CN101951067A - 风力发电机水冷***中散热控制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种风力发电机组水冷***中散热控制的方法,该方法实现包括以下步骤:1)将空气散热器垂直于主风向摆放;2)通过PLC设定变流器最高温度的每分钟温升临界值;3)若温升大于临界值,进一步判断是否因风向原因引起变流器过温;4)若是风向引起变流器过温,PLC输出停止风扇正向的冷却的信号,延时一定时间,启动风扇反向冷却;5)通过PLC设定延时后的变流器最高温度的温升临界值;6)若温升小于临界值,说明温度下降,保持风扇的前述运行状态;7)通过PLC记录偏航位置,设定偏航位置偏离的临界值;8)若偏航位置偏离临界值,启动风扇正向。
Description
技术领域:
本发明涉及一种风力发电机水冷***,尤其涉及一种风力发电机组水冷***中散热控制的方法。
背景技术:
近几年来国内的风力发电技术蓬勃发展,在机组的大型化方面取得了巨大的进步,相继出现了1.5MW机组、2MW机组、3MW机组,在未来很快就会出现5MW机组,甚至6MW以上的机组。随着机组功率的不断增大,都必须用到比较先进的变频技术,也就是大型的开关电力电子器件,这样一来机组的散热问题成为机组大型化必须面对的问题。
由于机组的大型化,导致散热问题凸显,目前一般采用水冷***给机组进行冷却,该方式工作效率高、成本低。为了提高水冷***的散热效率,避免温度在机组内部的积累,水冷***的散热器必须放到机组的外面,将散热器暴露在了自然环境之中,这样一来就会使得散热器的散热效果严重受到周围环境的影响,如温度、风向影响。
因此,如何有效解决因自然风向改变引起散热问题而导致的机组故障,则是现有技术中有待解决的问题。
发明内容:
为了解决上述问题,我们提供一种风力发电机组水冷***中散热控制的方法,该方法实现涉及的装置有PLC,水冷***和变流器,水冷***包含主管道过滤器、主循环泵、电加热器、空气散热器、脱气罐、胀气罐、变送器和球阀,所述散热控制的方法,包括以下步骤:1)将空气散热器垂直于主风向摆放;2)通过PLC设定变流器最高温度的每分钟温升临界值;3)若温升大于临界值,进一步判断是否因风向原因引起变流器过温;4)若是风向引起变流器过温,PLC输出停止风扇正向的冷却的信号,延时一定时间,启动风扇反向冷却;5)通过PLC设定延时后的变流器最高温度的温升临界值;6)若温升小于临界值,说明温度下降,保持风扇的前述运行状态;7)通过PLC记录偏航位置,设定偏航位置偏离的临界值;8)若所述偏航位置偏离临界值,启动所述风扇正向。
上述方法中,若所述延时后的温升大于临界值时,切换回原来的工作状态,恢复风扇的正向旋转进行冷却;
上述方法中,通过风向开关的闭合断开,产生风向信号并将所述信号传送至所述PLC。
上述方法中,所述风向开关正向开关K1断开,反向开关K2闭合时,判断为风扇启动反向。
5、根据权利要求3所述的散热控制方法,其特征在于,所述K1闭合,K2断开时,断断为风扇启动正向。
6、根据权利要求3所述的散热控制方法,其特征在于所述K1闭合,K2闭合时,判断为风向开关故障。
7、根据权利要求3所述的散热控制方法,其特征在于,所述K1断开,K2断开时,判断风速不影响散热。
附图说明
图1现有技术中空气散热器工作状态图
图2本发明中散热器的始终工作状态图
图3控制电机正反转的电气原理图
具体实施方式:
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
参见图1,现有水冷***采用单侧减压的方式强迫空气流过散热器,起到散热的作用,但是缺点是容易受到风向风速变化的影响,当散热器风扇强迫气流流动的方向与风向相反时,散热器的散热效果将大打折扣了,严重时只相当与正常散热效果的60%。另外,由于风机一般都是在荒郊野外,现有冷却***容易受到飞絮等杂物的堵塞,严重影响散热的效果。
参照图2,本发明将空气散热器垂直于主风向摆放,在现有水冷***的基础上,增加风向的判断的功能(程序和风向开关判断风向),增加控制散热***风扇电机正反转工作的功能。
参照图3,PLC增加数字量输出端口OX.1、OX.2、OX.3、OX.4、OX.5,输入端口IX.1、IX.2、IX.3;用于控制接触器,以实现风扇的正反转;
1、Kx1、Kx2为转换相续的接触器,实现风扇的正反转;
2、Q1、Q2、Q3为过载保护断路器;
3、M1、M2、M3为三个散热风扇的电机;
4、K1、K2为风向开关(K1正风向、K2反风向);
5、K5、K6、K7为分别控制风扇工作的接触器;
6、PLC输出端口OX.1为控制风扇正向的接触器Kx1;
7、PLC输出端口OX.2为控制风扇正向的接触器Kx2;
8、PLC输出端口OX.3通过K5控制风扇M1;
9、PLC输出端口OX.4通过K6控制风扇M2;
10、PLC输出端口OX.5通过K7控制风扇M3;
11、PLC输入端口IX.1通过K1判断正风向;
12、PLC输入端口IX.2通过K2判断反风向;
13、PLC输入端口IX.3通过Kx2判断风扇反向模式;
工作模式1:K1动作,IX.1收到风向正向信号,则OX.1输出风扇正向工作信号,Kx1吸合,PLC根据变流器温度情况同过OX.3、OX.4、OX.5、K5、K6、K7分别控制三个变桨电机M1、M2、M3启停;此时为风扇正向工作模式。
工作模式2:K2动作,IX.2收到风向反向信号,则OX.2输出风扇反
本发明通过控制改变电机的转向、采用多电机轮循启动(或是变频控制电机的启动、转向、转速的方式)方式,使自然的风向和散热器的风向始终保持一致,以达到散热***动态调温节能的目的。其中控制电机转换的判断条件是问题的关键,有两种实施例。
第一种实施例是,内部程序根据现有数据进行判断风向,因为只增加程序判断,因此成本最低,具体方法如下:
1、如果环境温度大于28°并且变流器温度大于61°且风速大于12m/s,可能会出现变流器过温的情况;
2、则检测变流器的最高温度的每分钟温升是否大于2°,设这个值为Ts如果Ts>=2°或者变流器最高温度>=65,进一步判断有变流器过温的可能,而且是因为风向的原因引起的,PLC输出停止风扇正向的冷却,延时1.5s,启动风扇反向冷却;
3、检测变流器的最高温度的1.5钟内温升是否小于等于0°,设这个值为Tj,
如果Tj小于0°,说明温度下降,保持风扇的这种运行状态,否则,切换回原来的工作状态,回复风扇的正向旋转进行冷却;采取措施,判断是否因风向原因引起的变流器过温,如果是,则保持这种运行状态;
4、此时记录现在的偏航位置,设这时位置为Pn,当偏离Pn大于80°时,或不满足步骤一中的任意一个条件时,则改变风扇旋向冷却方式。
第二种实施例,通过风压开关(风压开关,是一种根据风向、风压不同而改变通断状态的器件)来判断风向,从而选择不同的控制方式,以达到节能和提高散热效率。后者更直接更高效,而前者更节省成本。
关于第二种方法判断风向的说明:在第一种方法的基础上,可增加一个PLC的数字量的输入端,用来判断是否达到散热器电机反向工作的条件,也可以去掉内部的程序逻辑判断,来实现上述的功能。
通过对不同风向的判断,控制散热风扇的正向反向的工作,使散热风扇强迫气流方向始终与自然风保持一致,这样一方面利用自然风的能量大大增加了散热效果;另一方面会对飞絮给造成散热***的堵塞有一定的清理作用,不会使飞絮有长期的积累。
本发明能够有效解决因风向的改变而引起的散热***的散热效率降低的问题,减少散热***的能耗,充分的利用自然风能,提高散热***的电能的利用效率,同时起到节能的效果。能够大大降低散热***的能耗,提高风力发电机组的发电效率。
Claims (7)
1.一种风力发电机组水冷***中散热控制的方法,该方法实现涉及的装置有PLC,水冷***和变流器,水冷***包含主管道过滤器、主循环泵、电加热器、空气散热器、脱气罐、胀气罐、变送器和球阀,其特征在于,所述散热控制的方法,包括以下步骤:1)将空气散热器垂直于主风向摆放;2)通过PLC设定变流器最高温度的每分钟温升临界值;3)若温升大于临界值,进一步判断是否因风向原因引起变流器过温;4)若是风向引起变流器过温,PLC输出停止风扇正向的冷却的信号,延时一定时间,启动风扇反向冷却;5)通过PLC设定延时后的变流器最高温度的温升临界值;6)若温升小于临界值,说明温度下降,保持风扇的前述运行状态;7)通过PLC记录偏航位置,设定偏航位置偏离的临界值;8)若所述偏航位置偏离临界值,启动所述风扇正向。
2.根据权利要求1所述的散热控制方法,其特征在于,若所述延时后的温升大于临界值时,切换回原来的工作状态,恢复风扇的正向旋转进行冷却;
3.根据权利要求2所述的散热控制方法,其特征在于,通过风向开关的闭合断开,产生风向信号并将所述信号传送至所述PLC。
4.根据权利要求3所述的散热控制方法,其特征在于,所述风向开关正向开关K1断开,反向开关K2闭合时,判断为风扇启动反向。
5.根据权利要求3所述的散热控制方法,其特征在于,所述K1闭合,K2断开时,判断为风扇启动正向。
6.根据权利要求3所述的散热控制方法,其特征在于,所述K1闭合,K2闭合时,判断为风向开关故障。
7.根据权利要求3所述的散热控制方法,其特征在于,所述K1断开,K2断开时,判断风速不影响散热。
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