CN103278692B - 风力发电变流器制动回路检测方法 - Google Patents

风力发电变流器制动回路检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电变流器制动回路检测方法，对直流母线进行预充电，制动回路短时投入工作，工作期间，由数据采集器多次同步采集直流母线的电压和制动装置的电流；利用采集到的直流母线的电压和制动装置的电流得出制动电阻的计算值并与设计值进行阻值偏差计算；若阻值偏差在制动电阻的置信区间内，则输出制动回路正常信号；若阻值偏差在制动电阻的置信区间外，则输出制动回路异常信号。本发明能够在变流器并网发电之前，利用控制***自动地对制动回路进行测试，既可以检测到整个制动回路的接线正确与否，还可以检测到制动电阻性能是否下降，根据检测结果判断是否预先报警，避免由于制动回路失效导致的安全事故。

Description

风力发电变流器制动回路检测方法
技术领域
本发明涉及一种风力发电变流器，尤其涉及一种风力发电变流器制动回路检测方法。
背景技术
目前，在兆瓦级的风力发电变流器设计中，大多采用交直交（AC-DC-AC，Alternating Current - Direct Current - Alternating Current）的拓扑结构，风力发电机组产生的三相交流电通过机侧变流模块整流成直流电，能量存储在直流母线上，然后通过网侧变流模块进行逆变，将直流母线上的能量转换成电网可以接收的三相电，这样就形成了一个由电机到电网的能量转换环，实现了能量的转移。
需要关注的是，如果网侧变流模块没有及时将直流母线上的能量传送给电网，而机侧变流模块又不断将发电机产生的能量注入到直流母线上，会导致直流母线电压不断升高，将严重威胁到功率器件的安全，因而对直流母线过压的保护在整个变流器***中就显得尤为重要。
当前，为了快速消耗掉直流母线上过多的电量，大都采用在正负直流母线间增加一个制动回路来解决这一问题。通常情况下，制动回路处于待机状态，它的健康状态是未知的，当制动回路接线错误或者制动电阻性能下降时，会导致制动回路失效，将严重影响到整个变流器的运行安全，严重时会导致器件发生***事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是找到一种能够对制动回路进行测试，并确保设备安全运行的风力发电变流器制动回路检测方法。
为了解决上述技术问题提供一种风力发电变流器制动回路检测方法，变流器包括机侧变流模块和网侧变流模块并由直流母线连接，
步骤一，对直流母线进行预充电，制动回路短时投入工作；
步骤二，在制动回路工作期间，由数据采集器多次同步采集直流母线的电压和制动装置的电流；
步骤三，利用采集到的直流母线的电压和制动装置的电流进行计算，得出制动电阻的计算值，并将制动电阻的计算值与制动电阻的设计值进行阻值偏差计算；
步骤四，若阻值偏差在制动电阻的置信区间内，则输出制动回路正常信号；
若阻值偏差在制动电阻的置信区间外，则输出制动回路异常信号；
步骤五，根据制动回路异常信号，对制动回路进行调试，调试后，重复上述步骤一。
进一步地，在步骤一中，对直流母线进行预充电时，保持直流母线的电压低于直流母线正常工作时的电压。
进一步地，阻值偏差=（制动电阻计算值－制动电阻设计值）/ 制动电阻设计值。
进一步地，所述步骤四中的置信区间是阻值偏差在－5%到＋5%之间。
进一步地，所述制动装置设置在机侧变流模块和网侧变流模块之间并跨接在直流母线正负极间。
进一步地，所述制动装置包括有依次串联的绝缘栅双极型晶体管IGBT桥和制动电阻。
进一步地，所述数据采集器直接采集直流母线的电压，并通过IGBT电流采集电路对IGBT桥进行电流采集。
进一步地，所述IGBT电流采集电路设置在制动装置内部。
进一步地，所述IGBT电流采集电路设置在制动装置外部。
进一步地，所述数据采集器为AD采集器。
本发明能够在变流器并网发电之前，利用控制***自动地对制动回路进行测试，既可以检测到整个制动回路的接线正确与否，还可以检测到制动电阻性能是否下降，根据检测结果判断是否预先报警，避免由于制动回路失效导致的安全事故。
附图说明
图1是本发明风力发电变流器结构；
图2是制动回路测试流程图。
图中，1. 机侧变流模块，2. 网侧变流模块，3. 直流母线，4. 制动装置，5. 制动电阻，6. IGBT桥，7.数据采集器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1和图2所示，为一种风力发电变流器结构及制动回路测试流程图，变流器包括机侧变流模块1和网侧变流模块2并由直流母线3连接，所述制动装置4设置在机侧变流模块1和网侧变流模块2之间并跨接在直流母线3正负极之间，通过制动装置4消耗直流母线3上多余电量，所述制动装置4包括有依次串联的IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）桥6和制动电阻5。
风力发电变流器还包括有数据采集器7，所述数据采集器7分别与IGBT桥6和直流母线3连接，所述数据采集器7能够同步获取直流母线3上的电压、IGBT桥6电流，本实施例中，数据采集器7是通过IGBT电流采集电路来采集电流并将信息传递给数据采集器7，所述IGBT电流采集电路并不仅限于设置在制动IGBT桥6内部，也可以设置制动IGBT桥6外部，只要能够测出电流即可。
所述数据采集器7为AD采集器，所述AD采集器能够将比如电流、电压这些模拟信号，转化为数字信号，然后通过采集的电流、电压得出制动电阻5的计算阻值R。
需要特别注意的是，制动电阻5的正常工作是受最大工作电流和工作温度所限制，通常是以在最大工作电流情况下持续工作多长时间来表示；在对制动回路进行测试的时候，应保证制动的测试电流和制动回路的工作时间不要超过制动电阻5所能承受的极限范围。
在对制动回路进行测试时，首先对直流母线3进行预充电，强制制动回路短时投入工作，为了避免因直接闭合主控开关带来的冲击对线路造成损坏，在对直流母线进行预充电时，要保持直流母线的电压略低于直流母线正常工作时的电压，预充电完成后，通过软件程序的控制，使得制动IGBT桥6在一段极小的时间内工作。
在制动回路测试期间，由数据采集器7多次同步采集直流母线3的电压U和制动装置4的电流I； 然后利用采集到的直流母线3电压和制动装置4电流进行计算，得出制动电阻5的计算值R=U/I，并将制动电阻5的计算值R与制动电阻5的设计值R’进行对比；若阻值偏差在制动电阻5的置信区间内，则输出制动回路正常信号，即可让设备继续运行；若阻值偏差在制动电阻5的置信区间外，则输出制动回路异常信号，此时设备会做出故障停机的反映，经调试后，再重新进行测试直到符合标准为止。
本发明中，计算所得R值与设计的R’值进行比较，如果计算值R与设计值R’相差较大（R’值的大小与制动电阻5设计的性能有关），则认为制动模块4已经不能正常工作了。现以制动电阻5阻值偏差 ±5%为置信区间为例子进行说明，具体问题可按下面分析处理：
    －5%≤（R计算值－R’设计值）/ R’设计值≤5%：制动回路正常；
    （R计算值－R’设计值）/ R’设计值 > 5%或＜－5%：制动电阻异常；
当测试制动回路测试结果异常后，数据采集器7将信息传递给告警装置，变流器报出故障，停止工作，***进入到故障安全状态，然后再排查问题，待问题解决后，变流器方可重新开始测试工作，直到各指标合格为止。
本发明增加了制动回路测试功能之后，在变流器并网发电之前，就可检测到制动回路能否正常工作，避免变流器***在运行过程中，因出现直流母线3过压而使制动回路不能正常工作，导致变流器故障、功率模块炸毁、甚至发生风机脱网事故，大大提高了变流器***的安全性。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种风力发电变流器制动回路检测方法，变流器包括机侧变流模块和网侧变流模块并由直流母线连接，其特征在于，
步骤一，对直流母线进行预充电，制动回路短时投入工作；
步骤二，在制动回路工作期间，由数据采集器多次同步采集直流母线的电压和制动装置的电流；
步骤三，利用采集到的直流母线的电压和制动装置的电流进行计算，得出制动电阻的计算值，并将制动电阻的计算值与制动电阻的设计值进行阻值偏差计算；
步骤四，若阻值偏差在制动电阻的置信区间内，则输出制动回路正常信号；
若阻值偏差在制动电阻的置信区间外，则输出制动回路异常信号；
步骤五，根据制动回路异常信号，对制动回路进行调试，调试后，重复上述步骤一。
2.根据权利要求1所述的风力发电变流器制动回路检测方法，其特征在于，在步骤一中，对直流母线进行预充电时，保持直流母线的电压低于直流母线正常工作时的电压。
3.根据权利要求1所述的风力发电变流器制动回路检测方法，其特征在于，阻值偏差=（制动电阻计算值－制动电阻设计值）/ 制动电阻设计值。
4.根据权利要求3所述的风力发电变流器制动回路检测方法，其特征在于，所述步骤四中的置信区间是阻值偏差在－5%到＋5%之间。
5.根据权利要求1所述的风力发电变流器制动回路检测方法，其特征在于，所述制动装置设置在机侧变流模块和网侧变流模块之间并跨接在直流母线正负极间。
6.根据权利要求5所述的风力发电变流器制动回路检测方法，其特征在于，所述制动装置包括有依次串联的绝缘栅双极型晶体管IGBT桥和制动电阻。
7.根据权利要求6所述的风力发电变流器制动回路检测方法，其特征在于，所述数据采集器直接采集直流母线的电压，并通过IGBT电流采集电路对IGBT桥进行电流采集。
8.根据权利要求7所述的风力发电变流器制动回路检测方法，其特征在于，所述IGBT电流采集电路设置在制动装置内部。
9.根据权利要求7所述的风力发电变流器制动回路检测方法，其特征在于，所述IGBT电流采集电路设置在制动装置外部。
10.根据权利要求1所述的风力发电变流器制动回路检测方法，其特征在于，所述数据采集器为AD采集器。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016206053A1 (de) * 2015-05-18 2016-11-24 Heidelberger Druckmaschinen Ag Schutzschaltung für Bremswiderstand
CN105067927B (zh) * 2015-08-11 2018-01-09 清能德创电气技术（北京）有限公司 一种伺服驱动器制动电阻回路检测方法
CN112557779B (zh) * 2019-09-26 2022-03-25 株洲中车时代电气股份有限公司 一种变流器的异常监测方法及装置
CN110749840A (zh) * 2019-11-27 2020-02-04 珠海格力电器股份有限公司 提升变流器安全性的检测方法及装置、变流器
CN112928742B (zh) * 2019-12-05 2023-09-12 金风科技股份有限公司 变流器的直流母线过压保护方法及相应控制器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1061065A2 (ru) * 1982-04-26 1983-12-15 Предприятие П/Я В-2015 Устройство дл измерени сопротивлени изол ции контактов выключателей
US6960928B2 (en) * 2003-11-21 2005-11-01 International Business Machines Corporation Electromagnetic coupling based motor plug detect system and method
CN202093095U (zh) * 2011-06-09 2011-12-28 上海市电力公司 一种变压器直流电阻测试仪
CN202474880U (zh) * 2012-03-15 2012-10-03 广东明阳龙源电力电子有限公司 一种风力发电装置
CN103078565A (zh) * 2012-12-25 2013-05-01 北京金风科创风电设备有限公司 发电机制动设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1061065A2 (ru) * 1982-04-26 1983-12-15 Предприятие П/Я В-2015 Устройство дл измерени сопротивлени изол ции контактов выключателей
US6960928B2 (en) * 2003-11-21 2005-11-01 International Business Machines Corporation Electromagnetic coupling based motor plug detect system and method
CN202093095U (zh) * 2011-06-09 2011-12-28 上海市电力公司 一种变压器直流电阻测试仪
CN202474880U (zh) * 2012-03-15 2012-10-03 广东明阳龙源电力电子有限公司 一种风力发电装置
CN103078565A (zh) * 2012-12-25 2013-05-01 北京金风科创风电设备有限公司 发电机制动设备

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