多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置的製作方法
2023-05-06 17:10:31 2
專利名稱：多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於對風電場的多個箱式變電站進行監測與控制的裝置，屬控制技術領域。
背景技術：
風電場一般地處人煙稀少，環境複雜的土坡、戈壁、島嶼、灘涂、近海等地，而且風力發電機的分布比較分散，一般來說距離中控室最近的有幾十米或幾百米，最遠的可達幾十公裡，並且每颱風力發電機之間的距離也有500米到1000米，人工巡視和監控以及維護都比較困難，因此每颱風力發電機的箱式變電站都需要採用單獨的現地測控裝置進行監測與控制。現有的箱式變壓器測控裝置都是採用硬接線的方式傳遞監測信息，即通過電纜將箱式變壓器的信息上傳至風機PLC模塊，再由風機PLC模塊通過光纖將信息上傳至風機監控系統，這種測控裝置監測靈敏度低而且功能不齊全，無法應付現場的複雜情況，容易造成斷路器誤動和拒動，不能實現對箱式變壓器的全面保護。此外，採用傳統測控裝置對箱式變壓器進行監測與控制時還需要增加許多附屬設備，如風機側PLC模塊、防雷模塊、信號電纜、箱式變電站側PT、電壓變送器、電流變送器等，這樣不僅提高了整個裝置的成本，而且在保護方面增加了許多中間環節，為問題的查找、故障的分析帶來極大的不便。同時，由於該裝置將箱式變電站信息上傳至PLC模塊，後期風機監控系統升級很容易影響箱式變電站信息的上傳，降低了測控裝置的可靠性。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足、提供一種功能齊全、成本低廉、功能可靠的風力發電場箱式變電站綜合測控裝置。本實用新型所述問題是由以下技術方案實現的一種多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，由綜合測控模塊、電壓電流信號採集電路、溫度信號採集電路、開關信號輸入電路和保護執行電路組成，所述綜合測控模塊採用THT-FI- I型測控模塊，它通過通訊接口與上位機通訊，所述電壓電流信號採集電路和溫度信號採集電路的輸出端接綜合測控模塊的模擬信號輸入端，所述開關信號輸入電路的輸出信號接綜合測控模塊的開關信號輸入端，所述保護執行電路接綜合測控模塊的輸出端。上述多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，所述綜合測控模塊的通訊接口包括乙太網接口、RS485通訊接口和兩個光纖通訊接口。上述多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，所述電壓電流信號採集電路由三個電流互感器和三條電壓採樣線組成，三個電流互感器分別安裝在箱式變壓器低壓側的三個相線上，它們的輸出端分別接綜合測控模塊的Xl-2、Xl-4、X1-6端，三條電壓採樣線的一端分別接箱式變壓器低壓側的三個相線，另一端分別接綜合測控模塊的Χ2-1、Χ2-3、Χ2-5端。上述多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，所述溫度信號採集電路由安裝在站內變壓器上的多個溫度傳感器組成，它們的信號輸出端接綜合測控模塊的溫度信號輸入端。上述多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，所述保護執行電路由多個繼電器組成，它們的控制線圈接綜合測控模塊的輸出端，繼電器的觸點連接站內變壓器的斷路器動作線圈和外部電源。本實用新型利用綜合測控模塊採集箱式變壓器的各種信息、控制保護執行電路， 並將採集的信息上傳至中控室，該裝置可以代替原有箱式變壓器控制系統中的大量分立模塊以及附屬設備，具有功能完善、成本低廉、工作可靠、接線簡單、易於維護等優點，有利於後期箱式變壓器的升級。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的電原理圖。圖中各標號為U1、綜合測控模塊；QFU QF2、QF3、斷路器；T、變壓器；Cta, CTb, CTc、電流互感器；tl、t2、t3、溫度傳感器；QFl-U QF1-2、斷路器QFl的輔助觸點；QF2-1、 QF2-2、斷路器QF2的輔助觸點；HQ、FT、接觸器。
具體實施方式
本裝置採用綜合測控模塊將箱式變電站側信息通過獨立的信息通道上傳至中控室，功能完善。具有測量功能，可以測量三相電流、三相電壓、頻率、功率因數、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度；模擬量輸入功能，可以選擇4一20mA或熱電阻測量變壓器溫度等參數；非電量保護功能，擁有重瓦斯跳閘、變壓器超高溫跳閘、輕瓦斯報警、SF6氣體異常報警、變壓器高溫報警、變壓器油位低報警等；開入開出功能，10路有源接點輸入、5路無源接點輸出；通訊功能，兩路光口、一路電口、一路串口 ；PLC功能；故障記錄功能；SOE功能；通訊對時功能；顯示功能；箱式變壓器溫溼度控制功能等。參看圖1，綜合測控模塊Ul設置有四個通訊接口，A和B為兩個光纖通訊接口，X7 為RS485通訊接口，YT為乙太網接口。Xl接線端子實現了電流測量功能，本裝置通過連接低壓側電流互感器完成對電流的測量，端子上的X1-1、X1-3、X1_5分別為電流互感器二次側輸入端，Xl-2、Xl-4、X1-6為電流互感器二次側公共輸入端，箱式變壓器低壓側電流互感器二次側成星形連接，完成對箱式變壓器低壓側電流的測量。X2接線端子實現了電壓測量功能，裝置通過X2-1、X2-3、X2_5直接連接低壓側或者通過電壓互感器輸出端連接，實現對箱式變壓器低壓側電壓的測量，通過測量得到fe、 Ub, Uc0利用XI、X2端子測量的電壓、電流值可計算出箱式變壓器的有功功率、無功功率、 功率因數等。公式為P=U*Icos^ 、 Q = U*I s i η 爐[0020]X3端子為箱式變壓器提供了兩路直流輸入，可以根據用戶需要選擇熱電阻或 4-20mA輸入，Χ3-1、Χ3-2為4_20mA輸入口，X3-4、X3-5、X3-6為熱電阻輸入口，用以對變壓器油溫等參數進行測量，當變壓器油溫高於某值，綜合測控模塊根據需要發出告警及跳閘信號。X4端子為10路有源接點輸入端，可以接箱式變壓器入線側斷路器輔助開關量、出線側斷路器輔助開關量、溫溼度信號、箱式變壓器門狀態開關量、油溫跳閘信號開關量、輕瓦斯跳閘信號開關量、重瓦斯跳閘信號開關量等信號，根據各開關量狀態監視箱式變壓器運行情況。然後根據用戶需要對各開關量設定編號，利用裝置的PLC功能，確定邏輯關係， 完成對箱式變壓器的控制。X5端子為5路無源節點輸出端，該端接線端子可以連接箱式變壓器中斷路器動作線圈以及外部電源等設備，完成箱式變壓器內部設備的分、合閘操作，X5-1、)(5-2端子為1 路輸出端子，一共提供了 5路此種接線端子，完成控制工作。X6端子為電源端子，可以根據需要連接直流或交流電源。本裝置通過手持式面板與裝置前面板上的數據口連接，實現保護設定、參數顯示、 故障顯示等功能。本裝置通過以上端子監測箱式變壓器運行狀態，根據一定邏輯關係完成對箱式變壓器的測量、控制與保護，並通過RS485接口、乙太網接口、光口等完成對箱式變壓器的測量控制，真正做到了集各種功能與一體，滿足風電場箱式變壓器無人值守的要求。本實用新型中使用的綜合測控模塊THT-F3(- I為保定天威恆通電氣有限公司製造銷售的產品。
權利要求1.一種多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，其特徵是，它由綜合測控模塊 (Ul)、電壓電流信號採集電路、溫度信號採集電路、開關信號輸入電路和保護執行電路組成，所述綜合測控模塊(Ul)採用THT-FI- I型裝置，它通過通訊接口與上位機通訊，所述電壓電流信號採集電路和溫度信號採集電路的輸出端接綜合測控模塊(Ul)的模擬信號輸入端，所述開關信號輸入電路的輸出信號接綜合測控模塊(Ul)的開關信號輸入端，所述保護執行電路接綜合測控模塊(Ul)的輸出端。
2.根據權利要求1所述多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，其特徵是，所述綜合測控模塊(Ul)的通訊接口包括乙太網接口、RS485通訊接口和兩個光纖通訊接口。
3.根據權利要求1或2所述多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，其特徵是，所述電壓電流信號採集電路由三個電流互感器和三條電壓採樣線組成，三個電流互感器分別安裝在箱式變壓器低壓側的三個相線上，它們的輸出端分別接綜合測控模塊(Ul)的X1-1、 Χ1-3、Χ1-5端，三條電壓採樣線的一端分別接箱式變壓器低壓側的三個相線，另一端分別接綜合測控模塊(Ul)的Χ1-1、Χ1-3、Χ1-5端。
4.根據權利要求3所述多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，其特徵是，所述溫度信號採集電路由安裝在箱式變壓器上的多個溫度傳感器組成，它們的信號輸出端接綜合測控模塊(Ul)的溫度信號輸入端。
5.根據權利要求4所述多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，其特徵是，所述保護執行電路由多個繼電器組成，它們的控制線圈接綜合測控模塊(Ul)的輸出端，繼電器的觸點連接箱式變電站的斷路器動作線圈和外部電源。
專利摘要一種多功能風力發電場箱式變電站綜合測控裝置，它由綜合測控模塊、電壓電流信號採集電路、溫度信號採集電路、開關信號輸入電路和保護執行電路組成，所述綜合測控模塊採用THT-FZK-Ⅰ型裝置，它通過通訊接口與上位機通訊，所述電壓電流信號採集電路和溫度信號採集電路的輸出端接綜合測控模塊的模擬信號輸入端，所述開關信號輸入電路的輸出信號接綜合測控模塊的開關信號輸入端，所述保護執行電路接綜合測控模塊的輸出端。本實用新型可以代替原有箱式變電站控制系統中的大量分立模塊以及附屬設備，具有功能完善、成本低廉、工作可靠、接線簡單、易於維護等優點，有利於後期箱式變壓器的升級。
文檔編號H02J13/00GK202333556SQ20112048133
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者劉輝, 禹江, 趙輝 申請人:保定天威恆通電氣有限公司