CN206192513U - 一种风电专用母线槽发热故障在线监测*** - Google Patents
一种风电专用母线槽发热故障在线监测*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN206192513U CN206192513U CN201621168657.XU CN201621168657U CN206192513U CN 206192513 U CN206192513 U CN 206192513U CN 201621168657 U CN201621168657 U CN 201621168657U CN 206192513 U CN206192513 U CN 206192513U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bus duct
- monitoring system
- wind power
- line monitoring
- microprocessor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，包括多个非接触式采集***、塔筒监测分机和后台监控中心，非接触式采集***包括相互连接的母线槽红外传感器和温度采集器，温度采集器、塔筒监测分机、后台监控中心依次顺序连接。母线槽红外传感器安装在风电母线槽中的各个直线连接单元的接头盖板上，母线槽红外传感器包括4路非接触式数字温度传感探头，4路非接触式数字温度传感探头须对准母排表面。本方案能够对母线槽连接处的工作状态进行实时监测并完成故障位置的准确定位和预警，适用的红外传感器，抑制了母线槽特殊环境的干扰，有效的提高了检测精度和可靠性；后台监控中心为工作人员的实时监测提供便捷，提高了监测效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及母线槽故障在线监测装置技术领域，特别是一种风电专用母线槽发热故障在线监测***。
背景技术
风力发电以其多资源、低成本、易利用的特点成为目前新能源技术最完善、最具开发潜力的发电方式。装机容量的扩大和输送电流等级的提高，使得传统动力电缆的体积和用量持续加大，成本压力不容小觑，且鉴于电缆芯是多股铜线，其根面积比同电流等级的母排要大， “集肤效应”严重，线路损耗大，使电缆在风电传输方面受到制约。而采用母线槽传输电能，电流密度大，安装方便且可靠性高，从而得到广泛应用。风电机组的完整运行周期内，塔筒时刻遭受着叶轮、机顶舱乃至自重的影响，并处于各类复杂风况引发的动载荷作用下，导致塔筒发生振动，长时间会使母线槽分线口插接处的固定螺丝松动，从而导致接触电阻增大，温度升高，电能损耗增加，更甚者会使母线槽发生相互摩擦，进而致使绝缘材料粉末化，最终会因绝缘层击穿而烧毁，导致设备不能正常运行。
早期的风电母线槽发热故障都是通过巡检人员定期检查固化，其往往不能提前预防故障的发生从而造成巨大的经济损失。智能化在线监测技术是风电母线槽发热故障监测方法的发展趋势，但是目前国内外仍处于空白阶段。传统上常采用接触式感测技术来测量物体的温度，但由于其必须与待测物体达到热平衡状态，才能准确感应物体的温度，普遍存在感测速度低及测量延迟的问题，这对于母线槽温升的实时监测具有很大的限制。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，实现母线槽发热故障的远程监控，提高监测效率。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本实用新型提出的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，包括多个非接触式采集***、塔筒监测分机和后台监控中心，其中，非接触式采集***包括相互连接的母线槽红外传感器和温度采集器，温度采集器、塔筒监测分机、后台监控中心依次顺序连接。
作为本实用新型所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***进一步优化方案，所述母线槽红外传感器安装在风电母线槽中的各个直线连接单元的接头盖板上，母线槽红外传感器包括4路非接触式数字温度传感探头，4路非接触式数字温度传感探头须对准母排表面，4路非接触式数字温度传感探头分别通过屏蔽双绞线与温度采集器相连。
作为本实用新型所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***进一步优化方案，所述4路非接触式数字温度传感探头的型号为MLX90614-BCC。
作为本实用新型所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***进一步优化方案，所述温度采集器包括第一微处理器、I2C串行通信电路、第一RS485通讯保护电路和PT100环境温度检测电路，其中，I2C串行通信电路、第一RS485通讯保护电路、PT100环境温度检测电路分别与第一微处理器，I2C串行通信电路与母线槽红外传感器相连，第一RS485通讯保护电路与塔筒监测分机相连。
作为本实用新型所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***进一步优化方案，所述温度采集器还包括与第一微处理器连接的有ID拨码电路。
作为本实用新型所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***进一步优化方案，所述第一微处理器的型号为MSP430F1611。
作为本实用新型所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***进一步优化方案，所述塔筒监测分机包括第二微处理器、第二RS485通讯保护电路、语音预警电路、LED显示预警模块、无线传输模块和位置指示灯；其中，第二RS485通讯保护电路、语音预警电路、LED显示预警模块、无线传输模块、位置指示灯分别与第二微处理器连接，第二RS485通讯保护电路与温度采集器相连，无线传输模块与后台监控中心相连。
作为本实用新型所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***进一步优化方案，所述塔筒监测分机还包括与第二微处理器分别连接的电源模块和按键检测电路。
作为本实用新型所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***进一步优化方案，所述电源模块的电源供给是利用塔筒内照明所用的AC220V。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本实用新型风电专用母线槽发热故障在线监测***，采用适合于母线槽所处高压强电场工作环境的非接触式数字温度传感探头完成温度感测，抑制了母线槽特殊环境的干扰，有效的提高了检测精度和可靠性，电气隔离特性良好；
（2）本实用新型风电专用母线槽发热故障在线监测***，在温度采集器与塔筒监测分机的通讯方面，设计了RS485通讯保护电路并进行通讯组网，降低通信过程中共模信号和反射信号的干扰，保证数据传输的可靠稳定性；
（3）本实用新型风电专用母线槽发热故障在线监测***，实现了母线槽发热故障的在线监测和诊断预警，可以***发生故障的故障点位置从而避免故障的发生，既降低了劳动力又减少了经济损失，确保了风力发电机组的安全运行。
附图说明
图1是本实用新型故障在线监测***的结构示意图；
图2是本实用新型故障在线监测***中温度采集器的结构示意图；
图3是本实用新型故障在线监测***中塔筒监测分机的结构示意图。
图中的附图标记解释为，1-母线槽红外传感器，2-温度采集器，3-塔筒监测分机，4-后台监控中心，5- I2C串行通信电路，6- ID拨码电路，7-第一RS485通信保护电路，8-第一微处理器，9-PT100环境温度检测电路，10-第二RS485通信保护电路，11-语音预警电路，12-第二微处理器，13-LED显示预警模块，14-无线传输模块，15- 位置指示灯，16-电源模块，17-按键检测电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
本实用新型风电专用母线槽发热故障在线监测***，如图1所示，包括相互连接的母线槽红外传感器1和温度采集器2，温度采集器2还连接有塔筒监测分机3，塔筒监测分机3和后台监控中心4连接。
母线槽红外传感器1安装于风电母线槽各个直线连接单元的接头盖板上，其包括4路非接触式数字温度传感探头，用于感测A、B、C三相及零线的母排温度，每路非接触式数字温度传感探头须对准母排表面以提高测量精度，并通过屏蔽双绞线与温度采集器2相连，其中非接触式数字温度传感探头采用MLX90614-BCC，测量精度高、范围大，隔离效果好。
温度采集器2就近安装在母线槽各直线连接单元处，利于各路母排温度的采集和直线连接单元处环境温度的准确测量，塔筒监测分机3安装于风机塔筒底部，负责将所有直线连接单元的监测信息进行汇总显示并完成故障诊断和预警，塔筒监测分机还会将汇总处理后的数据打包上传至后台监控中心4，后台监控中心4可以实现远程操控和实时监测。
如图2所示，温度采集器2包括第一微处理器8，第一微处理器8分别连接有I2C串行通信电路5、ID拨码电路6、第一RS485通讯保护电路7、PT100环境温度检测电路9，I2C串行通信电路5与母线槽红外传感器1相连，第一RS485通讯保护电路7与塔筒监测分机3相连。
其中，第一微处理器8内的主控芯片采用的是MSP430F1611，其运行可靠性高、超低功耗。第一RS485通讯保护电路7的RS485收发器为ADM2483，其隔离特性良好，电磁抗干扰能力强。
母线槽红外传感器1输出的温度数据通过屏蔽双绞线连接到I2C串行通信电路5，处理后的数据最终送入第一微处理器8，完成母排温度的采集工作。由于母线槽红外传感器1包含有4个非接触式数字温度传感探头从器件，为保证数据交互的有效性，需对每一个从器件进行专用地址设定，建立多机通信机制，第一微处理器8主器件可通过寻址来完成对各路母排温度的采集。
在PT100环境温度检测电路的设计中，利用 PT100铂电阻阻值随着温度的上升而呈匀速增长这一特点，通过产生1mA的恒定电流流经PT100，将阻值的变化转换为电压差的变化，再经过差分放大后送入第一微处理器8进行A/D采样处理，完成环境温度的检测。其中第一微处理器8的A/D采样周期为每1s采样64个数据点。所述PT100环境温度检测电路9能够产生1mA的恒定电流流经PT100，将阻值的变化转换为电压差的变化。
四路母线槽温升数据打包后通过第一RS485通讯保护电路7发送给塔筒监测分机3，其中包括温度、温升数据和设备地址信息；四路母线槽温升数据可通过将各路母排温度与PT100所测到的环境温度作差而得到。在进行数据通讯时，塔筒监测分机3要连接多个温度采集器2从设备，因此RS485通信组网时，每一个从设备都必须具有自身的初始ID，初始ID的设定是通过ID拨码电路6，塔筒监测分机3通过对温度采集器2的寻址，实现RS485通信网络的点对点通讯。
如图3所示，塔筒监测分机3包括第二微处理器12，第二微处理器12上分别连接有第二RS485通讯保护电路10、语音预警电路11、LED显示预警模块13、无线传输模块14、位置指示灯15、电源模块16、按键检测电路17，第二RS485通讯保护电路10与温度采集器2相连，无线传输模块14与后台监控中心4相连。
其中，第二微处理器12内的主控芯片采用的是STM32F407VET6，其实时处理能力强，性价比优越，语音预警电路11内的编解码芯片采用的是MA2400-P2，可实现全双工通信，接口简单，LED显示预警模块13内的显示屏采用的是DMT48270T043_03WN，它是一款工业级串口屏，抗干扰能力强、可靠性高，无线传输模块14采用的是USR-GM3模块，其具有透明传输功能，无需协议，简单设置就可实现数据传输、且稳定性好。
电源模块16的电源供给是利用塔筒内照明所用的AC220V。
第二RS485通讯保护电路10主要负责接收来自各温度采集器2的监测数据，然后送入第二微处理器12进行数据处理，并结合实际情况以母线槽长期正常工作所允许的最高温度为发热故障判别依据，建立节点温升与故障位置的对应关系，实现对发热故障具***置的精确定位与预警。第二微处理器12通过25ms的定时中断扫描按键检测电路17中各个按键的状态，执行相应采集、发送等功能。LED显示预警模块13实时显示当前各个温度采集器2所监测到的信息数据和运行状态。
母排温度在进行故障预警时，母线槽温升比较值可利用前后时刻的母排温度做差或各路母排温度与环境温度作差而获得，当母线槽温升比较值大于预警阀值时，语音预警电路11会通过扬声器执行对应位置的语音报警，LED显示预警模块13的显示屏数据也会立即刷新，对应位置的运行状态将从“正常”变为“预警”，并且显示屏背光会不断闪烁，以吸引巡检人员的注意，位置指示灯15主要用于指示当前故障的具***置，提高故障排查率，实时监测信息打包后会通过无线传输模块14上传至后台监控中心4。
后台监控中心4的主要任务是对多个风电机组塔筒上的母线槽在线监测***进行实时监测，如图1所示。同时，监测人员可通过后台监控中心4对母线槽运行状态进行评估，并完成对监测设备的远程操控，其中包括温升阈值设定、监测数据请求和查询、故障消除及历史数据查询等功能。当后台监控中心4的上位机实时监测界面出现故障预警时，监测人员可立即通知附近的检修人员进行故障排除，并且带有专用数据库的上位机可实现对以往监测数据的查询，以便更好的了解母线槽的运行状态及趋势，进行故障预测分析，降低故障率。
以上所述的具体实施方案，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方案而已，并非用以限定本实用新型的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (9)
1.一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，其特征在于，包括多个非接触式采集***、塔筒监测分机和后台监控中心，其中，非接触式采集***包括相互连接的母线槽红外传感器和温度采集器，温度采集器、塔筒监测分机、后台监控中心依次顺序连接。
2.根据权利要求1所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，其特征在于，所述母线槽红外传感器安装在风电母线槽中的各个直线连接单元的接头盖板上，母线槽红外传感器包括4路非接触式数字温度传感探头，4路非接触式数字温度传感探头须对准母排表面，4路非接触式数字温度传感探头分别通过屏蔽双绞线与温度采集器相连。
3.根据权利要求2所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，其特征在于，所述4路非接触式数字温度传感探头的型号为MLX90614-BCC。
4.根据权利要求1所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，其特征在于，所述温度采集器包括第一微处理器、I2C串行通信电路、第一RS485通讯保护电路和PT100环境温度检测电路，其中，I2C串行通信电路、第一RS485通讯保护电路、PT100环境温度检测电路分别与第一微处理器，I2C串行通信电路与母线槽红外传感器相连，第一RS485通讯保护电路与塔筒监测分机相连。
5.根据权利要求4所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，其特征在于，所述温度采集器还包括与第一微处理器连接的有ID拨码电路。
6.根据权利要求4所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，其特征在于，所述第一微处理器的型号为MSP430F1611。
7.根据权利要求1所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，其特征在于，所述塔筒监测分机包括第二微处理器、第二RS485通讯保护电路、语音预警电路、LED显示预警模块、无线传输模块和位置指示灯；其中，第二RS485通讯保护电路、语音预警电路、LED显示预警模块、无线传输模块、位置指示灯分别与第二微处理器连接，第二RS485通讯保护电路与温度采集器相连，无线传输模块与后台监控中心相连。
8.根据权利要求7所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，其特征在于，所述塔筒监测分机还包括与第二微处理器分别连接的电源模块和按键检测电路。
9.根据权利要求8所述的一种风电专用母线槽发热故障在线监测***，其特征在于，所述电源模块的电源供给是利用塔筒内照明所用的AC220V。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621168657.XU CN206192513U (zh) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | 一种风电专用母线槽发热故障在线监测*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621168657.XU CN206192513U (zh) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | 一种风电专用母线槽发热故障在线监测*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206192513U true CN206192513U (zh) | 2017-05-24 |
Family
ID=58733235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201621168657.XU Active CN206192513U (zh) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | 一种风电专用母线槽发热故障在线监测*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206192513U (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107885639A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-06 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种Busbar结构性松弛的保护装置及方法 |
| CN110686780A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-01-14 | 镇江茗驰电气有限公司 | 一种耐火母线槽在线监控方法 |
| CN110987206A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-10 | 广东华创电器设备有限公司 | 一种母线槽连接盖板温升预警显示装置 |
| CN113049110A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-29 | 镇江市产品质量监督检验中心 | 一种基于混合空间温度场分割重建的母线槽温升检测*** |
| CN117309151A (zh) * | 2023-10-09 | 2023-12-29 | 镇江加勒智慧电力科技股份有限公司 | 一种密集绝缘型母线槽过热故障预警***及方法 |
| CN117496133A (zh) * | 2024-01-03 | 2024-02-02 | 山东工商学院 | 基于多模态数据的封闭母线r-cnn温度故障监测方法 |
-
2016
- 2016-11-02 CN CN201621168657.XU patent/CN206192513U/zh active Active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107885639A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-06 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种Busbar结构性松弛的保护装置及方法 |
| CN110686780A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-01-14 | 镇江茗驰电气有限公司 | 一种耐火母线槽在线监控方法 |
| CN110987206A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-10 | 广东华创电器设备有限公司 | 一种母线槽连接盖板温升预警显示装置 |
| CN113049110A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-29 | 镇江市产品质量监督检验中心 | 一种基于混合空间温度场分割重建的母线槽温升检测*** |
| CN117309151A (zh) * | 2023-10-09 | 2023-12-29 | 镇江加勒智慧电力科技股份有限公司 | 一种密集绝缘型母线槽过热故障预警***及方法 |
| CN117496133A (zh) * | 2024-01-03 | 2024-02-02 | 山东工商学院 | 基于多模态数据的封闭母线r-cnn温度故障监测方法 |
| CN117496133B (zh) * | 2024-01-03 | 2024-03-22 | 山东工商学院 | 基于多模态数据的封闭母线r-cnn温度故障监测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206192513U (zh) | 一种风电专用母线槽发热故障在线监测*** | |
| CN202041178U (zh) | 输电线路弧垂在线监测*** | |
| CN203532160U (zh) | 一种基于物联网的风力发电远程监控*** | |
| CN203415084U (zh) | 基于gprs通信技术的供暖锅炉远程监测*** | |
| CN206019731U (zh) | 一种综合智能化变电站的温度检测*** | |
| CN104344901A (zh) | 变电站高压开关柜温度监测预警*** | |
| CN206946006U (zh) | 一种小型气象站一体化控制*** | |
| CN104659912A (zh) | 一种配电网线路在线监测及故障定位*** | |
| CN202770538U (zh) | 输电线路t接点自动测温及报警*** | |
| CN206556774U (zh) | 远距离地埋式电缆接头故障实时定位*** | |
| CN206892625U (zh) | 一种电力电缆远程智能测温*** | |
| CN206274023U (zh) | 一种风力发电机组的运行设备故障监测*** | |
| CN206041638U (zh) | 一种变电所实时监测监控装置 | |
| CN108021069A (zh) | 一种设备运行状态窄带物联网监测*** | |
| CN203672405U (zh) | 一种多参数超声波流体测试仪 | |
| CN207946476U (zh) | 一种基于ZigBee技术的避雷器测试*** | |
| CN207964765U (zh) | 一种气体监测器 | |
| CN203630377U (zh) | 一种单总线结构的气象站 | |
| CN207067259U (zh) | 一种基于云计算与物联网的电力故障监测*** | |
| CN202869655U (zh) | 高压电气设备的温度在线监测装置 | |
| CN205450178U (zh) | 一种输电线路故障定位在线监测装置 | |
| CN204166669U (zh) | 应用于电缆井预警的无线自组网数据采集模块 | |
| CN209375578U (zh) | 一种光伏电站智能运维检修管理*** | |
| CN205941953U (zh) | 自动气象站在线故障检测*** | |
| CN111988562A (zh) | 一种基于导线互感取电的远程图像采集智能警示器*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |