动力不足的安全隐患。
图I为本实用新型电气原理示意框图。图中I、电压互感器，2、电流传感器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图I中，一种风力发电机组主控系统的功率监测系统，它包括控制单元， 系统内增加功率检测单元；所述控制单元包括PLC控制器，该PLC控制器亦是主控系统的PLC控制器，即把功率监测系统嵌入主控系统的控制中；所述功率检测单元包括功率测量模块以及至少一个电压测量元件和至少一个电流测量元件，所述至少一个电压测量元件和至少一个电流测量元件与功率测量模块连接作为功率测量模块的输入，所述功率测量模块通过通讯接口向PLC控制器传输电压、电流和功率等数据。对所述功率测量模块可以采用市场上所见的GPU-3 REC或系列产品中的其他型号进行选购。所述电压测量元件包括安装在主控系统供电回路中的电压互感器1，将被测电压转换成功率测量模块量程内的信号；所述电流测量元件包括安装在主控系统供电回路中的电流传感器2，将被测变流转换成功率测量模块量程内的信号；所述功率测量模块包括计算单元和通讯单元，计算单元和通讯单元连接。计算单元包括单片机；通讯单元包括串行通信模块，所述计算单元具有根据测量元件传输过来的信号计算出被测电压、被测电流以及被测回路的功率的功能；所述通讯单元具有与PLC控制器通讯的功能，实现被测电压、被测电流以及被测功率等数据向PLC控制器传输。本实用新型专利包括功率监测技术及以功率监测技术为基础的故障检测、故障预警技术。说明(I)设在相线上的电压互感器1，共3个，如果功率测量模块输入电压范围满足，可省去电压测量元件，直接测取电压；(2)设在相线上的电流传感器2，共3个。注测量元件、功率测量模块的型号、量程依主控系统的设计而定。实施方案采用(I)在柜内主控系统的主回路或仅在需要监测的支路安装电压、电流测量元件。(2)安装功率测量模块，将电压、电流测量元件与功率测量模块连接，并通过通讯线将功率测量模块于主控PLC连接。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
权利要求1.一种风力发电机组主控系统的功率监测系统，它包括风力发电机组主控系统中的控制单元，其特征是，在风力发电机组主控系统中还设置功率检测单元；所述功率检测单元包括功率测量模块以及至少一个电压测量元件和至少一个电流测量元件，所述至少一个电压测量元件和至少一个电流测量元件与功率测量模块输入端连接，所述功率测量模块通过控制单元通讯接口与其通讯。
2.如权利要求I所述的风力发电机组主控系统的功率监测系统，其特征是，所述控制单元为PLC控制器。
3.如权利要求I所述的风力发电机组主控系统的功率监测系统，其特征是，所述电压测量元件包括安装在主控系统供电回路中的电压互感器。
4.如权利要求I所述的风力发电机组主控系统的功率监测系统，其特征是，所述电流测量元件包括安装在主控系统供电回路中的电流传感器。
5.如权利要求2所述的风力发电机组主控系统的功率监测系统，其特征是，所述功率测量模块包括计算单元和通讯单元，计算单元和通讯单元连接。
6.如权利要求5所述的风力发电机组主控系统的功率监测系统，其特征是，所述计算单元包括单片机；所述通讯单元包括串行通信模块，所述单片机与串行通信模块连接，所述串行通信模块与PLC控制器的通讯接口通讯。
专利摘要本实用新型公开了一种风力发电机组主控系统的功率监测系统,它包括风力发电机组主控系统中的控制单元，其特征是，在风力发电机组主控系统中还设置功率检测单元；所述功率检测单元包括功率测量模块以及至少一个电压测量元件和至少一个电流测量元件，所述至少一个电压测量元件和至少一个电流测量元件与功率测量模块输入端连接，所述功率测量模块通过控制单元通讯接口与其通讯。本实用新型的有益效果是，能第一时间监测到传统风力发电机组所检测不到的器件故障，防止故障放大造成事故；同时对这些大功率部件进行长期监测，可观察其变化趋势，做出故障预警；还可以作为一种故障诊断手段，提高故障处理效率。
文档编号G01R31/34GK202676882SQ20122017998
公开日2013年1月16日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者李广伟, 谭启胜, 曹叔强, 宋鹏 申请人:北车风电有限公司