CN207297233U - 风力发电机组及其变桨***以及变桨***故障检测设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种风力发电机组及其变桨***以及变桨***故障检测设备，所述变桨***故障检测设备包括：两个配对重载连接器以及针对风力发电机组的各个变桨***设置的多个检测重载连接器，其中，每个检测重载连接器设置在变桨控制柜的柜体中或柜体表面，并且每个检测重载连接器包括与从变桨驱动器中引出的三相动力线以及松闸控制线连接的第一检测插芯，所述两个配对重载连接器用于与电缆连接，其中，每个配对重载连接器包括与每个检测重载连接器中的第一检测插芯对应的第一配对插芯，所述电缆包括连接所述两个配对重载连接器的第一配对插芯的导线。根据本实用新型，可实现任意变桨***的故障检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电技术领域。更具体地讲，涉及一种风力发电机组及其变桨***以及变桨***故障检测设备。
背景技术
在大型风力发电机组中，变桨***的所有机械部件都安装在轮毂上。风机正常运行时所有机械部件都随轮毂以一定的速度旋转。风机的叶片(根部)通过变桨轴承与轮毂相连，每个叶片都有自己的相对独立的变桨驱动***。变桨驱动***通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动。目前，变桨***的调桨方法为：由变桨驱动***驱动变桨轴承转动，变桨轴承的转动带动安装在变桨轴承上的叶片进行转动，从而根据需要改变叶片的桨距角，实现调桨功能。
变桨***的一个主要功能是通过控制叶片的角度来控制风轮的转速，进而控制风机的输出功率。在风机正常运行期间，当风速小于机组额定风速时，变桨***将叶片开到0度角位置，进行最大功率追踪；当风速超过机组额定风速时，变桨***通过控制叶片的角度使风轮的转速保持恒定。
变桨***的另一个主要功能是担当机组的主刹车***功能，电动变桨***通过多种检测和控制手段、多重冗余设计保证风力机组安全稳定运行。任何故障引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置。由此可见，变桨***对机组的稳定性、安全性，都起着至关重要的作用，尤其作为空气动力刹车，要求变桨***必须具备很高的可靠和安全性。
然而，在风力发电机运行过程中，如果变桨***的驱动器、变桨电机、或后备电源发生故障，很可能导致风力发电机的叶片无法收回到安全位置(例如桨距角为88度)；而如果风力发电机叶片无法收回到安全位置，在风力的作用下，会使风力发电机的转速无法下降，引发风力发电机超速甚至发生飞车危险。
由于每个风力发电机叶片只有一套驱动装置，所以一旦驱动装置中的任意一个部件出现问题，都会导致风力发电机叶片无法回桨到安全位置，有可能发生安全事故；而每个叶片如果安装两套驱动装置，一方面会使得***成本成倍增加；另一方面由于变桨***位于风力发电机的风轮(或轮毂)内，其内部空间有限，也没有安装两套***的外在条件。
针对风力发电机叶片无法回桨的故障，尚没有比较好的控制方法，只能尽快检修确定发生故障的器件，对发生故障的器件进行更换。而由于变桨***的结构复杂，当出现故障时，难以准确区分是哪个部件出现了问题，对于比较小的器件，可以很轻易地使用替换法快速判断出故障位置，而对于比较大的器件，例如变桨驱动器、变桨电机等，由于体积和重量等各方面的原因，拆卸比较困难，不但费时而且费力。因此，目前风力发电机组的变桨***的故障检测费时费力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种风力发电机组及其变桨***以及变桨***故障检测设备，以解决目前风力发电机组的变桨***的故障检测费时费力的问题。
本实用新型的一方面提供一种风力发电机组的变桨***故障检测设备，所述变桨***故障检测设备包括：两个配对重载连接器以及针对风力发电机组的各个变桨***设置的多个检测重载连接器，其中，每个检测重载连接器设置在变桨控制柜的柜体中或柜体表面，并且每个检测重载连接器包括与从变桨驱动器中引出的三相动力线以及松闸控制线连接的第一检测插芯，所述两个配对重载连接器用于与电缆连接，其中，每个配对重载连接器包括与每个检测重载连接器中的第一检测插芯对应的第一配对插芯，所述电缆包括连接所述两个配对重载连接器的第一配对插芯的导线。
可选地，在第一变桨***发生故障时，所述两个配对重载连接器分别与所述第一变桨***的检测重载连接器以及未发生故障的第二变桨***检测重载连接器连接。
可选地，每个检测重载连接器还包括与低压直流电源的电源输出端口电连接的第二检测插芯以及与变桨控制器的手动信号输入端口电连接的第三检测插芯，每个配对重载连接器还包括与所述第二检测插芯对应的第二配对插芯、与所述第三检测插芯对应的第三配对插芯以及连接所述第二配对插芯和所述第三配对插芯的导线。
可选地，每个检测重载连接器还包括可拆卸的用于覆盖第一检测插芯、第二检测插芯以及第三检测插芯的盒盖。
可选地，所述变桨***故障检测设备还包括针对每个变桨***设置的第一电机重载连接器和第二电机重载连接器，其中，所述第一电机重载连接器包括分别与从变桨驱动器中引出的三相动力线以及松闸控制线连接的第一电机插芯，所述第二电机重载连接器包括分别与变桨电机的三相动力线以及松闸控制线连接的第二电机插芯，其中，在每个变桨***正常运行时，所述第一电机重载连接器和所述第二电机重载连接器彼此连接，其中，在第一变桨***发生故障时，所述两个配对重载连接器分别与所述第一变桨***的检测重载连接器以及未发生故障的第二变桨***检测重载连接器连接，并且所述第二变桨***的第一电机重载连接器和第二电机重载连接器断开连接。
可选地，所述变桨***故障检测设备还包括：针对风力发电机组的各个变桨***设置的多个隔离开关，每个隔离开关用于接通或断开变桨驱动器中引出的三相动力线以及松闸控制线与变桨电机的三相动力线以及松闸控制线之间的电连接，其中，在每个变桨***正常运行时，各个隔离开关接通，在第一变桨***发生故障时，所述两个配对重载连接器分别与所述第一变桨***的检测重载连接器以及未发生故障的第二变桨***检测重载连接器连接，并且所述第二变桨***的隔离开关断开。
可选地，所述变桨***故障检测设备还包括：针对风力发电机组的各个变桨***设置的多个使能开关，每个使能开关用于接通或断开低压直流电源的输出端口与变桨驱动器的使能信号输入端口之间的电连接，其中，在每个变桨***正常运行时，各个使能开关接通，在第一变桨***发生故障时，第一变桨***的使能开关断开。
本实用新型的另一方面提供一种风力发电机组的变桨***，包括如上所述的变桨***故障检测设备。
本实用新型的另一方面提供一种风力发电机组，包括如上所述的变桨***。根据本实用新型的实施例的风力发电机组的变桨***故障检测设备，在现有的变桨***的基础上增加检测重载连接器以及配对重载连接器，对变桨***的改造主要发生在变桨电控柜中，改造方便，成本低，可实现任意变桨***的故障检测，并且操作方便，不需要拆卸变桨驱动器或变桨电机就能完成故障器件的判断，也不需要拆装电缆。此外，在检测线中设置了用于启动手动变桨模式的相关部件，可有效地防止故障检测完成后忘记拔下检测线，保证了风力发电机组运行和维护的安全。
将在接下来的描述中部分阐述本实用新型另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本实用新型的实施而得知。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本实用新型的实施例的风力发电机组的控制***的结构示意图；
图2是示出根据本实用新型的实施例的风力发电机组的变桨***故障检测设备的结构示意图；
图3是示出根据本实用新型的实施例的风力发电机组的变桨***故障检测设备的部分电气连接示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本实用新型的实施例。
图1是示出根据本实用新型的实施例的风力发电机组的控制***的结构示意图。
如图1所示，风力发电机组的控制***主要包括变桨轴承101、减速机105、变桨电机107、编码器108、变桨控制器109和轮毂106。
风力发电机组的三个叶片(叶片110、叶片111和另一个未在图中示出的叶片)通过叶片自带螺栓安装于变桨轴承101上，并随变桨轴承101同步转动。变桨控制器109用于控制变桨电机107转动。变桨电机107安装于减速机105上，用于驱动减速机105转动。减速机齿轮102与变桨轴承101啮合，用于驱动变桨轴承101转动，变桨轴承101用于驱动风机叶片转动。编码器108位于变桨电机107的尾部，与变桨电机107的旋转轴机械连接，用于测量叶片角度值。
每个叶片分别对应一个变桨***，每个变桨***主要包括减速机105、变桨电机107、变桨轴承101和变桨控制器109。主控控制器103控制风机及变桨***运行并与变桨***进行数据交互。主控控制器103与变桨控制器109之间设置有动力电源线路、通信线路、安全链线路以及其他硬件控制线路等，这些线路的供电电力或电信号都通过滑环113进行传输。
以下将参照图2和图3来详细描述变桨***故障检测设备的结构以及电气连接关系。
图2是示出根据本实用新型的实施例的风力发电机组的变桨***故障检测设备的结构示意图。图3是示出根据本实用新型的实施例的风力发电机组的变桨***故障检测设备的部分电气连接示意图。
根据本实用新型的实施例的风力发电机组的变桨***故障检测设备包括两个配对重载连接器402以及针对风力发电机组的各个变桨***设置的多个检测重载连接器206。
这里，一个检测重载连接器206对应一个变桨***。一般说来，风力发电机组包括三个叶片，而每个叶片分别对应一个变桨***，因此，根据本实用新型的变桨***故障检测设备一般可包括三个检测重载连接器206。变桨***故障检测设备每个检测重载连接器206设置在相应的变桨***的变桨控制柜201的柜体中或柜体表面。
每个检测重载连接器206包括分别与从变桨驱动器203中引出的三相动力线(W、V和U)以及松闸控制线T连接的第一检测插芯2061。可以理解，每个检测重载连接器206包括4个第一检测插芯2061。
两个配对重载连接器402用于与电缆403连接。两个配对重载连接器402与电缆403组成检测线401。每个配对重载连接器402包括与每个检测重载连接器206中的第一检测插芯2061对应的第一配对插芯4021。电缆403包括连接所述两个配对重载连接器402的第一配对插芯4021的导线4025。导线4031的数量与第一配对插芯4021的数量相同，第一配对插芯4021的数量与第一检测插芯2061的数量相同。
在各个变桨***正常运行时，各变桨电机207由各自对应的变桨驱动器203驱动，各个变桨***的检测重载连接器206悬空，也就是说，不与检测线401的配对重载连接器402连接。
优选地，为了对悬空的检测重载连接器206进行防潮、防尘等防护，每个检测重载连接器206还包括可拆卸的用于覆盖第一检测插芯2061、以及后续即将提到的第二检测插芯2062以及第三检测插芯2063的盒盖(图中未示出)。
如图2所示，在第一变桨***1发生故障时，可通过将所述检测线401的两个配对重载连接器402分别与所述第一变桨***1的检测重载连接器206以及未发生故障的第二变桨***2的检测重载连接器206连接来检测发生故障的具体器件。具体说来，在手动变桨模式下，进行手动变桨操作，通过所述第二变桨***2的变桨驱动器203向所述第一变桨***1的变桨电机207供电以及控制变桨电机207的刹车闸打开。也就是说，由第二变桨***2的变桨驱动器203来驱动第一变桨***1的变桨电机207，运行人员可通过观察第一变桨***1的变桨电机207的运行是否正常来判断发生故障的器件是第一变桨***1的变桨驱动器203还是变桨电机207。
可以理解，上述第一变桨***1是指发生故障的变桨***，第二变桨***2是指未发生故障的任意一个变桨***。
可以理解，在检测故障时，需要变桨***中的各个器件来参与。例如，第二变桨***2的变桨控制柜201中的变桨控制器202根据手动变桨操作控制变桨驱动器203运行；变桨驱动器203在变桨控制器202的控制下驱动第一变桨***1的变桨电机207运转。
由于故障检测需要在手动变桨模式下进行，这里，可通过现有的方式来使第二变桨***2进入手动变桨模式。例如，通过手动变桨模式启动开关来向第二变桨***2的变桨控制器202的手动信号输入端口2021输入高电平，以启动手动变桨模式。
在一个优选地实施例中，可通过将检测线401的配对重载连接器402与第二变桨***2的检测重载连接器206连接来向上述的手动信号输入端口301输入高电平，以启动手动变桨模式。
具体说来，每个检测重载连接器206还包括与低压直流电源303(例如24V电源)的电源输出端口3031电连接的第二检测插芯2062，以及与变桨控制202的手动信号输入端口2021电连接的第三检测插芯2063。每个配对重载连接器402还包括与所述第二检测插芯2062对应的第二配对插芯4022、与所述第三检测插芯2063对应的第三配对插芯4023以及连接所述第二配对插芯4022和所述第三配对插芯4023的导线4024。
这样，当配对重载连接器402与第二变桨***2的检测重载连接器206连接时，检测重载连接器206的第二检测插芯2062和第三检测插芯2063，将通过导线4024进行短接，从而向上述的手动信号输入端口301输入高电平，以启动手动变桨模式。
并且，在故障检测完成之后，需要拔下检测线401，当工作人员忘了拔下检测线401时，上述的手动信号输入端口301将一直处于高电平，也就是说第二变桨***2将一直处于手动变桨模式，而无法进行自动变桨模式，因此，在检测线401中设置用于启动手动变桨模式的相关部件，可有效地防止故障检测完成后忘记拔下检测线401，保证了风力发电机组运行和维护的安全。
此外，在对第一变桨***1进行故障检测时，需要切断第二变桨***2中的变桨电机207的电源，这里，可通过设置各种可接通或切断变桨电机207的器件。
例如，每个变桨***设置第一电机重载连接器204和第二电机重载连接器205。所述第一电机重载连接器204包括分别与从变桨驱动器203中引出的三相动力线(W、V和U)以及松闸控制线T连接的第一电机插芯2041，所述第二电机重载连接器205包括分别与变桨电机207的三相动力线(W、V和U)以及松闸控制线T连接的第二电机插芯2051。在每个变桨***正常运行时，第一电机重载连接器204和第二电机重载连接器205彼此连接。在第一变桨***1发生故障时，第二变桨***2的第一电机重载连接器204和第二电机重载连接器205断开连接，以切断第二变桨***2中的变桨电机207的电源。
或者，针对风力发电机组的各个变桨***设置多个隔离开关(图中未示出)，每个隔离开关用于接通或断开变桨驱动器203中引出的三相动力线(W、V和U)以及松闸控制线T与变桨电机的三相动力线(W、V和U)以及松闸控制线T之间的电连接。在每个变桨***正常运行时，各个隔离开关接通。在第一变桨***1发生故障时，第二变桨***2的隔离开关断开，以切断第二变桨***2中的变桨电机207的电源。
此外，在对第一变桨***1进行故障检测时，需要使第一变桨***1的变桨驱动器203停止工作，即停止向第一变桨***1的变桨电机207输送电源。一般说来，可通过断开变桨驱动器203的使能信号来使变桨驱动器203停止工作。
这里，可通过现有的方式来断开变桨驱动器203的使能信号。例如，通过触发第一变桨***1的变桨电机207对应的限位开关来断开变桨驱动器203的使能信号。
在一个优选地实施例中，可针对风力发电机组的各个变桨***设置的多个使能开关(图中未示出)。每个使能开关用于接通或断开低压直流电源303的电源输出端口3031与变桨驱动器203的使能信号输入端口(图中未示出)之间的电连接。在每个变桨***正常运行时，各个使能开关接通。在第一变桨***发生故障时，第一变桨***1的使能开关断开，从而断开变桨驱动器203的使能信号，使第一变桨***1的变桨驱动器203停止向第一变桨***1的变桨电机207输送电源。
根据本实用新型的实施例的风力发电机组的变桨***故障检测设备，在现有的变桨***的基础上增加检测重载连接器以及配对重载连接器，对变桨***的改造主要发生在变桨电控柜中，改造方便，成本低，可实现任意变桨***的故障检测，并且操作方便，不需要拆卸变桨驱动器或变桨电机就能完成故障器件的判断，也不需要拆装电缆。
此外，根据本实用新型的实施例的风力发电机组的变桨***故障检测设不受变桨***的类型、所在环境、故障原因等限制，可应用于交流、直流等各种变桨***，适用范围广。
此外，在检测线中设置了用于启动手动变桨模式的相关部件，可有效地防止故障检测完成后忘记拔下检测线，保证了风力发电机组运行和维护的安全。
本实用新型还提供一种风力发电机组的变桨***。该变桨***包括如上所述的变桨***故障检测设备。
本实用新型还提供一种风力发电机组。该风力发电机组包括如上所述的变桨***。
应该理解，尽管在这里可使用术语第一、第二等来描述不同的组件，但是这些组件不应被这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个组件与另一组件。例如，在不脱离示例实施例的范围的情况下，第一组件可被称为第二组件，类似地，第二组件可被称为第一组件。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本实用新型，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (9)
1.一种风力发电机组的变桨***故障检测设备，其特征在于，所述变桨***故障检测设备包括：
两个配对重载连接器以及针对风力发电机组的各个变桨***设置的多个检测重载连接器，
其中，每个检测重载连接器设置在变桨控制柜的柜体中或柜体表面，并且每个检测重载连接器包括与从变桨驱动器中引出的三相动力线以及松闸控制线连接的第一检测插芯，所述两个配对重载连接器用于与电缆连接，其中，每个配对重载连接器包括与每个检测重载连接器中的第一检测插芯对应的第一配对插芯，所述电缆包括连接所述两个配对重载连接器的第一配对插芯的导线。
2.根据权利要求1所述的变桨***故障检测设备，其特征在于，在第一变桨***发生故障时，所述两个配对重载连接器分别与所述第一变桨***的检测重载连接器以及未发生故障的第二变桨***检测重载连接器连接。
3.根据权利要求1所述的变桨***故障检测设备，其特征在于，每个检测重载连接器还包括与低压直流电源的电源输出端口电连接的第二检测插芯以及与变桨控制器的手动信号输入端口电连接的第三检测插芯，每个配对重载连接器还包括与所述第二检测插芯对应的第二配对插芯、与所述第三检测插芯对应的第三配对插芯以及连接所述第二配对插芯和所述第三配对插芯的导线。
4.根据权利要求3所述的变桨***故障检测设备，其特征在于，每个检测重载连接器还包括可拆卸的用于覆盖第一检测插芯、第二检测插芯以及第三检测插芯的盒盖。
5.根据权利要求1所述的变桨***故障检测设备，其特征在于，所述变桨***故障检测设备还包括针对每个变桨***设置的第一电机重载连接器和第二电机重载连接器，
其中，所述第一电机重载连接器包括分别与从变桨驱动器中引出的三相动力线以及松闸控制线连接的第一电机插芯，所述第二电机重载连接器包括分别与变桨电机的三相动力线以及松闸控制线连接的第二电机插芯，
其中，在每个变桨***正常运行时，所述第一电机重载连接器和所述第二电机重载连接器彼此连接，
其中，在第一变桨***发生故障时，所述两个配对重载连接器分别与所述第一变桨***的检测重载连接器以及未发生故障的第二变桨***检测重载连接器连接，并且所述第二变桨***的第一电机重载连接器和第二电机重载连接器断开连接。
6.根据权利要求1所述的变桨***故障检测设备，其特征在于，所述变桨***故障检测设备还包括：针对风力发电机组的各个变桨***设置的多个隔离开关，每个隔离开关用于接通或断开变桨驱动器中引出的三相动力线以及松闸控制线与变桨电机的三相动力线以及松闸控制线之间的电连接，
其中，在每个变桨***正常运行时，各个隔离开关接通，在第一变桨***发生故障时，所述两个配对重载连接器分别与所述第一变桨***的检测重载连接器以及未发生故障的第二变桨***检测重载连接器连接，并且所述第二变桨***的隔离开关断开。
7.根据权利要求1所述的变桨***故障检测设备，其特征在于，所述变桨***故障检测设备还包括：针对风力发电机组的各个变桨***设置的多个使能开关，每个使能开关用于接通或断开低压直流电源的输出端口与变桨驱动器的使能信号输入端口之间的电连接，
其中，在每个变桨***正常运行时，各个使能开关接通，在第一变桨***发生故障时，第一变桨***的使能开关断开。
8.一种风力发电机组的变桨***，其特征在于，包括如权利要求1至7中的任意一项所述的变桨***故障检测设备。
9.一种风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求8所述的变桨***。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |