一种双馈风电机组发电机在线绝缘检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种双馈风电机组发电机在线绝缘检测装置，包括：发电机、变流器、主控系统和数据采集与监视控制系统；变流器用于向发电机发送激励信号，采集发电机反馈的检测信号，将检测信号传输给主控系统；主控系统用于控制变流器工作模式的切换；还用于接收检测信号并传输给数据采集与监视控制系统；数据采集与监视控制系统用于对检测信号进行存储、分析和判定，识别出发电机可能存在的绝缘故障并进行预警；本实用新型专利技术可以解决现有技术无法实现对发电机绕组绝缘性能的实时检测，不能对发电机的工作健康状态进行更加准确预判的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双馈风电机组发电机在线绝缘检测装置
本技术涉及风力发电
，具体涉及一种双馈风电机组发电机在线绝缘检测装置。
技术介绍
发电机作为风力发电机组中的关键部件，承担着将机械能转化为电能的职能，其健康状态是影响风电机组正常运行的关键因数之一。发电机绕组的绝缘性能是体现发电机健康状态的核心参数，对发电机绕组的绝缘性能进行检测，可以判断发电机的健康状态。目前，常规检测方法是在风力发电机组停机状态下拆除发电机出线动力电缆，利用绝缘检测仪器仪表测量发电机绕组介质损耗角、局部放电量、直流耐电压值、极化指数和放电指数等参数，以此判定绝缘系统的健康状态。该方法的缺点是需要将风力发电机组停机，拆除出线动力电缆进行检测，因此这种方法无法实现对发电机绕组绝缘性能的实时检测。因为发电机的定转子绕组在发生早期故障时，风力发电机组仍可继续运行，若不能尽早检测到故障，将会导致定转子电流增大、温度升高，使故障加剧，最终导致风力发电机组被迫停机。所以需要对发电机绕组绝缘性能进行实时检测，从而对发电机的工作健康状态进行更加准确的预判。避免出现在前一次停机检测时没有发现异常，但在风力发电机组工作运行一段时间后，在下一次停机检测前，发电机绕组发生了故障，影响风力发电机组的正常工作。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术提供一种双馈风电机组发电机在线绝缘检测装置，以解决现有技术中存在的无法实现对发电机绕组绝缘性能的实时检测，不能对发电机的工作健康状态进行更加准确预判的技术问题。本技术采用的技术方案如下：提供了一种双馈风电机组发电机在线绝缘检测装置，包括：发电机、变流器、主控系统和数据采集与监视控制系统；发电机包括定子和转子；变流器，用于通过调整调制信号的频率和载波比，改变变流器输出电压的波形、频率和幅值来得到激励信号；用于向发电机发送激励信号，用于采集发电机反馈的检测信号，还用于将采集到的检测信号传输给主控系统；主控系统，用于控制变流器的工作模式的切换；还用于接收检测信号并将检测信号传输给数据采集与监视控制系统；数据采集与监视控制系统，用于对检测信号进行存储、分析和判定，识别出发电机可能存在的绝缘故障并进行预警。结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，变流器包括变流器控制单元、并网接触器、主断路器、主接触器、功率模块、电压互感器和电流互感器；变流器控制单元分别与并网接触器、主断路器、主接触器、功率模块、电压互感器和电流互感器相连接；变流器的并网接触器与发电机的定子相连接，变流器的功率模块与发电机的转子相连接；并网接触器、主断路器和主接触器用于切换变流器的工作模式；电压互感器和电流互感器用于采集检测信号；结合第二种可实现方式，在第三种可实现方式中，电压互感器设在转子和功率模块之间，还设在定子和并网接触器之间；电流互感器设在定子和并网接触器之间。结合第一种可实现方式，在第四种可实现方式中，还包括温度传感器，所温度传感器用于监测发电机的实时温度，还用于将实时温度通过主控系统传输给数据采集与监视控制系统。由上述技术方案可知，本技术的有益技术效果如下：1.通过使用并网接触器、主断路器和主接触器将发电机从电网中断开；将变流器作波形发生器使用，产生绝缘检测所需的激励信号；通过电压互感器和电流互感器采集经过发电机转子绕组之后反馈的检测信号；通过SCADA系统(数据采集与监视控制系统)对检测信号进行分析、判定；这样可以在不拆除发电机出线电缆的情况下，在风电机组启机、待机或停机时，均可实现双馈风电机组发电机绝缘性能在线检测。2.结合模拟发电机故障的方法，在SIMULINK的仿真环境中建立双馈电机的故障模型，通过预先的故障模拟和建模仿真，得出用于判定发电机是否发生故障或者有故障风险的仿真参数，可以使SCADA系统对检测信号的判定更加准确。3.充分利用风电机组本身的现有设备和部件，不需要额外增加其他设备，经济实用。4.变流器可设为两种工作模式，当要进行绝缘检测时将变流器切换至发电机绕组绝缘检测工作模式，变流器完成激励信号发送和数据采集功能后可以即时切换至正常工作模式，后续在SCADA系统中对检测信号进行分析和处理，不会长时间影响风电机组的正常运行。5.SCADA系统可以根据温度传感器测得的发电机温度实测值，查询映射关系曲线，通过映射关系得出在此实测温度下的校准后仿真参数，再使用校准后仿真参数对发电机的绝缘故障进行判定，从而使判定结果更加准确。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本技术实施例1的方法流程图。图2为本技术变流器发出的激励信号电压波形图。图3为本技术SCADA系统建立故障信息库的方法流程图。图4为本技术SCADA系统建立故障信息库时的转子电流仿真频谱图。图5为本技术SCADA系统建立故障信息库时的定子电流仿真频谱图。图6为本技术SCADA系统对发电机绝缘故障的分析和判定方法流程图。图7为本技术实施例3的装置系统结构框图。具体实施方式下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。实施例1本技术提供一种双馈风电机组发电机在线绝缘检测装置，如图7所示，包括：发电机、变流器、主控系统和数据采集与监视控制系统；发电机包括定子和转子；变流器，用于通过调整调制信号的频率和载波比，改变变流器输出电压的波形、频率和幅值来得到激励信号；用于向发电机发送激励信号，用于采集发电机反馈的检测信号，还用于将采集到的检测信号传输给主控系统；主控系统，用于控制变流器的工作模式的切换；还用于接收检测信号并将检测信号传输给数据采集与监视控制系统；数据采集与监视控制系统，用于对检测信号进行存储、分析和判定，识别出发电机可能存在的绝缘故障并进行预警。变流器包括变流器控制单元、并网接触器、主断路器、主接触器、功率模块、电压互感器和电流互感器；变流器控制单元分别与并网接触器、主断路器、主接触器、功率模块、电压互感器和电流互感器相连接；变流器的并网接触器与发电机的定子相连接，变流器的功率模块与发电机的转子相连接；并网接触器、主断路器和主接触器用于切换变流器的工作模式；电压互感器和电流互感器用于采集检测信号；电压互感器设在转子和功率模块之间，还设在定子和并网接触器之间；电流互感器设在定子和并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双馈风电机组发电机在线绝缘检测装置，其特征在于：包括发电机、变流器、主控系统和数据采集与监视控制系统；/n所述发电机包括定子和转子；/n所述变流器，用于通过调整调制信号的频率和载波比，改变输出电压的波形、频率和幅值来得到激励信号；用于向发电机发送激励信号，用于采集发电机反馈的检测信号，还用于将采集到的检测信号传输给主控系统；/n所述主控系统，用于控制变流器工作模式的切换；还用于接收检测信号并将检测信号传输给所述数据采集与监视控制系统；/n所述数据采集与监视控制系统，用于对检测信号进行存储、分析和判定，识别出发电机可能存在的绝缘故障并进行预警。/n

【技术特征摘要】
1.一种双馈风电机组发电机在线绝缘检测装置，其特征在于：包括发电机、变流器、主控系统和数据采集与监视控制系统；
所述发电机包括定子和转子；
所述变流器，用于通过调整调制信号的频率和载波比，改变输出电压的波形、频率和幅值来得到激励信号；用于向发电机发送激励信号，用于采集发电机反馈的检测信号，还用于将采集到的检测信号传输给主控系统；
所述主控系统，用于控制变流器工作模式的切换；还用于接收检测信号并将检测信号传输给所述数据采集与监视控制系统；
所述数据采集与监视控制系统，用于对检测信号进行存储、分析和判定，识别出发电机可能存在的绝缘故障并进行预警。


2.根据权利要求1所述一种双馈风电机组发电机在线绝缘检测装置，其特征在于：所述变流器包括变流器控制单元、并网接触器、主断路器、主接触器、功率模块、电压互感器和电流互感器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡梅园，张凯，陈薛梅，聂思宇，李德才，王世均，杨静，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团海装风电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50