一种风电专用母线槽发热故障在线监测系统的利记博彩app

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系统。

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。

技术实现要素：

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系统，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系统，包括多个非接触式采集系统、塔筒监测分机和后台监控中心，其中，非接触式采集系统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系统进一步优化方案，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系统进一步优化方案，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系统进一步优化方案，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系统进一步优化方案，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系统进一步优化方案，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系统进一步优化方案，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系统进一步优化方案，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系统进一步优化方案，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系统，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系统，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系统，实现了母线槽发热故障的在线监测和诊断预警，可以提前预测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系统的结构示意图；

图2是本实用新型故障在线监测系统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系统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系统，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，实现对发热故障具体位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体位置，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系统进行实时监测，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。