风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统技术方案

本发明专利技术公开的风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统，包括有设置于风电塔筒内的红外非接触温度采集系统，红外非接触温度采集系统由多个红外非接触温度采集板依次连接组成，多个红外非接触温度采集板分别设置于每节塔筒内母线的连接段上，红外非接触温度采集系统通过电源线与电源系统连接，红外非接触温度采集系统还与数据汇总及故障显示系统连接，数据汇总及故障显示系统通过光纤与监控中心的后台系统连接。本发明专利技术的风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统，实现了母线槽升温中的实时监测和预报，提高了风力发电和运行的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开的风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统，包括有设置于风电塔筒内的红外非接触温度采集系统，红外非接触温度采集系统由多个红外非接触温度采集板依次连接组成，多个红外非接触温度采集板分别设置于每节塔筒内母线的连接段上，红外非接触温度采集系统通过电源线与电源系统连接，红外非接触温度采集系统还与数据汇总及故障显示系统连接，数据汇总及故障显示系统通过光纤与监控中心的后台系统连接。本专利技术的风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统，实现了母线槽升温中的实时监测和预报，提高了风力发电和运行的稳定性。【专利说明】风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统
本专利技术属于风力发电在线监测系统
，涉及一种风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统。
技术介绍
风力发电容易受大气候、微地形及微气象条件的影响，导致风力发电设备事故频繁发生，从而造成巨大的经济损失。母线槽较原用的风电专用电缆在施工、费用、载流能力、散热性能存在巨大的优势，因此如今已基本上完全采用母线槽代替电缆。 目前，我国风力发电母线槽主要存在以下两个隐患:其一、温差及湿度大的地区水汽容易在母排表面和绝缘薄膜周围形成凝露，绝缘受潮并造成绝缘劣化；其二、塔筒在运行过程中是剧烈晃动的，这将不可避免造成密集型母线、母排之间的磨擦，日积月累造成绝缘薄膜磨损并发生击穿现象酿成重大事故。因此，开发出一种风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统，实现了母线槽升温中的实时监测和预报，提高了风力发电和运行的稳定性。 本专利技术所采用的技术方案是，风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统，包括有设置于风电塔筒内的红外非接触温度采集系统，红外非接触温度采集系统由多个红外非接触温度采集板依次连接组成，多个红外非接触温度采集板分别设置于每节塔筒内母线的连接段上，红外非接触温度采集系统通过电源线与电源系统连接，红外非接触温度采集系统还与数据汇总及故障显示系统连接，数据汇总及故障显示系统通过远程通讯网络与监控中心的后台系统连接。 本专利技术的特点还在于: 红外非接触温度采集系统通过RS485总线或Zigbee无线网络与数据汇总及故障显示系统连接。 多个红外非接触温度采集板之间采用RS485总线连接或Zigbee无线网络连接。 红外非接触温度采集板，包括有第一微控制器单元，第一微控制器单元分别与实时时钟模块、Zigbee模块、故障指示灯及信号获取及电压放大电路连接；信号获取及电压放大电路通过屏蔽线与红外测温探头连接。 第一微控制器单元为MSP430单片机。 数据汇总及故障显示系统，包括有第二微控制器单元，第二微控制器单元通过SPI通信总线与数据存储模块连接，第二微控制器单元分别通过RS232总线与显示及报警模块、Zigbee模块接口及远程通讯系统连接，远程通讯系统与后台系统连接。 第二微控制器单元通过一个I/O 口与看门狗电路相连。 第二微控制器单元为MSP430单片机。 数据存储模块为FLASH闪存器，其内部的存储器芯片型号为AT29C040。 显示及报警模块包括有LCD液晶显示屏和蜂鸣器；信号获取及电压放大电路包括有信号调理电路、通道控制电路及A/D转换电路；远程通讯系统为串口服务器、光纤交换机或无线公网DTU。 本专利技术的有益效果在于: 1.本专利技术风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统内的红外非接触温度采集板采用独特设计，可实时采集母线槽温度变化信息，监控中心可远程对红外非接触温度采集板的采用时间间隔、红外热传感器基准等运行参数进行设置。 2.本专利技术风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统可通过提前安装在母线相接处的红外测温探头采集其温度，根据热学分析判断出问题的具体部位从而提醒工作人员，在母线排温升过大前期给出预报警信息，及时采取措施来提高风力发电设备运行的稳定性。 3.为了保证本专利技术风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统在大电流环境下测得温度准确性，不仅采取硬件抗干扰措施，同时采取软件抗干扰措施；在硬件设计上，实现整机高屏蔽及高密封设计，具有良好的耐高温及耐腐蚀性能，并采用看门狗电路、等电位接地等方法，以增强其抗干扰性能并有效防止了系统的死机；软件采取了陷阱技术、冗余设计、滤波技术和故障自动恢复技术等措施。 4.本专利技术风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统将温度采集节点采集到的故障数据先存入FLASH存储器中，并通过串口服务器转发给后台系统(光纤交换机或无线公网DTU)，再由其传送至后台，因此可以对一段时期内的监测数据进行处理和分析和保存，并建立该风力发电母线槽温度信息数据库。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统的结构示意图； 图2是本专利技术风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统内红外非接触温度采集板的结构示意图； 图3是本专利技术风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统内数据汇总及故障显示系统的结构示意图。 图中，1.红外非接触温度采集板，2.电源系统，3.数据汇总及故障显示系统， 4.第一微控制器单兀，5.数据存储模块,6.Zigbee模块,7.显不及报警模块,8.实时时钟模块，9.红外测温探头，10.信号获取及电压放大电路，11.远程通讯系统，12.后台系统， 13.Zigbee模块接口，14.故障指示灯，15.第二微控制器单元。 【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。 由于风的作用，风电塔筒会发生摆动(最大偏离可达2米)；长时间就会导致固定螺丝松动，导致连接处的接触电阻增大，电能损耗增加，更甚者会使母排发生相互摩擦，使绝缘材料粉末化，最终会因绝缘层击穿而烧毁。本专利技术风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统利用提前安装在母线相接处的红外非接触温度采集板采集其温度，根据热学分析判断出问题的具体部位从而提醒工作人员，在母线排温升过大前期给出预报警信息，及时采取措施来提高风力发电设备运行的稳定性。 本专利技术风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统，其结构如图1所示，包括有设置于风电塔筒内的红外非接触温度采集系统，红外非接触温度采集系统由多个红外非接触温度采集板I依次连接组成，多个红外非接触温度采集板I分别设置于每节塔筒内母线的连接段上，红外非接触温度采集系统通过电源线与电源系统2连接，红外非接触温度采集系统还与数据汇总及故障显示系统3连接，数据汇总及故障显示系统3通过远程通讯网络与监控中心的后台系统12连接。 多个红外非接触温度采集板I之间采用RS485总线连接或Zigbee无线网络连接。 红外非接触温度采集系统通过RS485总线或Zigbee无线网络与数据汇总及故障显示系统3连接。 红外非接触温度采集板1，其结构如图2所示，包括有第一微控制器单元4，第一微控制器单元4分别与实时时钟模块8、Zigbee模块6、故障指示灯14及信号获取及电压放大电路10连接；信号获取及电压放大电路10通过屏蔽线与红外测温探头9连接；信号获取及电压放大电路10与红外测温探头9构成温度采集模块。 数据汇总及故障显示系统3，其结构如图3所示，包括有本文档来自技高网...

【技术保护点】
风力发电专用母线槽发热故障在线诊断系统，其特征在于，包括有设置于风电塔筒内的红外非接触温度采集系统，所述红外非接触温度采集系统由多个红外非接触温度采集板(1)依次连接组成，多个红外非接触温度采集板(1)分别设置于每节塔筒内母线的连接段上，所述红外非接触温度采集系统通过电源线与电源系统(2)连接，所述红外非接触温度采集系统还与数据汇总及故障显示系统(3)连接，所述数据汇总及故障显示系统(3)通过远程通讯网络与监控中心的后台系统(12)连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新波，陈子良，田毅，赵伟强，廖明进，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61