一种交流变桨系统主电源过压的保护装置的制作方法

本实用新型属于风力发电机组应用领域，尤其涉及一种交流变桨系统主电源过压保护装置。

背景技术：

风力发电机组目前市场上主流采用的直流变桨系统和交流变桨系统方案，常规的直流变桨系统在驱动电机控制的变流器失效的情况下，可以利用后备电源直接驱动电机进行安全顺桨，而交流变桨系统在驱动器失效的情况下无法顺桨，而主电源400VAC过压是造成驱动器失效的原因之一。

目前市面上很多的交流驱动器都不具备三相主电源检测的功能，仅仅具有直流母线电压的单一检测功能，而直流母线的电压变化往往都滞后于电网电压的实时波动，即使驱动器检测出直流母线过压故障若主电源持续过压的情况下仍然会导致驱动器失效无法顺桨，所以必须有能直接切除主电源400VAC的元器件对驱动器的整流输入进行电源切除保护，从而保证驱动器可以安全得完成顺桨动作。

针对交流驱动器主电源过压失效的问题，一般采取的办法是增加 400VAC交流接触器，驱动器检测直流母线过压情况输出控制信号切断400VAC接触器的线圈供电，这种方式确实可以达到主电源过压情况下切除的目的，但存在两个问题：

1)主电源400VAC的实时情况无法监测，直流母线电压监测存在滞后性，无法立即切断400VAC主电源；

2)400VAC主电源接触器采用的是常开触点，系统在首次上电的情况下控制接触器线圈回路的继电器触点是常闭的，而风机是旋转振动的应用工况，依靠继电器常闭触点方式存在接触点松动导致风机停机，影响风机的连续可靠运行。

技术实现要素：

为了克服现有交流变桨系统400VAC主电源无法实时监测且 400VAC接触器线圈供电回路的可靠度较差的不足，本实用新型提供了一种可以实时监测交流变桨系统主电源400VAC过压情况并保证主电源在正常情况下运行时400VAC接触器线圈的可靠供电的交流变桨系统主电源过压的保护装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种交流变桨系统主电源过压的保护装置，包括400VAC接触器、 400VAC三相电网监视继电器、直流中间继电器和交流驱动器，所述 400VAC接触器的触点一侧连接电网主电源L1、L2、L3相，所述 400VAC接触器的触点另外一侧连接所述交流驱动器的400VAC输入端，所述400VAC三相电网监视继电器输入电源分别连接电网主电源 L1、L2、L3相，一路无源干结点信号连接至所述交流驱动器，所述直流中间继电器的线圈供电连接所述交流驱动器，所述直流中间继电器的触点连接所述400VAC接触器的线圈回路上，所述交流驱动器三相400VAC电源通过所述400VAC接触器触点侧输入，接收所述 400VAC三相电网继电器的无源干结点信号，控制所述直流中间继电器的线圈供电。

进一步，所述直流中间继电器为2个，分别定义为1K1和1K2，1K2直流中间继电器采用常开触点连接至所述400VAC接触器的控制线圈供电回路，1K1直流中间继电器采用常闭触点与1K2中间继电器进行并联后连接至所述400VAC接触器的控制线圈供电回路。

直流中间继电器1K1和1K2的触点耦合并联方式，用于控制 400VAC接触器的主回路关断，分别实现系统的首次上电、正常长期运行保持以及主电源过压保护切除功能。

再进一步，所述400VAC主电源接触器采用常开触点方式，其线圈回路得电控制通过中间继电器触点的耦合逻辑进行切换，并且在系统长期运行期间导通400VAC主电源接触器线圈供电回路的中间继电器触点必须通过该直流继电器线圈得电来保持。

当交流变桨系统首次上电时，所述400VAC接触器的线圈通过 1K1的常闭触点导通得电，所述400VAC接触器的触点闭合使得所述交流驱动器上电，待所述交流驱动器上电后输出DO1信号控制1K2 中间继电器线圈供电，使得1K2中间继电器的常开触点切换为常闭触点，延时2s后，所述交流驱动器输出DO2信号控制1K1中间继电器供电，使得1K1中间继电器的常闭触点切换为常开触点。当主电源 400VAC过压后所述400VAC三相电网监视继电器的无源干结点动作，所述驱动器在接收到该信号后控制DO1输出信号，控制1K2中间继电器的线圈失电，使得1K2中间继电器的触点切换为常开状态，所述 400VAC接触器的线圈失电，其触点断开从而让变桨系统主电源切除达到保护驱动器的目的。

本实用新型的构思为：通过三相400VAC监视继电器实时监视电网过压情况，一旦电网过压交流驱动器可通过对三相400VAC监视继电器的无源开关信号控制中间继电器线圈的供电回路，来进一步的实现主电源的切除；同时在电网电压正常的情况下，交流变桨系统的首次上电和长期上电运行通过两个中间继电器的耦合并联方式进行依次逻辑控制，达到400VAC主电源接触器线圈供电回路的导通控制目的。

本实用新型的有益效果主要表现在：解决了交流变桨系统 400VAC主电源实时监测的问题，并且通过独立的电网监视模块对电网实时监视，另外在很大程度上避免400VAC接触器线圈控制回路通过单一常闭触点进行长期正常运行的触点松动问题。

附图说明

图1是一种交流变桨系统主电源过压保护的电气示意图。

图2是交流变桨系统主电源正常首次上电示意图。

图3是交流变桨系统主电源正常保持运行示意图。

图4是交流变桨系统主电源过压切除运行示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图4，一种交流变桨系统的主电源过压保护装置，包括 400VAC接触器、400VAC三相电网监视继电器、直流中间继电器和交流驱动器，所述400VAC接触器的触点一侧连接电网主电源L1、L2、 L3相，所述400VAC接触器的触点另外一侧连接所述交流驱动器的 400VAC输入端，所述400VAC三相电网监视继电器输入电源分别连接电网主电源L1、L2、L3相，一路无源干结点信号连接至所述交流驱动器，所述直流中间继电器的线圈供电连接所述交流驱动器，所述直流中间继电器的触点连接所述400VAC接触器的线圈回路上，所述交流驱动器三相400VAC电源通过所述400VAC接触器触点侧输入，接收所述400VAC三相电网继电器的无源干结点信号，控制所述直流中间继电器的线圈供电。

进一步，所述直流中间继电器为2个，分别定义为1K1和1K2， 1K2直流中间继电器采用常开触点连接至所述400VAC接触器的控制线圈供电回路，1K1直流中间继电器采用常闭触点与1K2中间继电器进行并联后连接至所述400VAC接触器的控制线圈供电回路。

直流中间继电器1K1和1K2的触点耦合并联方式，用于控制 400VAC接触器的主回路关断，分别实现系统的首次上电、正常长期运行保持以及主电源过压保护切除功能。

再进一步，所述400VAC主电源接触器采用常开触点方式，其线圈回路得电控制通过中间继电器触点的耦合逻辑进行切换，并且在系统长期运行期间导通400VAC主电源接触器线圈供电回路的中间继电器触点必须通过该直流继电器线圈得电来保持。

本实施例中，所述400VAC接触器2K1控制连接电网主电源L1、 L2、L3相连接与关断，所述400VAC三相电网监视继电器输入电源分别连接电网主电源L1、L2、L3相，可以实现对400VAC主电源的实时监测，并且根据实际的过压情况及时作出响应，通过一路开关无源干结点信号提供至所述交流驱动器作监视判断。所述直流中间继电器 1K1和1K2的作用用于控制400VAC接触器的主回路关断，分别实现系统的首次上电、正常长期运行以及主电源过压保护。所述交流驱动器三相400VAC电源通过所述400VAC接触器触点侧输入，通过接收所述400VAC三相电网继电器的无源干结点信号进行对所述直流中间继电器线圈供电的逻辑控制，来达到系统安全运行的控制目的。

进一步，1K1和1K2两个中间继电器的耦合顺序切换实现对整个交流变桨系统的首次上电、长期运行保持以及主电源过压保护的功能。在系统首次上电的过程中，交流驱动器未上电的情况下无法实现对中间继电器的控制，所以在主电源上电的情况下400VAC接触器的控制线圈必须得电，1K1中间继电器的常闭触点串接至该回路中来导通接触器线圈供电，从而达到驱动器首次上电的目的；待交流驱动器得电后，输出一路DO2信号使得1K2中间继电器的线圈得电，使其触点处于闭合的状态，延时后交流驱动器再输出DO1信号控制1K1 的线圈失电，使得1K1中间继电器的触点处于断开的状态，保证2K1 接触器的触点一直闭合，交流驱动器能长期安全运行；当主电源过压的情况下，1S1三相400VAC监视继电器作出动作指令给交流驱动器，交流驱动器通过DO2输出控制信号使得1K2中间继电器失电，2K1 接触器线圈失电来断开400VAC主电源断开。

参照图2～图4，一种交流变桨系统的主电源过压保护方法，实现的过程如下：

1)400VAC主电源上电后，2K1交流接触器线圈通过1K1中间继电器的常闭触点导通得电，2K1主触点闭合，1T1交流驱动器上电启动；

2)交流驱动器启动完成，输出24VDC控制信号DO2，使得1K2中间继电器线圈得电，1K2触点闭合；

3)延时2秒后，交流驱动器输出24VDC控制信号DO1，使得1K1 中间继电器线圈失电，1K1触点断开，此时2K1接触器的线圈仍然得电，保持交流驱动器长期带电运行的状态；

4)当1S1监测到电网400VAC主电源过压的情况时，无源干结点断开，交流驱动器DI端口立即接收到该信号，输出24VDC控制信号DO2，使得1K2中间继电器线圈失电，1K2触点打开，2K1交流接触器线圈失电，其主触点断开，切断了输入至交流驱动器的主电源供电，从而保护驱动器进行安全顺桨。