专利名称：一种具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种用于对风电场的箱式变电站进行监测与控制的系统，属控制技术领域。
背景技术：
风电场一般地处人烟稀少，环境复杂的土坡、戈壁、岛屿、滩涂、近海等地，而且风力发电机的分布比较分散，一般来说距离中控室最近的有几十米或几百米，最远的可达几十公里，并且每台风カ发电机之间的距离也有500米到1000米，人工巡视和监控以及维护都比较困难，因此每台风カ发电机的箱式变电站都需要采用单独的现地测控系统进行监测与控制。现有的箱式变电站测控系统一般通过单ー的温度监测部件获得变压器的温度信息，温度信息是控制变压器可靠运行的重要依据，一旦该部件出现故障，便无法对变压器进行有效监测和保护，给变压器带来安全隐患。而且现有的箱式变电站测控系统都采用単一·温度信息监测模式、并采用硬接线的方式传递监测信息，即通过电缆将箱式变电站的信息上传至风机PLC模块，再由风机PLC模块通过光纤将信息上传至风机监控系统，这种测控系统监测可靠性低而且功能不齐全，无法应付现场的复杂情况，容易造成断路器误动和拒动，不能实现对箱式变电站的全面保护。此外，采用传统测控系统对箱式变电站进行监测与控制时还需要增加许多附属设备，如风机侧PLC模块、防雷模块、信号电缆、变压器侧PT、电压变送器、电流变送器等，这样不仅提高了整个系统的成本，而且在保护方面増加了许多中间环节，为问题的查找、故障的分析带来极大的不便。同吋，由于该系统将箱式变电站信息上传至PLC模块，风机监控系统升级很容易影响箱式变电站信息的上传，降低了测控系统的可靠性。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供ー种运行可靠、成本低廉的具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统。本实用新型所述问题是由以下技术方案实现的ー种具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统，它由综合测控模块以及连接在其输入端的温度信号采集电路、电压电流信号采集电路和连接在其输出端的保护执行电路组成；所述综合测控模块采用THT-FZK- I，所述温度信号采集电路由热电偶、温度变送器、测温电阻、温度开关和继电器组成；所述热电偶的输出端经温度变送器接综合测控模块的4-20mA电流输入端；所述测温电阻一端接综合测控模块的X3-4端，另一端接综合测控模块的X3-5和X3-6端；所述温度开关控制继电器的控制线圈，所述继电器的常开触点一端接电源，一端接综合测控模块的X4-1端。上述具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统，所述电压电流信号采集电路由三个电流互感器和三条电压采样线组成，三个电流互感器分别安装在箱式变电站低压侧的三个相线上，它们的输出端分别接综合测控模块的Xl-1、Xl-3、X1-5端，三条电压采样线的一端分别接箱式变电站低压侧的三个相线，另一端分别接综合测控模块的Χ2-1、Χ2-3、X2-5 端。上述具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统，所述综合测控模块通过通讯接ロ与上位机通讯，所述通讯接ロ包括以太网接ロ、RS485通讯接口和两个光纤通讯接□。上述具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统，所述保护执行电路由多个继电器组成，它们的控制线圈接综合测控模块的输出端，继电器的触点控制箱式变电站的断路器动作线圈和外部电源。本实用新型利用综合测控模块采集箱式变电站的各种信息、控制保护执行电路，并将采集的信息上传至中控室。温度信号采集电路通过三种温度监测部件获得变压器的温度信息，大大提高了该系统的可靠性。该系统可以代替原有箱式变电站控制系统中的大量 分立模块以及附属设备，具有功能完善、成本低廉、工作可靠、接线简单、易于维护等优点，有利于后期箱式变电站的升级。
以下结合附图对本实用新型作进ー步说明。图I是本实用新型的电原理图。图中各标号为U1、综合测控模块；QF1、QF2、QF3、断路器；T、变压器；Cta、CTb、CTc,电流互感器；TH、热电偶；TR、温度变送器；RT、测温电阻；Kt、温度开关；J、继电器；QFl-I、QFI-2、断路器QFl的辅助触点；QF2_1、QF2-2、断路器QF2的辅助触点；HQ、FT、接触器。
具体实施方式
本系统采用综合测控模块将箱式变电站侧信息通过独立的信息通道上传至中控室，功能完善。具有測量功能，可以测量三相电流、三相电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度；模拟量输入功能，可以选择热电偶TH或测温电阻RT測量变压器温度等參数，并从温度开关Kt获取超温报警信号；非电量保护功能，拥有重瓦斯跳闸、变压器超高温跳闸、轻瓦斯报警、SF6气体异常报警、变压器高温报警、变压器油位低报警等；开入开出功能，10路有源接点输入、5路无源接点输出；通讯功能，两路光ロ、一路电ロ、一路串ロ ；PLC功能；故障记录功能；S0E功能；通讯对时功能；显示功能；箱式变电站温湿度控制功能等。參看
图1，综合测控模块Ul设置有四个通讯接ロ，A和B为两个光纤通讯接ロ，X7为RS485通讯接ロ，YT为以太网接ロ。Xl接线端子实现了电流测量功能，本系统通过连接低压侧电流互感器完成对电流的測量，端子上的Xl-1、Xl-2、X1-3分别为电流互感器二次侧输入端，Xl-2、Xl-4、X1-6为电流互感器二次侧公共输入端，箱式变压器低压侧电流互感器二次侧成星形连接，完成对箱式变电站低压侧电流的測量。X2接线端子实现了电压测量功能，系统通过X2-1、X2-3、X2_5直接连接低压侧或者通过电压互感器输出端连接，实现对箱式变电站低压侧电压的测量，通过测量得到Ua、Ub、Uc0利用XI、X2端子测量的电压、电流值可计算出箱式变压器的有功功率、无功功率、功率因数等。公式为P=U*IcosP :、Q = U*I s i η 炉Χ3端子为箱式变压器提供 了两路直流输入，可以根据用户需要选择测温电阻或4-20mA输入，Χ3-1、Χ3-2为4-20mA输入口，接温度变送器TR的4_20mA输出端，图中的热电偶TH和温度变送器TR也可以由SBWZ246PS —体化温度变送器代替；X3_4、X3-5、X3_6为测温电阻RT的输入ロ，测温电阻的型号为PtlOO，用以对变压器油温等參数进行測量，当变压器油温高于某值，综合测控模块根据需要发出告警及跳闸信号。X4端子为11路有源接点输入端，可以接箱式变电站入线侧断路器辅助开关量、出线侧断路器辅助开关量、温湿度信号、箱式变电站门状态开关量、油温跳闸信号开关量、轻瓦斯跳闸信号开关量、重瓦斯跳闸信号开关量等信号，根据各开关量状态监视箱式变电站运行情況。然后根据用户需要对各开关量设定编号，利用系统的PLC功能，确定逻辑关系，完成对箱式变电站的控制。图I中，温度开关Kt发出的超温报警信号接在X4-1端。X5端子为5路无源节点输出端，该端接线端子可以连接箱式变电站中断路器动作线圈以及外部电源等设备，完成箱式变电站内部设备的分、合闸操作，Χ5-1、Χ5-2端子为I路输出端子，一共提供了 5路此种接线端子，完成控制工作。X6端子为电源端子，可以根据需要连接直流或交流电源。本系统通过手持式面板与系统前面板上的数据ロ连接，实现保护设定、參数显示、故障显示等功能。系统通过以上端子监测箱式变电站运行状态，根据一定逻辑关系完成对箱式变电站的测量、控制与保护，并通过RS485接ロ、以太网接ロ、光ロ等完成对箱式变电站的測量控制，真正做到了集各种功能与一体，满足风电场箱式变电站无人值守的要求。
权利要求1.ー种具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统，其特征是，它由综合测控模块(Ul)以及连接在其输入端的温度信号采集电路、电压电流信号采集电路和连接在其输出端的保护执行电路组成，所述综合测控模块(Ul)采用THT-FZK- I，所述温度信号采集电路由热电偶(TH)、温度变送器(TR)、测温电阻(RT)、温度开关(Kt)和继电器(J)组成；所述热电偶(TH)的输出端经温度变送器(TR)接综合测控模块(Ul)的4-20mA电流输入端；所述测温电阻(RT) —端接综合测控模块(Ul)的X3-4端，另一端接综合测控模块(Ul)的X3-5和X3-6端；所述温度开关(Kt)控制继电器(J)的控制线圈，所述继电器(J)的常开触点一端接电源，一端接综合测控模块(Ul)的X4-1端。
2.根据权利要求I所述具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统，其特征是，所述电压电流信号采集电路由三个电流互感器和三条电压采样线组成，三个电流互感器分别安装在箱式变电站低压侧的三个相线上，它们的输出端分别接综合测控模块(Ul)的Xl-U Xl-3、X1-5端，三条电压采样线的一端分别接箱式变电站低压侧的三个相线，另一端分别接综合测控模块(Ul)的Χ2-1、Χ2-3、Χ2-5端。
3.根据权利要求I或2所述具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统，其特征是，所述综合测控模块(U1)通过通讯接ロ与上位机通讯，所述通讯接ロ包括以太网接ロ、RS485通讯接口和两个光纤通讯接ロ。
4.根据权利要求3所述具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统，其特征是，所述保护执行电路由多个继电器组成，它们的控制线圈接综合测控模块(Ul)的输出端，继电器的触点控制箱式变电站的断路器动作线圈和外部电源。
专利摘要一种具有可靠温度监测的风电场箱式变电站控制系统，它由综合测控模块、温度信号采集电路、电压电流信号采集电路和保护执行电路组成，所述温度信号采集电路由热电偶、温度变送器、测温电阻、温度开关和继电器组成，所述热电偶的输出端经温度变送器接综合测控模块的4-20mA电流输入端，所述测温电阻一端接综合测控模块的X3-4端，另一端接综合测控模块的X3-5和X3-6端，所述温度开关控制继电器的控制线圈，所述继电器的常开触点一端接电源，一端接综合测控模块的X4-1端。本实用新型具有功能完善、成本低廉、工作可靠、接线简单、易于维护等优点，有利于后期箱式变电站的升级。
文档编号G05B19/418GK202600441SQ20122007108
公开日2012年12月12日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者禹江, 刘辉, 赵辉 申请人:保定天威恒通电气有限公司